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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4 D7 ]# X  q8 r- z5 T
        操作系统:Android10.0( x# W0 z( p' R' u1 `
5 O) k: M* [3 w7 j* r
                            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。
( ~2 D# V: Z2 L! v        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。8 s9 U1 z6 ?3 W; t, ~
                               
( V8 |$ B4 Q+ z        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。
4 H. M4 [3 ^3 y7 o( K1 f4 P        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。
$ H1 I) u: z$ t$ e! M# M; 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。+ N. q7 X2 P& ~7 C
        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。
7 B- ~( D: S3 I3 c4 \        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
5 V0 ^8 W% a& ~5 b. 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。
4 A# J4 f4 @# d) ]                               + |/ l9 u# ?/ L3 O+ p5 H2 O, \3 x
) I$ z" A" ?# i- @% |: Q5 J% @  M
                            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。& j7 m3 E8 a* I# A
        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。
! ~  y" _' i: t8 c0 _* `        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。# {) V+ g2 ^- ~
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:; }1 f& V* ?( }8 w' w+ q) w; i

- M/ ^1 V" h$ n1 l& b1 x- t                            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。
) M, p' S+ \3 n+ `        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
0 j6 u2 {5 D* Z5 w# J3 {5 G0 ^& S        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)。
4 {* X* S& P* X9 E: [' r2 Y        策略配置源文件         1、external/sepolicy
. u3 L! J' ?0 E. g- }% \* B5 J) q        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改  d% E2 p% }+ \6 `6 H) G% ~1 q
1 z/ c) S0 x2 p2 z+ D0 S0 O
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
- X) G& ~/ O/ l/ Y6 P        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。
" c" e- A* O9 m' {, s9 ?
# S/ x$ Y9 F) r) l2 M) W, l) j                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:& x7 b2 V  I2 X4 P+ O: T5 R/ @
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
! o2 c, V  W7 E5 t* \( E2 `        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。
% c% H! b7 A3 j6 H' ?3 h& b: k. i% q: b8 g( u0 z
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
) I( K, |0 j& [8 A. `        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
9 e, h( @$ a1 V& O7 G" B$ ?$ Q        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文4 u; q; k4 n: ^- o
        2、property_contexts:属性安全上下文, ~- A5 L2 q. {

0 \+ n5 E- F- I5 [/ w; E7 m- _                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
! G+ E9 E7 ^' r( u8 d. i        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
3 D# ]' ?+ r* t, N; R% L        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts2 k& T% A# E  r; 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):% W. {9 y* V$ X# m0 |: e
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限1 b3 M0 o8 A" T! b
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
$ d6 P& p+ U: }" Q5 `; p7 ?        3)system_app 有android平台签名和system权限
4 j; i; X# J1 J2 c$ X4 Q        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
$ T) q; Z8 [1 ]* I" |% ?. }& ]# f        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
4 N- B7 x. ^3 E0 H. ?        system/sepolicy/private/seapp_contexts/ y8 g- e) M1 i' ^3 j
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
  Q- x" s2 [* }- g8 p9 g        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all" V$ I5 z5 B, b. |, e* h
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file1 V4 o4 v% e9 G3 C8 u8 Z- ^
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file0 w! y2 o: H3 \4 w& J
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
1 w" D) J+ c4 D0 T: _( e3 Q3 [1 r        type=radio_data_file" p7 e  r; J4 j6 U+ v( n. ^
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file( X- `; Q6 o: U6 t2 B$ F
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
  x6 ^; L% V$ m; M4 ]+ `( K, N( N. s( w+ ]        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
( B  m, j! k& g. T, ?. e1 C        user=shared_relro domain=shared_relro8 `* w# c3 P% Y# e
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
) \1 h' J2 d/ L" C; u        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote+ {/ t& z7 u6 |/ G  D
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
4 e& a8 Z' T% Z( }2 \0 A) U. X        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
/ ~. N9 {* p+ A/ R* Q/ S, T1 U        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
" ^- v+ S7 H; Y; F( Z' U        levelFrom=user
1 w! o7 |. T; g" }$ a        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
6 v, D' h' _6 i. X" q% N9 F5 w        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all- A7 H% }; p3 F& {1 w* D
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user5 B& E) T' P" N% k# n
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all7 n: N  I2 Y- @; C8 r' q# p+ a: x* Z
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
( M& r; L, |' I2 X: G$ A: e. ]        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file * Y: i2 M) F* u) i4 O6 ]7 D# p
        levelFrom=user4 j" ~& A: w; ^2 H7 M) p1 E
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
. U0 T, E# ~1 b# M2 ]" p        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all' Q; @" B' @" l$ Z/ k
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
! Y. y) I$ u; Q7 J. ^9 N" \2 q8 L/ x        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568. ?$ s9 U1 k5 d7 ^
        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。$ u5 \$ G7 t) J) \; Y
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
# J& D: y/ X, v5 R- I        Android.mk
+ U2 g4 X. @5 u" I( W        LOCAL_CERTIFICATE := platform
# d2 y+ e1 S4 n0 I        有platform签名,所以seinfo是platform。& ^( E  w1 h) M  t# @: C
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
! W) b. h4 H9 K1 @2 B& H2 Q4 }        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。6 }. O9 ^! J) L! I8 \' {; c  \
                              
# z8 u9 h% |$ o: X' w& ]        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:+ x% |# V$ U6 O' l. J
        console:/ # ps -Z  I3 ^) _5 S& M: L% v( ^7 [
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     9 y. Y* \* s, m" T" c: q
        0 S forlinx.example.app
: B" L% S" X. K  V7 j( y        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     4 e2 p7 n6 }& d
        0 S com.forlinx.changelogo
6 p% R+ W4 i9 t# l0 y        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。9 w( b. @& c8 o. o3 g
                              
1 L" W$ A; n4 {% |. T5 l  Y+ W, Q
# q2 Y2 v( ^2 Q% B& Z                                                   , f6 p% Y  Z) d1 @  n3 M
        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。
8 A9 s7 [( K; G# S& W4 |9 a        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:
1 q$ F+ C; F- C, J        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
+ v# g0 c5 T9 d9 _! n6 F6 i& r6 \        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te) H2 W6 F) F5 _

( A% M+ d6 M% s. }5 N: z7 ]                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
- m7 [1 o2 n4 l" \2 Q
4 A* W; Y, d+ O                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te& @# U% |" e0 X+ ?
        ...) w* g( u4 w' ^: D! q
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };; Q5 ]; _" X( Y* X3 F5 l+ `* [
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };* D  m3 w: b1 ]" h# e" q
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };1 j: j1 E* U. f9 H2 F3 L  ]
        ...+ c% R+ G7 g- L3 z) D
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
& {) J* z$ M; c' \2 V8 }        分析:domains:system_app
& C) v$ v& `4 j; F: S1 {% _        types:vendor_shell_exec
/ e1 B2 s; S) X3 ]3 o* D        classes:file
. F7 _8 w  K( D& m4 ~7 H: H  x        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
) b$ ^. o& @( I1 t        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:) p5 B& x" e9 w2 e  o. q; c
! j+ P. u$ E5 |  l
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
0 Y! R; O2 b$ s# f. S+ [6 P        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };3 d2 `# E! }  ?
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
! c5 {' R2 Z- s2 E4 U) x; L         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
5 B) m# p2 Z# h; p/ D        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred: |5 }  O% n9 y# ~( Q( K- L
0 p) f" i! q6 k' R) P( v
                            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。
/ a+ `/ v6 F9 |# E! w% t  f! Q! Q2 l' `
                            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。4 ~1 B: m; n- `1 S

1 |" r/ F0 I) v& _! e- s
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