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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( g7 a0 M4 h2 o9 t
        操作系统:Android10.0
  {/ q& \" s/ l, u  v5 i+ g2 U. [3 y  L  H6 T
                            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。
. |/ w  X+ @3 b- t& 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。0 j* L' M( y  t
                               
6 c  T$ V; b  V3 I; R( p% `# S        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。+ i  G! q- Q3 Y3 W. i; m$ C
        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。0 ~9 E9 S% `* W
        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。- @1 q* ]1 F% F. n3 o) o
        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。
" w# E& F( l- @. Y, F        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux/ B6 \) b% C2 J6 i- h
        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。
; u6 W! L/ `: e/ [/ ?                              
$ T1 U- L, ^7 X, [" `+ t$ i# 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。
0 w: S6 |& L9 ~        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。
  n0 }8 d2 ]# p  j5 L3 u        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。
7 z9 ~8 t+ h4 y2 F        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
; f( U  b" q) x8 M$ X' x- D# T% y% s2 u# 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。
) _+ C( v3 P1 X% m$ \2 J        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。+ g, ^. |# t7 g, P
        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)。
  A# |. z% h' E        策略配置源文件         1、external/sepolicy
2 U4 f# h8 U1 d8 n        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改5 A5 d8 T  M' i1 m- d
9 C* ]) g- D' M# g2 w! N
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
# U  Z5 T1 Q) b0 {, z) A        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。
8 \3 t* Q4 v$ D" z2 ~
1 {# t1 F: \. ~8 ~8 l                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
. w/ `" ?% l- w' Y6 G2 P        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor$ o, Y+ C$ x* a& I# D$ r( K
        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。
6 P% K( k$ W* w  X) [; K# \5 B* F. G0 W- u3 D, H. [, R3 F
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:: ]3 k2 z& B) Q& Z2 R2 m4 _
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
4 u6 @" e- L+ g* f7 k9 B0 [% D5 v        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文( O# K: c. ]  M# j
        2、property_contexts:属性安全上下文
1 x$ K' e7 Q( n( C; g% L, i. Q1 @8 Z1 q0 T2 @5 v2 T, ?/ h
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
( j& ^3 R1 ?# n) I0 |% U7 v" d- y7 `        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts; V7 m! z/ I' Y7 Y3 e2 a
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts: N+ l  R, I- n$ m! n( ]0 J8 @
        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):
4 Q/ _1 H% z( t% f  F; e% o1 _: N        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限, a& [4 R4 i4 y- k
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
# @. }; k8 e0 p6 f        3)system_app 有android平台签名和system权限0 O: ?3 }7 `  C5 @* D
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
" G+ Z5 o) Z$ A% d6 C        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
! O5 y/ ]/ c  w        system/sepolicy/private/seapp_contexts
/ ^9 G* S, r& X        isSystemServer=true domain=system_server_startup  ?( f, ^! n( e* T1 }
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
1 n0 j# N5 P8 g3 x2 E2 O  H0 \. @        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
) y, x% c! j, I+ q" j        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file  [& h* }6 T0 M$ F1 m
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all / Z: d3 G# i. c3 |6 Q) R" z' c& r: y
        type=radio_data_file
- z/ T$ b0 x3 B, K        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
3 R: _  I+ o$ k        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all1 p: G4 p" b# q# \) i* D3 V3 Z
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file9 g* n! N  N9 C& s7 ]" C7 |$ f) N, p1 U
        user=shared_relro domain=shared_relro% U5 `, p* Q) t0 [& i- ~
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file# b, H  s+ l) z' y* j# f
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
" D% O- x8 W/ v, @/ a% c, g. P2 R        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al2 [# R4 s/ q1 }4 ^
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all% j4 L4 W% L+ b8 D  _% ^
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
! m4 n5 Z) a5 n        levelFrom=user
+ Z/ y( i. ^/ \( j        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user- t+ P% a* F' Y8 u
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
1 {, N- @6 ~9 S$ f* L: Q1 D        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
: N$ T# C! V/ a' d. i, ^        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
: P- b" [+ t2 ~" X# M2 X' A/ c        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
" c' b- w9 N; e  z! w4 H0 r8 m+ y        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 6 J9 T. o0 y' ~! Z  H
        levelFrom=user# b9 e. N9 n# a; x* b
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
0 `. Z* G) u1 o3 R# g4 J        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
9 x" A- [5 S3 {1 B2 y3 ^' x        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
  j( J5 t" u# J/ o4 J0 m- {        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/815305689 t+ Y4 f6 b5 z% g
        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。
& \( }' f. B% V( h, a. y' |        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
) G5 S+ Z8 V, K( z% W        Android.mk! ]& A$ R: n6 n; P7 Q  B
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
/ d7 J% B4 m" o6 s        有platform签名,所以seinfo是platform。
: s% z, z  N7 }        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
& {! _+ n" [$ K0 X        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。
  b- I# Q& }7 P% t% F                              
* b* j' F5 l3 d1 h* B8 j  {/ z6 x        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
* |3 P$ [5 Y. D% P7 L        console:/ # ps -Z
, n% [; }' N+ I9 e" f4 P# ?1 H        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
6 z# E9 Z; x+ m3 \9 Z6 p        0 S forlinx.example.app
# \( C8 \7 w( ?5 l        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
* D4 V4 B6 m" k6 p; D        0 S com.forlinx.changelogo  \* F% `/ i+ {2 Y5 m  r4 a" R
        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。3 `$ Z0 @7 q+ Y; w% R( z9 t
                                 U5 x0 Y' F- E$ m5 h& E

+ s0 p! ^. G4 F9 P8 w- k: s                                                  
7 ~- {' p3 w( ^% Y        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。
, Z1 q$ W5 ?  c- u/ f/ ~) O' r+ b        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:
" b# \1 \6 o4 ]/ g/ h" K        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
4 s( Q& ?( Q  t: r/ |        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te3 Q7 T, E- F( B' g/ M/ g, y

' E0 Q- \2 V$ {$ y                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:' c. [. q; v, i1 A3 M

* Y3 s, N! x- ^( Z1 ^6 L3 G7 F6 l1 Q                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te6 O% o6 G! h) @+ G1 K- S
        ...
# S# t/ R0 P5 M8 w% [6 f0 j; h        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };  z' w7 T& U2 G$ L' P3 Q" O
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };  O( p: p, u  {7 H, _' S# O
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };% }8 f; h. l3 ?/ E
        ...- T2 x; c1 F, w+ n
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
+ ]$ ?. C& l1 [        分析:domains:system_app
5 Y/ K2 p8 n, l/ b1 o        types:vendor_shell_exec
! n  p  U8 }% D1 D$ f        classes:file
( ?; u5 ~3 j# ^" l4 u) @' x        permissions:getattr open read execute execute_no_trans4 ]5 L8 ]+ |* N# c- Z4 D
        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:0 X! `) k/ O* S" s6 F' A- S% _  Q
+ `6 }  Q& B- k/ r" z
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
6 t9 A7 v% J  u, T; u5 k. M0 c        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };% \0 ^; B/ i" D$ d" |4 l
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te9 E) Z6 Q5 R' s1 `
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
0 B: l8 j, k2 {: H" T' P( [5 l        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred- Q( X5 ^1 z+ }
4 k) X2 z+ W$ u+ r& ?( 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。, h9 S# \/ i; L$ d9 ?; u2 a0 }- @
' Q" m& o4 {1 _3 Y0 h% e- ^0 w
                            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。
) a8 S9 g" e: u2 `8 g
3 j+ M% N7 `: t6 h, K
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