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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5 }2 n. m$ F" D( b- {# W
        操作系统:Android10.02 i8 `8 D' {% w! g( ?
# ~5 U- P' q# }$ a: @, t+ o
                            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。" ~$ Y4 H) y$ N+ v  L8 x
        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。
9 O3 ^; A* o/ g& ^7 l4 b5 O2 d                               
- ?: _. M0 P0 W3 X        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。: n4 [- I. J- j! 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。* X+ K" p* z6 L' H& g
        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。3 [1 L% }# ?6 B! D- Q
        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 v0 ~- |. w1 c3 Q5 s" f5 v% k8 K4 h        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
) o2 D. r* N) w& k1 U1 q        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。
( Z2 d. B. l1 w4 ]& _9 x+ y                               0 Y. B; _  r( w5 A, Q
% j* b% L5 o. ?/ y6 ^& A% ]6 C
                            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。% _- _0 t/ D- R/ N' R$ S( q
        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。
& {4 B' \1 W, x6 M4 t, E) u5 h. n. x        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。$ e. Y, u' W* N2 g
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
9 ?7 }1 |8 R- T0 \& o- m8 }( w  C  S2 \9 }. d& }7 _! G& g0 ?
                            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。
6 l8 F4 ]9 ?" B' p& g        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
$ K6 A& u8 E) g9 U, b        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)。$ [' z! ^. p4 X( f: s6 d: K2 d
        策略配置源文件         1、external/sepolicy. i5 J6 B6 s; Z4 J0 g
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改, P8 F* h3 o; a' o3 S% G. i0 u

$ |9 F5 j2 S% `; {3 q1 h3 X- c                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy1 B$ t! a: H7 D* {/ O
        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。, g% x: h2 p) X9 i

! _  R! ?7 n' C% i5 b$ K                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
$ H7 _7 x  q/ |        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor4 }' p) U$ O! z4 }3 |  e/ R
        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。
: n. I0 M5 z- {' T4 k4 N7 O: P  ^" A- P+ U8 l7 W4 b
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
+ p7 m0 j1 }: A8 x        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te5 X. ^4 }7 t6 O
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
0 A6 A) O: Z7 c7 O% x; D5 p0 U' m        2、property_contexts:属性安全上下文1 c* M, v* \. L2 d

, O- T4 V# h: y* X                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
- |0 A  i7 ~  u+ a        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
7 E, y" ?/ ]8 \7 I. f% Q        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts) i1 @) c% J& w* P- i
        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):. S. ~* L2 S5 h9 T+ L" M$ a: n, I
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限* }9 y  x4 e' P! T. h' @) U, \
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
; Y- F* H' {: }/ T- y* _" C        3)system_app 有android平台签名和system权限  h, M5 m- W& h
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app( v; ^3 N1 M- v7 C, O# S! D- J
        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 P, L) w5 H* y( M: Z' I: P7 T$ n        system/sepolicy/private/seapp_contexts! x0 w8 [/ ]! L, N) U1 n
        isSystemServer=true domain=system_server_startup! X) B# }0 w  k, T
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all8 g+ f" i: v  Y2 A" p; Y
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
  {; ]3 k0 @. b! x$ j9 H4 S) L        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
' ]+ x% x7 [! y. g: q        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
8 z9 E& A% ~: O; x4 g+ O        type=radio_data_file
5 n0 E5 U. l1 H7 c$ \, D        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file8 a/ L+ f# _: [; a. o) f
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
) T$ @' J8 s3 D0 M& d" C' y        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file2 p5 g: R9 T5 e/ e
        user=shared_relro domain=shared_relro; _( U8 @& `4 g3 I& n
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file6 n& l. [  B# [8 S
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
) Q% ~) q3 k8 y0 i+ {' I' p# p        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al) `0 G+ s5 e9 G: _
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all3 k* O5 X7 x6 S/ P+ k4 _9 J9 F
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file - ?! D9 N) ]+ J& g7 y( x
        levelFrom=user; [8 P/ V9 r# t: n
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
2 I2 J) O* ]) N0 d; ^- p+ E0 k& ~: Y        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all7 V& N. z; t0 K8 O
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user* U8 E" f* b8 p; l
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
+ G% V& y( J9 [( q) r- I3 h: r1 Y; v        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
7 C. J6 |" `6 A/ j  A& g) Z* y        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 9 `  _! c1 X1 d4 B
        levelFrom=user
/ U4 [0 h  a+ v) w: U/ a        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user- W* C/ s0 s) [+ u4 Q' {6 K
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all9 G0 D: d) N, z3 m1 ?" j
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
- W$ P0 R* i3 p7 b        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/815305688 A1 U& A! f/ w6 F! p$ T8 e# `. c
        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。7 \  B# x8 m1 n3 g" A
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
, k# K4 P5 M) d) g% G        Android.mk
5 t( K& |- m# x, M& t5 U        LOCAL_CERTIFICATE := platform
) V. T* D/ [- L5 m9 a  }! {1 r9 c        有platform签名,所以seinfo是platform。
5 l+ Q2 t: ~2 r% N/ h3 b$ ]5 V        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
: d6 ^0 a  X6 b" K5 ^# }        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。
" j7 m* f4 t* q5 c  \6 x# p% b                              
6 O! P) z, T2 N% B- D. U        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
( r/ E4 T( C. R3 d) O4 A        console:/ # ps -Z
+ i1 z. M$ y. l! u# z        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     , T9 E9 k, e; G8 \* I5 `
        0 S forlinx.example.app
9 S' Y+ T9 ~: Z0 E1 P8 y& g        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
+ |) S" `% }0 k: J        0 S com.forlinx.changelogo
8 R% N" Y' H  D. \7 _, b' 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。' Q0 X/ w* m; q. F( q+ C. i
                              
% I! a! K, c- r: {7 S/ J& `( |( n9 B
; r& q5 U3 ^) N) g. ~; Q7 W- K                                                  
% F! m+ c+ g# P/ V4 O; w6 \" q        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。, k3 T7 {: D, L1 {& _: m6 {' N
        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:
& M3 i" ~! g! @/ l+ [% Y' F/ D        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te' H# }4 m! a$ @! r7 _! ^; g
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
) O9 N' H( U" \
! r5 G: ~1 o9 |# z: C                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
5 c" K7 G- x# M! {  g4 n) }6 \1 }* ?% y
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te! Z8 w( \  F0 U. o3 g6 `
        ...
# e9 Y! Q- I2 Q6 R9 r/ T        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };- W3 ^' Z2 L4 f. }1 F3 p. @- b
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };5 z2 U. h& h6 W' [" {
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
' S. Y0 }1 o8 Z; X6 U; k        ...+ l" @, k4 C8 S  @5 P& Z7 Z7 K
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
5 P& Q! e. B" s8 ]1 v# g4 C        分析:domains:system_app2 u4 J7 B/ j% b! _  v% x+ B# W
        types:vendor_shell_exec0 J5 v" w! v% s; M8 I; H( M# ?; q  N
        classes:file
" N2 x7 F: q) L5 U" v9 n1 H        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
- R9 s" O4 H/ R; x+ ~: ?3 ?        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:
4 Z- W% t9 f+ N( p9 t% _5 ?7 ^6 i3 U* y. e2 l9 h9 j) w5 @) k
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
' F& C# p' @: c5 B        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
4 }% O! t/ W& G1 c        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te( Q# S9 G/ r* g* j! ?6 ^" [
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };8 v; g6 z! h' n4 p
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred8 ~: a+ m7 M) s

/ T8 ^) O) o! R2 W                            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。# x& @( x2 n- m  `5 ]

1 S  {4 r0 b8 Z$ H  q1 k                            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。* |, G3 }6 S; H8 R  E/ _: z* q

- p6 l! i. x: T, m" H) R" h
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