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[帮助] 国产平台之T507 开发板Android 安全策略漫谈

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发表于 2021-12-5 17:25:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
        硬件平台:飞凌嵌入式 OKT507-C开发板
1 g& c, Y1 X1 F: m  K  R/ ?5 f        操作系统:Android10.0
+ I: z( K: s, _, Q+ a$ Y
$ F+ O/ R" u; D  C- H4 X) R) r$ P                            飞凌嵌入式 T507 开发板 Android系统版本为Android10.0,默认开启了SELinux。基于MAC访问控制模型的SElinux,可以更好地保护我们的Android系统, 比如限制系统服务的访问权限、控制应用对数据和系统日志的访问等措施,这样就降低了恶意软件的影响,并且可以防止因代码存在的缺陷而产生的对系统安全的影响。8 r) k% y1 e6 n2 ?% y  ^, p% z
        从系统安全方面考虑,SELinux是保护神,但是从软件开发方面,SELinux就是一道牵绊,这是一把双刃剑。; j, j" Y2 W7 [% i- g
                               
* w% X: \4 R0 V; G; F        比如我们开发应用或者增加系统服务的某些权限的时候,我们必须遵循SELinux的规则,给我们的应用设置对应的安全策略,否则我们的应用就不具备访问数据或者设备的权限。下面我们MAC访问控制模型开始,简单的梳理一下飞凌嵌入式 T507 开发板  Android的安全策略,以及自定义飞凌嵌入式 T507 开发板 Android安全策略的方法。. m* P* K! I0 j8 K- j( r; ]0 N
        访问控制模型DAC,MAC         访问控制是指控制对计算机或者网络中某个资源的访问。没有它,所有人都可以访问任何资源。有了访问控制,用户在获取实际访问资源或进行操作之前,必须通过识别、验证、授权。- `1 m2 j9 p8 x+ u% M/ R  C( [
        自主访问控制(DAC: Discretionary Access Control)系统识别用户,根据被操作对象的权限的设置,来决定该用户对其拥有的操作权限,read、write、exec。拥有这个对象权限的用户,又可以将该权限分配给其他用户,此谓之“Discretionary”。缺陷就是对权限控制比较分散,不便于管理,比如无法简单地将一组文件设置统一的权限开放给指定的一群用户。! u/ c; u) W7 _( S
        强制访问控制(MAC: Mandatory Access Control)MAC是为了弥补DAC权限控制过于分散的问题而诞生的。在MAC这种模型里,管理员管理访问控制。管理员制定策略,用户不能改变它。策略定义了哪个主体能访问哪个对象。这种访问控制模型可以增加安全级别,因为它基于策略,任何没有被显式授权的操作都不能执行。MAC被开发和实现在最重视保密的系统中,如军事系统。主体获得清楚的标记,对象得到分类标记,或称安全级别。
" O6 q. S& v1 N- l. m3 C# \6 n: d8 \: c        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux' E2 W( K* H% b# U# J& S2 S% e
        软件通常情况下必须以 Root 用户帐号的身份运行,才能向原始块设备写入数据。在基于 DAC 的传统 Linux 环境中,如果 Root 用户遭到入侵,攻击者便可以利用该用户身份向每个原始块设备写入数据。从 Android 4.3 起,SELinux 开始为传统的自主访问控制 (DAC) 环境提供强制访问控制 (MAC) 保护功能。作为 Android 安全模型的一部分,Android 使用安全增强型 Linux (SELinux) 对所有进程强制执行强制访问控制 (MAC),甚至包括以 Root/超级用户权限运行的进程(Linux 功能)。例如,可以使用 SELinux 为这些设备添加标签,以便被分配了 Root 权限的进程只能向相关政策中指定的设备写入数据。这样一来,该进程便无法重写特定原始块设备之外的数据和系统设置。借助 SELinux,Android 可以更好地保护和限制系统服务、控制对应用数据和系统日志的访问、降低恶意软件的影响,并保护用户免遭移动设备上的代码可能存在的缺陷的影响。# _! f) J( m" T6 M" `6 x0 w
                               % _2 ]* U2 ]6 `# {4 ?$ X1 w

" a3 e4 L4 C2 C$ x0 o                            飞凌嵌入式 T507 开发板 Android系统版本为Android10,SELinux默认开启,即使获得了该系统的root权限,也只能向相关策略中指定的设备写入数据,从而更好地保护和限制系统服务,保障系统和数据的安全。( f( C" k/ ?2 [3 W
        标签、规则和域         SELinux 依靠标签来匹配操作和策略。标签用于决定允许的事项。套接字、文件和进程在 SELinux 中都有标签。SELinux 在做决定时需参照两点:一是为这些对象分配的标签,二是定义这些对象如何交互的策略。% ~# N# H4 {9 t+ C- a" h
        在 SELinux 中,标签采用以下形式:user:role:type:mls_level,其中 type 是访问决定的主要组成部分,可通过构成标签的其他组成部分进行修改。对象会映射到类,对每个类的不同访问类型由权限表示。# a7 j- H9 D# q8 `) i, I0 e/ B& p
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
$ a& \+ y0 c2 G) K8 w* X* }+ D9 [5 ^' Q* Y' E
                            Domain - 一个进程或一组进程的标签。也称为域类型,因为它只是指进程的类型。
) e' {6 L* {4 A        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。3 v# \4 n+ ]$ q# V+ C: x
        Class - 要访问的对象(例如,文件、套接字)的类型。Permission - 要执行的操作(例如,读取、写入)。9 G  S/ C& I7 r
        策略配置源文件         1、external/sepolicy3 z& s2 d; G5 r7 O- q
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改" L0 x/ z  Y4 i# d% z( y! ?) b
8 d& _: k# v+ L" [
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
. A- \# L4 ]4 e2 E' V        这是特定于设备的配置,基于 BOARD_SEPOLICY_* 变量来选择对应平台的策略配置。. v5 J, }9 q0 q
) G/ g" N9 |5 ^  H
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
  r& J0 F, l4 I8 Z  E5 d        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
5 d& Q+ d0 K" X! m$ L        Type Enforcement (TE) 配置文件         .te 文件中保存了对应对象的域和类型定义、规则。通常每个域一个 .te 文件,例如installd.te。在 device.te、file.te 中声明了设备和文件类型。在某些文件(例如domain.te、app.te)中则存储着共享规则。# r) L3 W. |8 F6 h! f8 O7 ^

4 J  y! w( i+ ^4 d8 U, _                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
" e: m/ q0 ^; e. h$ x! e4 l: f% L6 X        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
* Z. e. c/ e/ w: {! U        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文; C7 |, h$ N% @0 G  K' M' m3 l
        2、property_contexts:属性安全上下文
+ C! u% N7 V& X4 M3 l4 e1 q" s$ r9 o3 ^- y% a( l) h% j" w: T. I/ V3 e) k
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
, H% T: f8 s6 t        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
! L9 o# c$ l2 |        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts7 h4 m) Q9 U* e) d/ U, a" a
        SEAndroid app分类         SELinux(或SEAndroid)将app划分为主要三种类型(根据user不同,也有其他的domain类型):% ]; u8 `2 h3 T# s9 V& J' ]
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限) c$ t% o0 E" z/ m
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
# H0 a- B+ W& w3 K        3)system_app 有android平台签名和system权限. K2 s+ }7 X. d& t7 V
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
! D; }3 R* ~: E) B4 s        APP的domain和type         查看seapp_contexts文件,APP的domain和type由user和seinfo两个参数决定
0 ]3 Q7 B' X7 r        system/sepolicy/private/seapp_contexts6 `2 N* T5 V- n* g6 e' P
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
% |6 X1 A  q3 @) }* Y  Y        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
6 B& }' g  n0 G4 X, Z        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file" W& y8 v7 t- e% \
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file2 y( v& O3 u- D( r% w
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
/ q9 g/ h) |9 R3 H+ ^        type=radio_data_file
3 [5 X' [& w8 Q0 D        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
" q) M: F/ z, l/ ~9 g3 s        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all1 d+ z- P5 H0 H7 X$ o8 J
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file% t$ T2 k% G$ j
        user=shared_relro domain=shared_relro
* a7 R3 P1 o+ u        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
0 S! U' }! o. K+ O: M        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote) k. g: c; d2 y, H& X& _7 }6 Z
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al6 x  y! j2 }9 [
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
5 @7 T0 J; b; C  J% @, U        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
* f& i* A# p- k, G1 W4 [) F; p" Y        levelFrom=user
5 d  `  j2 G( G$ s        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
) i$ N+ U9 L+ q& H) Y        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
6 q. Y! J* G& d1 a! l        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
& k8 r" j' h0 q  N        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all2 U; d2 V8 Z4 y- M
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all9 l2 ]' J6 Y: V# w/ F
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
  `$ z, B0 \8 w- T" ?9 n: j/ O        levelFrom=user* i$ U. w3 |8 |8 _9 W* k
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
3 a$ c' i/ V- d0 m: {3 E        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
2 k. x) r2 Y8 ~* V        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
, _; c! r1 ~+ i* r6 M" P4 w        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/815305686 g- ]- H) w7 c3 Q% X9 X4 x
        user可以理解为UID。android的UID和linux的UID根本是两回事,Linux的UID是用于针对多用户操作系统中用于区分用户的,而Android中的UID是用于系统进行权限管理的。参考链接中的文章对于uid的产生讲的很清楚。2 r0 b7 n5 m$ r  G
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
) A' ~- ~& a; u' o$ d        Android.mk8 U% _0 ]2 y+ g! _' q8 C# A& I
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
  y/ A: d% j* q& X0 U/ _( t; b% c# v. o        有platform签名,所以seinfo是platform。; n$ v& q. u- ~( o9 d! v
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/1078238745 y, q8 I5 m7 _8 I* N  B
        可以查看Android源码build/target/product/security/ 目录下提供的默认签名文件,不同平台可能会有差异:飞凌嵌入式 T507 开发板 提供了media、networkstack、platform、shared、testkey、verity六种不同权限的签名文件。% O6 y# S' ?( t7 j9 b
                              
  _4 V2 S( q, A  f# y        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
" b( s! z& B3 ]. f! D; l        console:/ # ps -Z
) @4 Q: s- {; |. v        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
$ ]! o6 a2 z  i        0 S forlinx.example.app
/ C$ b& I% p  y3 J7 _        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     # U- J9 |" Q9 I: h) g  L2 F4 q
        0 S com.forlinx.changelogo) z2 `, y/ v. D8 a- D1 ]
        当前运行的两个APP,forlinx.example.app的UID(user)是system,拥有platform签名,它的domain和type就是system_app。! y" e: Z4 w% a. L8 P: Y
                               9 j0 M& G- G+ u9 @, h% c  V
9 S# P1 w$ s) g
                                                   5 s/ \; J* s+ G" U: n
        com.forlinx.changelogo没有设置UID使用的默认设置,其UID为u0_a62,并且没有设置签名文件,它的domain和type就是untrusted_app。
3 h" |' y! ?4 z4 c4 i: i        T507自定义安全策略         以上面两个运行的app来说,我们为这两个APP添加额外的权限,对应的TE配置文件分别就是system_app.te、untrusted_app.te,对应路径为:
5 [  E6 b) W: B* x        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
2 `  ]: m0 d: s% ~; V        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te: g, ^1 W# P) n, F; v- t

; @* ~' v! |1 }! n6 K                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
$ F5 x! s! V2 Z: ?. B0 c- J7 P
0 H0 a* }: A: U& ~  u; L                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te: _' G+ ?( ]. d( H/ p/ ?6 }  r; U' L
        ...  [' q2 g4 @5 N  d- Y1 \+ N
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
6 H' f  G/ E0 B0 G4 M* h3 n0 U4 \; [        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };) e' ]. b$ h6 c
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
% J+ r8 ]+ g  T; I        ...7 V7 ~. V; O3 o  {
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
$ Z7 b4 n) B9 t$ ]  t8 x* k& z        分析:domains:system_app
' P8 d  C3 Y* D: p        types:vendor_shell_exec1 l% R9 {$ F( L
        classes:file
, V. z' a: l. n& t( x- w5 l        permissions:getattr open read execute execute_no_trans! H' O% c( F+ [  h, s+ A+ F
        neverallow failures         有时我们增加的权限,系统默认的配置是不允许的,比如我们上面给forlinx.example.app增加的执行脚本的权限,报错如下:/ Q6 E! V# O1 d2 u8 y
  y9 a! K9 Q- Z6 j6 H) H7 W
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te $ v$ M. Q1 X% o! O& |" Y
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
& a: g6 f* {6 X' b2 `/ n7 f2 D* I( j        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te+ t5 |0 `5 ?0 _& _
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };# u5 d. |9 Q# S! P. a% ?
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
" G, q! J% [' I7 M/ B+ l* C" S6 A4 _  K* J: c0 z- [/ P; n
                            系统默认的安全策略的路径为system/sepolicy/,根据报错的提示,我们可以修改默认的配置,修改system/sepolicy/private/system_app.te和system/sepolicy/private/shell.te,从而完成权限的赋予。
! C/ U4 P; J: J7 W( U% H. x7 N& o
4 W  r+ F  [" D0 Q: [; j' ]% ^1 i                            以上就是Android 安全策略的脉络,以及飞凌嵌入式 T507 开发板 Android系统下自定义安全策略的方法了。& ?" P: E/ L) l/ g0 X: L3 @: H2 A

: M( v' L% Y2 J" Z# n/ G1 p
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