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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6 p+ _* X: L9 y+ F  |: N2 V( r
        操作系统:Android10.0
' R/ ^  r% O; c# i& r! g6 X0 _  g8 @" h( A" D5 w) W4 v% T6 H
                            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 t1 u7 ]8 U8 ?" K# n0 R0 ~! d        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。- n# Y) K: @4 y- g0 R
                               
" J4 G6 O, U! b( ^$ b3 G        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。
. s8 G# U) x! O' X        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。6 S5 ~' _4 L# e* f( M
        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。( X% m' b6 ^1 F  y0 x: 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。7 z+ `3 O! O$ k3 S; g+ U. \/ W$ ^
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
1 ^! l9 j1 D  \9 K8 w  _% 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。: t+ b& l2 b- F' x% V
                               . p6 U) e8 @/ G3 Q8 }+ ]
- Q4 A: L6 h- W6 i; t6 G! B
                            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。$ y$ ]) M$ y) t0 x1 S$ l
        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。
- I9 G  f6 B* Z& N2 V$ A% 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。
  ^7 \, {  @( {        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
! R/ V$ P# A. p* w2 E3 k
% B3 N5 p0 l; u8 U- p                            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。' b4 T* M' ^; X) B, e- P+ {
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
/ j" m( d! \$ O. w( x& P1 V, b5 R) k5 s. F        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)。3 D  |0 C# c9 O1 q  ?3 z
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
! A4 i+ E; u- _2 u& D  Z  r        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改) b6 e  o3 I- A$ b

/ _$ h4 r0 i1 b                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
  e0 p# ~2 J' w  i2 C( n' M        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。! Q" I) J( M, y( j2 \5 ~
) X3 i$ p1 K8 ~6 ^
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:; B7 H: d) o" v, [1 x  V
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor4 O( J3 J! R9 u" K6 m8 o; F* ^
        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。- ^, r. p. h; B( M: k" W2 x
% w4 s# O, M+ h% d, _
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:+ t8 X- Q4 K# A% I, U, Y: Q" q$ I% E
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te: `8 Z' R0 f/ T: e* N) z
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文1 r2 Z  N# k( N% r+ ?% e
        2、property_contexts:属性安全上下文
/ x+ s, y- X: r& n- L/ A: K/ }. g& V/ y& p
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:8 L- s" @0 @, u" `; y8 ^
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts& G& Y! A0 o1 w2 O6 w5 W4 y
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
- l' T/ X$ D3 T0 v        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):
7 m  o1 \9 ?, h' g- Y+ s2 O6 H3 Q        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限, r5 ]. O* c) _! K" a+ c
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限! }) n9 S- ~5 R
        3)system_app 有android平台签名和system权限
; X* Y( V& l2 |* U+ R        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app1 d( ~4 H; ~) a+ D
        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. s7 ~) ?  R5 ]" ?/ X
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
0 |) B+ L' F1 v" D% \        isSystemServer=true domain=system_server_startup
( G; v4 r) M$ A; O        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all' |& c8 |0 H# }' c
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file: t, K9 L- J. x- n1 p8 Y
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
; e! B0 N- H: p        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all 4 Z. V/ G8 Y( R$ \  H, r
        type=radio_data_file
% g7 ?* V( G4 c+ W/ C2 W        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
$ L! N% g9 A9 b! ]; L3 v        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all% i9 ?9 u! f6 _, T" w
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file" ?/ t: B# j! K; b
        user=shared_relro domain=shared_relro
# m- J" G* @5 U9 a3 k        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file! A; U, q# ^" J7 C
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote+ M8 \" K$ l% _% A3 \* b
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al  H. x  `1 z& F! f" a
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
: Y: Q9 ]$ v8 T2 `) H: G9 q- Z        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
' V4 b( t& S, r4 e1 E% G' j        levelFrom=user* m% t* ^2 i2 `5 o2 v! g
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
& }$ z: ]; }* x5 }2 V7 z. n        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
3 B8 g, T- W0 _0 i        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user% [7 j6 {& J2 Y: a  S4 ?  g: R
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
" \/ S0 v4 w1 y  J1 E        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all' |7 B5 |+ I; h4 c, a$ l5 v& [. m
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 3 }/ \# y- f' {; U; S: ^
        levelFrom=user
9 ?) X- F# f3 p5 p' c& Q        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
9 A1 r  x7 Q, v: W# M" W9 l        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
9 i% _3 O0 C, A        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
# T& M, T6 i, Y4 I3 Y$ g        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
- L" m: E! i# O! I, J        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。
' d# U! }' {* g$ C. k: `        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。0 l8 P9 L# j0 Q8 ^! ?3 ~/ g4 z: i7 o$ [
        Android.mk
; u3 p) y  F# ~  R0 E        LOCAL_CERTIFICATE := platform& q4 ^) |+ `3 C7 T
        有platform签名,所以seinfo是platform。/ \# y, d2 G1 |
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
) O' ]/ d, U0 k: g        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。+ q% \6 p! J! r0 E. X3 m2 O
                              
1 W* `2 U* |: m( ^' @6 q0 b        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:, U/ O3 m: Z5 ]" B; o- y5 z) c
        console:/ # ps -Z
0 R- N% \  r* J+ }5 y' [        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait       j+ M7 `- q+ {4 |' @1 c$ Q
        0 S forlinx.example.app# \+ D* s8 F# i+ x7 }
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
0 N0 B: F( T7 ~3 T8 O5 E4 I        0 S com.forlinx.changelogo, r4 S' [+ ~( c& x" d# h/ q2 \: m& p
        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 b% G- K" i3 V  G: E4 l, o
                              
- V, M0 g5 k) x. @# O9 Z
' w5 ]9 @! j2 G- u" Y5 {- y/ u                                                  
, v; N0 Y6 b( c6 d4 M  Z        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。# W( c, P& G6 T' e
        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:
: T: |& U3 h, c( W( P) O+ ]2 v        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te' @! A2 Y* e' M
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te; Q! n% X, R) S& V, x1 I9 |6 r$ i
4 F. }3 J9 Z' p3 C( \+ o: N1 n) ~
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:0 O' W" |3 k4 N7 i6 P$ e5 m
: {5 |) j2 J: u5 p
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te2 t) d! ~0 F, b* G  g0 N$ R
        ...! y) o! e8 I1 x, U+ |- M; v$ v
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };2 _6 C8 k; E8 @7 F
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };, ?& I6 e  v9 j/ N/ w
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };) L# x. h3 l3 V* M& G
        ...7 e4 o1 n% t- W/ N. ^
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
: D8 f! s4 K: t& t        分析:domains:system_app4 Y$ `3 w& c: [& F  |
        types:vendor_shell_exec" N# q9 w+ M" v' C9 ~
        classes:file
, Q/ v) X- }4 ]        permissions:getattr open read execute execute_no_trans4 `4 N$ e" p( J! \3 E
        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:- t+ K, f/ q* E# ^( c
/ J, F5 ^% _! P' O
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
0 M: |+ I8 Y( V( u) x4 l+ |        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };+ v( g4 ]- f: C7 g" l; y
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
/ z* @# ~6 h0 i# I         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
2 `% f! W9 c9 f$ P        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred  ^. J+ p0 G7 A5 \3 u
& i5 Z) t7 g2 v! 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。" s% B2 d7 x7 t! {* N0 Z
) b' R1 q/ x, Y; R! j& R
                            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。- `7 T1 G8 R+ @$ j

4 \4 t2 [. @  C5 i  u' [
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