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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- o7 ~* d8 n1 c& h7 k; G
        操作系统:Android10.0# o, F6 X+ v$ Q/ L! n
/ s: `2 l; T5 l& T6 {) ]$ c
                            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。
& Z- p4 ]4 p* B        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。
& u8 N+ Y/ T* _' r! Z0 w1 p6 A& c+ Y: C                               
2 x( |/ @+ M- u        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 A( P' e6 y) |, [: G( M        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。' A/ h) Y; j  ^: o0 ]  S. i! o! i
        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。
, m/ E6 q2 ]# 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。
3 J5 @- O+ D; P9 [7 h5 R        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
7 |( J0 p+ b0 I9 U% F9 n$ O& O        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。5 w0 q: u" P6 b: y  }
                               , Q3 \4 o: `7 h
. z  }( C7 ?2 ]8 g! k$ H/ I
                            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。- \" f% ]2 U. V0 [3 c; u
        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。* v0 C6 Y" f' T0 }6 R
        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$ i# D( \% j9 u9 n' K) ~
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
% c: A# x7 J3 x4 q4 b& D8 {5 `9 u7 m! U# q
                            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 T2 }6 X1 s8 F) V" O2 L        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。0 Z8 G# O+ f# I
        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)。
9 C9 {6 T; ~# F1 `0 x7 [        策略配置源文件         1、external/sepolicy, K0 s+ V' T) E$ R9 M
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
5 @* |' s/ J8 @% d1 G! p$ J3 K- b# o5 k5 R$ t( X3 t
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
- _+ t  E5 N/ m6 C" {        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。* m" ]% {; E% u, R6 H& z1 Q! C- J& m
, q  h1 |4 J. g* ~
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
& w2 ^9 P1 x" ~  r6 ~9 a        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
6 E) {0 ^4 H( c& ~: M, a) l! 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。
/ `# Y5 d3 V% b+ v1 F4 H2 p
7 P0 Q9 {8 l" N& O: 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:
2 u1 q0 }6 y8 J/ u& ], [+ `        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
8 @; Z6 n* W4 g        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
& J+ o; G* B& v# u% a        2、property_contexts:属性安全上下文5 t% o* g" t' B3 j$ J
( m$ ?: B2 D- r6 E1 T  J
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
- u2 Q" n" B* F9 U! R# c; k        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
" z6 `4 v0 u+ d* J, E        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts! ^/ ^; S3 I, x: P. a, `+ {
        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):1 `6 x/ z( Z; b- X+ |3 A4 C4 W
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
! S/ @, @$ C& h        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限$ X* @; ~! U4 U
        3)system_app 有android平台签名和system权限6 y) T) I6 j  a# r$ I7 k4 ^
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app+ h0 t- G1 M) 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
$ u( z1 o) [" d+ \, o0 d. B        system/sepolicy/private/seapp_contexts
5 d  N4 A* k5 a( Q        isSystemServer=true domain=system_server_startup7 |% R5 }* Y6 }1 G3 X, ~
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all! f0 Z* `  l/ B, K5 e8 X# V
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file( J5 }) d7 W+ F0 h
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
0 |) |5 x% ?' \) O        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all / B2 Y" J7 g$ a3 V
        type=radio_data_file
: O& p! B/ w4 i; u        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file% \2 ?3 r: |* r0 h1 f, T
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
& M8 M' ^4 z( s+ o        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file: P& k" s: P% W, |% g
        user=shared_relro domain=shared_relro% L7 S' F2 N7 {- ^& L  o4 U& ?' h+ b7 \
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file% \9 ]' ^, a: }  e" `1 P  ^
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote# Q) Z0 Y6 _$ @
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al( o5 o$ x# j7 a; X9 `8 O; F
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all7 w9 n7 H: y* p- s- y: B# j4 Q
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 4 Q6 C) K$ E4 w) y8 W/ e
        levelFrom=user
$ n- R8 ^% h% @" ]  m  A8 ?7 \+ g        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user5 _4 p% ?; w( z+ R
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
" b4 s; v0 D! b5 B$ `) K        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user: T1 y4 k- L* r, Q& D: G8 v
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all7 Z1 g$ }/ ]% [, t5 Z+ a
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all" V# i2 y$ _9 o: w
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
$ J% b4 N$ A$ K" A* \+ L* Y& l5 T' Z        levelFrom=user
% }5 C. G, _2 u( P, A        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
. E. |8 r  p- q7 b( t5 Y' e, t        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all# t' i9 S/ Z  Q: e
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user( s$ y& z% V6 g# G7 f
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
# N& v, p. u! `* X+ O1 ?( d' ^0 K        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。
; H9 D" J; n; U, V4 O* i        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
- G6 s5 H! C! K* x7 q" f5 r6 e/ I* w        Android.mk
" l3 D$ Z2 i" m, g0 J) f        LOCAL_CERTIFICATE := platform2 Y, E, l7 i% q
        有platform签名,所以seinfo是platform。
% }7 n3 n/ `! P  M        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
! F2 N' }2 T/ b& A4 Z* \4 y$ h# [0 q/ J        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。
# K: b0 F* J: A% W, ]                               3 }+ I. p% l% h% l
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:. B9 O' R" j8 T2 w+ L% l
        console:/ # ps -Z
. c2 X1 t; k* `1 U) v; ~        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
9 ?7 P: a/ {# Q, A4 {0 X        0 S forlinx.example.app
7 S1 s( }7 v. b/ b, n        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     9 {- K& S! H9 T+ _; S7 L
        0 S com.forlinx.changelogo
7 C2 u4 i2 F( C1 q( l        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。
7 W  Q; ^6 s/ c1 q1 @% }, N                              
; M; `# b+ |1 V. v, s/ e
5 O. p! I2 k/ t3 O; ~6 p3 v, m' J                                                   , L5 }$ ?$ N5 u* p# b2 \
        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。
  Q1 F7 s% Q2 T$ `3 y        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:0 _2 Q! w$ `+ z: X  c0 Y
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
5 e9 ]+ U3 Q0 V1 C/ E        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te  h& S; y2 p! |' B3 O2 z" m  G

: ^. r6 T' @' t0 [  K                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
" u: s8 J- i1 B. B  ~' {1 }. ]. a
* _5 }! @& q, f, G                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
2 ?  E' k0 @9 d- G        ...( O* L; Y+ [" c/ n( K
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };. x' W2 j& U- G% o+ [" i
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };$ F/ H5 \0 t' l; a) |( j. G5 T$ _# L
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };6 B5 F, O- j* [/ o! u+ \  [
        ...
  L0 x; F- Z/ b9 b        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
  q* T, ?+ ~. e- t5 l. \! r; n        分析:domains:system_app. g( n( a- ~5 r0 a- J/ _
        types:vendor_shell_exec
/ v  Z6 N7 C% V        classes:file
/ V# z9 U5 g8 N: A" {% S$ t        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
/ |$ [8 B4 i( w/ z5 U  ~        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 p" V$ [& F9 Q+ r! D" {: Z
9 X! N( C3 x, O9 h# p# p
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
: B* L/ K/ h$ b: B6 z( u# C2 H" T        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
( Y) u5 f+ Z& w" `. Z( O5 x/ s- a        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te0 w4 @9 ^, _2 I+ m) H6 D
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };% r' g) Y: o/ ^5 J8 y# ~
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
3 {( z+ S0 Z* i( O: e
" n1 i7 K0 M' B+ c  H: B3 r                            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 k; R# v' [- [- J+ A6 K* o
! C) U3 |+ B3 d  ^/ l' K7 H                            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。
5 P3 }  l7 g' [1 w+ G) O, u, b$ I6 `" y" k
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