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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& H# Q/ o0 L$ I0 @% V
        操作系统:Android10.0
. k2 l& r( b7 ^5 N7 ?' Z
2 i* ]- T( s+ i                            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 R$ {+ c1 c: K- z% ]! V5 S        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。' u/ K" R1 \8 z( Y6 I  c% p
                                + ?. W+ q# J  u% L/ v/ P7 w  l% u4 @
        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。
0 l; M! }2 x7 T# _        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 u: y4 g1 V: `- [+ 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。2 y* s) z: b6 {& x
        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。
& ~9 w0 Q' J4 p$ O/ B        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux7 k( S6 i, @8 }1 q  m6 e5 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。
% m2 N% d3 I- p                              
/ U7 c. b5 \$ x0 ~; o7 m$ n+ B, A
3 V* e2 E: l* v8 K( 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。
/ ]$ @! g! V. ^4 }% I6 \: ~# m        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。
) L' b6 {% b9 y& t; l: P        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。9 H& M3 ]* ~  i' Y$ Q$ V- ^
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
- Q8 }  d6 x, p; X, u; q4 h" A7 `
' j: T, W6 |) G* M2 z) V2 a                            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。
' r* }3 w$ w$ z        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。9 M8 J( A6 K0 v3 z& r2 E" Q
        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)。
) I/ j' x1 K, H8 ?2 }        策略配置源文件         1、external/sepolicy
+ S/ o: V9 \& u        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改- E! F* |% O# Q% v0 t! l& r# H  g
5 I1 Q( h/ r- y! m7 t  C9 ~3 ?% r
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy+ R) d4 _0 r9 m; W, 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。: ^& Z( g5 W1 s! B8 a
4 A3 O" f/ O2 w
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:5 H/ [1 n+ x/ e" |, Z6 L
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor) e4 G. w; f" ?7 T  O5 y# v) B0 s
        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。! D& j: o" F$ g3 L
1 t. [" e  d8 c0 {  I: h: 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:7 ^+ L/ r9 h, \! i  [5 d
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te9 E3 E# F+ C9 A8 }: s6 P8 P
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
; F$ |. t* b) |9 O1 a! b% {& f8 h. M0 b        2、property_contexts:属性安全上下文7 ?4 [" G, Y: H* w! Y( n. Q

; Z% w' h6 K% D; I* M$ u, v/ r, w                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
- S) O1 D' g$ u6 j- C& B        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
; l: z5 T* T" ~5 Z% S        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
$ f4 r% h" O( z" H: H        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):. D4 A* S. q) H
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限; H# R& \( e4 |
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限: `; ?% U3 t  f! i1 v7 S
        3)system_app 有android平台签名和system权限+ K$ {# y& h/ \8 E9 t1 y+ ]) Z
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app2 T3 c8 p5 k; I; @7 @. V
        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
- c% ^. l' M* j# f  X" u7 c4 i        system/sepolicy/private/seapp_contexts5 O7 K1 o( A! X
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
0 c9 C1 }4 J, k1 U# J/ d        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
; y/ \* W4 }9 a( O3 m        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file9 a; _  B& Y) a. ^/ Q
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
; w6 R& O/ d! o. D* F# V  `        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
4 L' U" R  m8 ^  o+ o: j/ F        type=radio_data_file8 q4 n$ d( I: ?0 Z* g1 g+ K
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file9 v8 f$ W% N; M" y! T
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all& I, W/ G) b4 R6 M6 v0 c
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file7 Q7 j& V8 r& ?& P# i
        user=shared_relro domain=shared_relro- e, S, l3 _: @% _
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
6 |9 ?5 ]  w) \+ ?+ X0 \        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
4 _& W, Z0 o* t! [        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al0 T* S. L, I) {- V. R
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all% Q+ [1 U, y' v* ^+ ^/ T; m& j
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
) ^- W7 G. n6 v! w3 \0 C0 r( k        levelFrom=user
- x6 K  l/ N& n        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user, L$ L! D- s/ C4 c+ n* j
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
- H: ^* f/ o: ^        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user; q; u" W* K& O; T
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all' Q( ~4 l: X/ [  s
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
! Q0 X/ q" p0 N& i. Y6 I5 d: j2 H2 ?        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
2 a' J% M. M2 Q5 V9 W. N2 a        levelFrom=user
3 c+ Z8 y" |% y% h' P        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user9 I4 t- b1 g  T2 Q# R/ v! I
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all% Z# i) H- h* E4 u. n! l1 c3 T
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
: ^9 }, j. j6 `6 {  u6 R, Q8 |' S        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568  }- ]& ^* J0 R- i; s6 }7 Z3 `  V& D- h
        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。
: W; i9 h( C- w# X& {/ u5 J        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
. T6 h* t% ?5 O) ^2 l$ K6 S        Android.mk7 K$ C, K0 s& O0 U# ~
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
4 }6 i- v, z7 M" Y        有platform签名,所以seinfo是platform。
3 T8 S: v4 t5 H4 c& E( i  G        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874; G8 p, i: G0 `5 `. _% p/ y5 R' @
        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 `; J% N3 C" f6 L0 E9 y, B5 @                               1 C' b, b( z1 o4 z" i. C' O4 K
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:5 O3 A1 M( T2 R, D
        console:/ # ps -Z8 h2 f' \) L' e) P9 [8 m
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     # l# H( l2 n7 m4 s' K/ r* J  N9 l2 i7 I
        0 S forlinx.example.app0 b7 K0 ]0 o2 z' z% z: \7 E
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     ; d3 ]. ^3 h5 R: t  f- [
        0 S com.forlinx.changelogo) G$ L1 E  s3 @
        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 q7 G. L& i* j# Q
                               4 Z! M$ P& y# N) q+ |/ V, N
  @, V" z- P5 \6 t0 N' d
                                                   ! \7 C7 X: H) q- Y) c
        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。* F) ^" o: O+ b- z
        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:
/ R  w$ d5 b; V& ?) r        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
% a$ x! \  i, `: U        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
8 {# U/ V" F4 ]2 h8 |* d4 c0 P  T3 z% z+ ]  l
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:$ @' J1 [  k9 ^) E  |

9 `% q+ O& R% Y3 Q( `6 P& o                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te  C& O9 i! s4 H* s& k
        ...
' q5 _* @# r3 {" a2 I        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };: o( x+ k& ?1 u7 Y
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };$ |1 a0 q  G- X! g% e& Y
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
: c2 c! y# E; ^4 T& N$ T        ...
  A5 E: |  ]3 E9 O% V        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
( O  s; V0 q- }* E( _! d) F        分析:domains:system_app
0 s. M% ]3 ]  a: Z; y/ L        types:vendor_shell_exec: W" l2 b' |+ i4 e, n7 H1 |: J
        classes:file
- C1 ]# _" o; S! [) o        permissions:getattr open read execute execute_no_trans' n  f% O1 H) R2 G! a/ {
        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:
" L" z4 C" i; [4 s7 v; o  v
9 h0 q% k4 Z- N* Q                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
6 Y8 j5 M6 x) Y" S$ c4 K+ [        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };9 h! J8 g3 i( W! o( }4 v
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
) d3 D6 ?- R8 T( L         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
" o) L' s0 e( b! t/ y/ {0 B        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
; n% E/ _9 T( {6 W0 I, Y
% T5 A" K0 K6 H- Z: O" ?  a                            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。3 h" y9 U4 H8 g* y
1 D. p' |" b/ E2 f
                            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。1 `+ r+ s% |7 g
7 G9 x5 d9 ^2 R2 ^/ G1 R, i
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