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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
" A; W5 _5 ?8 ?5 m1 o0 e" J9 z/ O        操作系统:Android10.0
( O) n$ ?0 ^2 }7 C1 U4 l* X5 @8 R* R) {5 D% t( H2 B
                            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。! L: ^" r# D! E: \4 ^8 D5 t7 M! x( B% T8 Q
        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。3 ?" I. \8 j, Z: j5 h" {
                               
9 {6 s, M: o5 H' X1 P: O        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。9 h9 E+ V/ F& [! s1 h& _& i
        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。
5 @! C( I7 X# X        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。
" ]: I5 t! l# p7 W$ [* e" {/ X+ K" D# 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。) S. i, H; m& Y: ^: ^+ ?4 L
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
0 r6 S2 r( F; I* c% \        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。
% A$ i- u4 S0 Y5 f# B' w                              
; B4 e  s" V$ i! Z! x$ O
: g, A3 P( T7 {8 a4 X# ~                            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。: E- n, k( n* F) P! d# d
        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。$ a/ P, Z1 w+ Z7 E
        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。5 u# \0 Z4 I4 y" L( \
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:! }3 c) ~2 t( J( |' g$ G" ^

( d$ h  W* z/ m. Z+ k, |                            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。
; D+ w6 @" ?7 B' J# V" H; X        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。: c$ k6 ]. W$ s
        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)。) {+ `# }- p0 g
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
9 C3 ^: s4 r! W( j+ C) j        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改* w" E  G/ W7 J" F( q9 o! E

) i# y6 Q2 K: \& n4 v! I                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy) U' M, x( ?4 F+ S  ^" T& R: `( ^$ [
        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。' K( x2 J/ s4 t" q0 ?0 F1 _: u
* P  G& I5 Z1 G8 Y: E6 C8 t# l
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
* P$ f" E* m  U, H7 u        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
: a# C1 ]8 H: 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。1 o! ^  P: d9 M2 r5 f! H4 T

# }7 X7 N5 z- d/ i! i9 r                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
; K* p' F( W$ H0 G$ O        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te! d+ _+ v; Q) y  G. Q
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
4 M$ b1 Z' [7 L: n( G9 b% a4 x' u        2、property_contexts:属性安全上下文; ?0 _/ ]1 ?; _7 b
# g6 D3 d" i: `+ G# u3 H) [( 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:8 N( f3 w( E3 W, H8 `. n
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts* x/ n  {7 w& x* u: {" G% [4 ~+ t' Q
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts4 R! ?+ S4 j" L
        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 x! R, Z7 \% v
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
& J6 }' ^& Y, _+ ~        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限" O7 [/ K: f7 W0 Q4 y
        3)system_app 有android平台签名和system权限7 p# I' P6 Q* a' J/ }
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app9 @2 f) s5 M3 ]5 e9 a$ F  x
        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( J9 R7 d: m! r* d  d2 z3 z3 E' N+ [
        system/sepolicy/private/seapp_contexts$ a& n; Z9 U$ k6 r8 M6 e
        isSystemServer=true domain=system_server_startup  r- M3 [1 A: \- G8 Q+ b
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
4 d4 e. u3 ^* b' G4 \        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file! M( Y/ \: r" Y
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
7 N) x: ~2 V+ m        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
' S3 f6 A8 F! c& a        type=radio_data_file! u9 z9 @# J: T1 s4 d; p
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
2 V3 W! h0 I/ V1 t  K        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
' v$ v& S$ r: M        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file! r! M$ I. ]3 ]! @, ?$ b
        user=shared_relro domain=shared_relro& t4 N" _% ?; i2 S2 [+ K
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
! J: l" M6 E% m; s/ _, L, ]        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
& K" C5 X9 T2 g0 ^1 d  S4 U2 r        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al2 Y( |5 V  o4 C- n2 ?# M$ T
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all7 v, }9 j  t3 {
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
/ v9 g9 p) m6 n1 X. {        levelFrom=user* n% V& [6 N" C' l6 {
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
" a8 T- W$ H( G0 @# O2 {$ l0 w/ W        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
  K* n/ ]' a) b5 @. H6 b        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user: x# X; v7 B( |' Z
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
6 ?  P6 Z6 \; W- g# d& O3 {        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
7 V. W4 N8 p# A; h) x" C3 F" F        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
3 A0 s5 z3 |9 R) N2 Y/ t0 V6 ~/ r        levelFrom=user7 b+ [6 K' |" o9 y; O$ a: J
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
) v. c- u! g" x( \- S6 z- r        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all- @- E" U9 _# [3 }
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
; D: s. Q- W+ Q' G, b4 v- K: B- V        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568' R. e# [4 n. R; @0 p) s4 c4 B; Z" i
        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。+ x3 U5 Z3 o- F( J& k
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。$ g4 }( p9 v1 O* A4 y1 y
        Android.mk1 J6 X& b' Y7 u6 I4 I. U# L$ Q( t% M
        LOCAL_CERTIFICATE := platform, O" N. X: s% H( ]  i
        有platform签名,所以seinfo是platform。7 @* }* G. g0 a% e5 ?3 ]* g# u" p8 a# M3 L
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874. V) `0 c8 `7 }+ l, j: R" J2 m
        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。0 s- r/ u" \: y: M) B* c
                              
5 k4 M( y3 t+ H        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
) a6 w: @/ L  A0 {1 w1 u  K        console:/ # ps -Z# k4 i3 ?) B; Q
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
+ H8 t8 b+ c' S! L. i9 c        0 S forlinx.example.app
: e4 y& b6 h  e4 x/ ?        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
% S4 p: p4 J' B        0 S com.forlinx.changelogo. Y! x$ v8 Q' d; r1 J: M4 W, O/ 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。
- s3 Z9 A+ ]0 U                              
; H! o" D' r& ~7 ]( c2 l; N
- \$ }* m1 y& y5 i" s                                                   # a' @8 x- \, ^5 h; g/ [
        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。
% e: C% s7 r0 n! 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:
- h0 o1 l! H. [- M; U2 ?( t        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te% ]2 f! q8 ]& V! ~, M" x
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te4 |% p8 x5 W6 e& Q

- z% w+ ]# [" z! T5 L# p$ y                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
, z+ ]5 M/ e5 M) J& s) c1 V( I3 I) a* B7 z* p+ M
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
3 i1 s- x8 o/ y. n6 l3 c        ...
. I2 g6 s0 H9 F$ @; p        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
/ J" E2 R3 \- P4 ~; a+ y" z" d        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };: b! ?, t" [- t9 [3 F
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };; v/ y8 i& U5 N- D0 O
        ...
- @, G/ v! O/ }& i) I+ `        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
  `4 v1 L& _0 S        分析:domains:system_app8 q# z5 |. G" i, I0 a
        types:vendor_shell_exec
( O* e8 Y% b9 z. U' C$ p        classes:file
* I# ]9 K# O& v: l, J        permissions:getattr open read execute execute_no_trans! Y0 a/ }4 g4 x. Y( c3 k" O  [+ o) 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:( M% T3 s3 _& G9 K
' e% x! _6 l" R: n# S
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te 1 N, x$ Q8 G8 c4 k" \9 z. L
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };4 ?1 Z5 Q8 x' ?: S+ ]
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
7 {3 |! z& v% U. X0 p% q% H         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };) i$ s4 B' o; X9 k/ |8 [
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred- a, D+ h1 U3 w' _) b+ I' A$ n6 t
. W! h5 p6 F3 I5 T6 r/ N
                            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。
# Q3 u/ {% T6 t6 y  h/ ^7 q) @0 a& k$ E8 O! ~  \6 ?& B
                            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。
% G1 A! p% U- j* r
; `. d# I# z& q7 P) x
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