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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
& j: S# N$ |/ ~& ?2 y  g        操作系统:Android10.0
# ]6 V; h0 S1 ^  f4 ~9 S0 a. y
  l0 s! G) |# G! m' z( ^                            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。
$ \6 _7 n8 n0 n. ^8 u5 H        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。
: f& C9 g% i. u/ {4 {                                8 P8 ^, }- L& X: N# \3 z1 N
        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。) q: v6 u5 d2 {
        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。7 v" B' V; ]1 x- P# v
        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。
: L- G1 p# \3 c" w# T& R! b        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。
2 i8 l- M* H4 s3 u5 V        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
' n3 h! l/ O8 i, E% j. h! b0 I        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。  P7 ~: k- n% {3 W
                               3 G! E" m5 E+ [/ Q& X" ?
8 n8 E& T- ?7 E& \
                            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。  S# G& `9 M, t  |; S1 k; D
        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。- s+ t# x7 f/ Z4 I2 j2 v
        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。; A6 ^3 U* [' a/ c, d. n2 y
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
5 G  n$ K# H  {# ~* h3 U
# a( ~$ P# @& ^- @5 m                            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。
" |# b1 v! l1 e( C4 {. O& u( X% C        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。2 X% G+ E6 I/ @/ U
        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)。
8 Z! n/ I$ U$ v. r        策略配置源文件         1、external/sepolicy
# m6 ]) k% w" o5 l5 _% Q6 q' r0 ^        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改# H9 n6 q5 B# E3 T

- i! v, N4 ~% i                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy) b! Y$ m; X0 {! U) B1 M" e8 d
        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。9 M- @' d: N7 K. g( ~

+ u: o& K  ]( T' j+ ^                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:1 Y; c. }. b; V5 k  k
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor: [: o7 E5 R1 W; _" T
        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。
4 G3 P: h5 T4 G9 {: F' p& F% ~1 A; K0 p* U+ P  ^2 Q
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:  q( \2 J# @# f2 l/ x5 k) Z! h+ i
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te6 {% V. m; s0 V' |- H3 g1 Z3 W
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
( S/ N2 e6 N! z% Y4 T        2、property_contexts:属性安全上下文. X6 E' I6 R( ?/ ^! T

7 [. z( A8 R* D( R" e/ M! s                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:( K3 _) n. S6 I& N' ?: B
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
* k/ W6 ?3 {5 J( y# P/ t6 Z        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts) s" y0 E, R5 a# ]3 N- m# X
        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):
! G. i' G3 j/ H) d# t        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限/ Y" v; K# V4 M2 w
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
( ?4 Z4 C5 O# I: l; U        3)system_app 有android平台签名和system权限5 Z7 ?' R6 S' S" d+ F$ a' R
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
! e6 p/ [! }6 Q3 R5 o, y$ n0 H7 I9 }        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
2 U6 v% V3 n/ T" s: ~$ y( _2 y        system/sepolicy/private/seapp_contexts
3 ~5 n( w  E0 Y# T6 [  p        isSystemServer=true domain=system_server_startup; E1 X2 D) k1 Y8 m# c* y% n) C
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
& j7 }* ~) ]/ l1 h+ h4 Y& M        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file! d6 n1 |! E  ]$ C/ f/ Z# c
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
2 J% F+ S0 m, u( V9 S; b        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
5 @$ l9 [3 w6 D        type=radio_data_file4 {0 Z4 U$ B, u
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file) a. o7 }, m) Y" q9 c! ]: D
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
! _  [5 m1 B# N% M4 w5 G        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
2 {/ |% l& b) {# [3 I        user=shared_relro domain=shared_relro
' I. F2 ?3 P8 y" z- H        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
3 P2 i& W8 P; |8 \3 o        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote/ ?: x$ B% w- A/ @: q5 P6 q1 F
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al6 u9 {& U: j6 q
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
3 V/ C7 |* Y: Q2 o. G        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
7 L  e4 V& n2 d/ v, P6 ]9 ~  @9 a        levelFrom=user2 V, }" x$ p7 {8 `
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
: a* `" N6 p8 x. J8 Z# w        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
/ `& R. A: E& F: y4 }: _5 c. P        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
6 F# H9 E5 I. o; H4 _        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
6 T6 c5 L: u3 q! T9 Y        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
3 r( g6 q/ Y; R        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file " g3 Q, H0 |4 x, m! p) p
        levelFrom=user/ j/ ]" n+ e8 r: A  A6 p# @. g
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
$ V( k+ T) A5 [& w' C6 H        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
# h3 b  T* K# a9 a8 n        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
6 J9 |0 S7 @( u, T, \9 U0 t        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
8 Y% F8 y# V8 B4 C+ m: R; n6 e        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。$ }) D. B$ ?. i" u  g6 R/ l7 d
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
# L% w9 s: \" G; q        Android.mk+ K0 W# l, z) N/ d0 k
        LOCAL_CERTIFICATE := platform) f, n1 }. k# f6 y: z
        有platform签名,所以seinfo是platform。
9 V/ }( a7 Q( _% a) q        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
9 o" V  j5 z' J. S0 W        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。8 @" T- J# F4 B7 N8 j5 e9 A
                              
2 D; ^' C$ X9 F: q7 m& u2 P! q0 H        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
6 C/ p: @* G5 c        console:/ # ps -Z
+ l$ M' x1 o0 S1 _1 E7 D+ |* U        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     1 A% t; H( r$ D' |  {) u
        0 S forlinx.example.app
' s& w! @; N9 u, A  h  Y) t. i  j        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
, U( F  L! {, j( Y  `        0 S com.forlinx.changelogo( {. E% U' l) ~1 _6 F
        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。
! X+ }, Z" X( `) v$ `$ X, I- ~                               # U. n) a  F/ M- E1 a& ~  g4 E
: ^3 o& e8 I9 x, ]
                                                   6 ]" F& ]& }( n3 J% j! a4 t* j
        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。( U& N' d8 v" Q' b0 V
        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:
: @9 }! d! k" P" x8 ]        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te. u3 P% p2 E$ m# k+ l
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te! f& Y1 H$ ~  d, Z
9 f# R7 N  o+ q. `
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
: X7 I( H2 J3 y8 N
( ^& r) [. U: P+ _. ]7 W6 D                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te  q6 f2 l( V6 n2 s
        ...
% X. j2 [7 H$ [% T7 U4 |        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
  Q: z% i  O0 [9 S: ]# s% v8 i        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
, F7 R. C0 }" g2 W        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };& v/ L+ l2 ~& i  K
        ...7 M! I  q) q4 \  ^) g2 [7 v% f8 y
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
; x) o  U6 _4 }  g        分析:domains:system_app+ r5 [: w( R9 S+ x2 ^3 _  c
        types:vendor_shell_exec6 B4 s8 q' H! M) Z: |5 h% C, g# h' E  `
        classes:file
% D, T5 b0 u0 Q+ I" j$ Q        permissions:getattr open read execute execute_no_trans" H9 Z, q4 P5 d2 P( T! r* e
        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:
7 K5 B. K5 U% `9 _/ m( U+ e1 q2 f2 ]9 Q4 d6 l" y
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
* L6 l7 P* N  n9 d. e        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
# I+ \9 ~; t0 L# b9 p* n+ F. {& \        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
4 |. f; }8 a- V         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };+ `2 {8 c. k3 t) W8 x1 F9 I0 T  L
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred. V' Z# E8 ]* `

: U( V; F4 E% h. Q( T                            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。6 l- Q4 ^: \$ G  r5 h% x

) L/ a9 `/ A/ G0 T! |! j3 |. p                            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。' \+ ]0 R5 p1 o/ D& K( ^  P' |

7 N& Y4 G* h: [0 ^! A
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