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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
  s$ Y) u! I) c) J( @        操作系统:Android10.0  ?) [' r  g7 n" l
7 O; @, P& o5 s& s3 U- r
                            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。$ |  {0 d" e: W
        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。
/ B1 y9 s, R2 G$ I                               
0 O- ~, L$ ~* D  p& j6 {        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。+ y7 R' W5 `$ b0 [& \
        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。) W% C( K% s0 q6 B3 ?  L7 _
        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。. b& g0 }2 \$ j4 J
        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。
2 e. _( H- x& j1 P9 u( a4 {        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux/ y1 z6 e% J3 X: Z0 [
        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。
* I4 Y- a5 e# X1 C( ]2 Q                               7 T+ |3 Q! ~. w6 c3 |. k; p( z

1 B7 Z/ p4 c  O& H& X5 K( t5 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。
9 I2 {/ Y- E+ a( S7 e6 ]% Y4 U4 s        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。
) ~7 n( @' Y3 y- O/ i, H! 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。
! x) m2 E$ ?; I# ?        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
7 Y; I* u6 H: i, y, N0 R& [
) P- V& ?0 _% \  Y8 T                            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。
' `8 n. E- M' w+ d, _0 l6 T        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。1 I) n1 P2 ~% \( K) c+ ?4 C
        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)。8 P1 M. q7 s3 }$ z
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
* ?7 [2 u2 e1 j+ D1 t        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
0 S5 N! A( P  T4 l' P$ h0 ]5 k8 m8 f0 i) C- m) V* A
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
2 c+ c6 Z7 ?9 p, a3 [        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。( ]: U! T7 `. Z

! Z4 c! `3 e. w& N* [                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:+ {" ]2 l% \6 w
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor% V$ l9 I8 x5 \# d# v; j
        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。
" C) n: u( O$ v+ Y1 v" a
' x  {4 e2 x8 j2 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:
6 H0 b: o$ B4 e" E# N" X        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te- ^, ]' M1 b1 _; P2 W9 e! U
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文7 K. T* h& P, @& n
        2、property_contexts:属性安全上下文
' b8 s4 a  q5 E( [" y7 L' m+ l0 ]4 Y) `5 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:
" x. _& U$ t* E# f! q! Z        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts8 O4 j' g" |. Q! b
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts- q7 W2 w) L# u4 B. S
        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 a7 u  s% g# O) v1 |% m        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限$ u4 i8 X% M9 i' s8 ]! u
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
- f& d2 l; v' [  q( y, j+ K        3)system_app 有android平台签名和system权限
* }* d" Y1 w6 X2 ^6 K4 A) N3 v2 f        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
, h- Z* h1 z& D3 x' q        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; f7 h" b! k& E7 D$ p" b2 W
        system/sepolicy/private/seapp_contexts, S- x3 Y, D' J+ U' d) U  t
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
, N6 j. N! s# [% G# C* e        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all8 i4 D7 z3 j; f3 u: m& V
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
7 c# h* u0 ]& I/ Z        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file0 E* C- i; Q* |  p/ k, ~. r
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all * }, _( q: r1 u  J
        type=radio_data_file% s7 M$ ~2 e8 J* M8 |2 I+ U
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file3 u4 {0 w* ]# i5 k
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all7 Y- h& E. X4 z. M9 _7 D
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file' E) M! }) J( w7 A1 `' q$ P
        user=shared_relro domain=shared_relro
0 J5 q0 [# V' M' `8 D        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
# l4 Z5 y& |( \. R* ?3 `( E8 u        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
8 R& \4 c  Y7 Y9 S3 ]        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
, J, [& T& g' [1 P+ _0 R9 K8 y        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all; Y. H' @+ r  o
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 0 w5 t) @2 m; b
        levelFrom=user
3 P; [4 \, C9 q5 S5 t        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
" v1 o7 ~8 ^% B" B5 K9 }        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all# p" v3 S# }6 r4 t* r
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user; d8 K& y5 p* n5 i5 V4 `
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all# z6 z/ O- H3 X) ]/ j$ L+ P4 f
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all5 z" F. B6 ^- E+ k& n. c1 k
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 3 X' P1 d. z5 C) f" c/ z
        levelFrom=user: L& K& K9 J! |8 `1 ]
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user4 @  d; A2 Y; U: R. y
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
5 |" b7 b* ~* j# \* q) }; s        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user" x0 J1 ~% {7 L  n+ x
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/815305688 `/ C# b7 u3 |9 a1 i* r
        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。) M# u6 z5 ?" j$ E9 B% O
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。) j% S0 V( m0 x. c
        Android.mk6 Q" L) j# a* ]
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
: _$ C* Z) t' v+ g        有platform签名,所以seinfo是platform。
' ~% v4 O, N6 _2 `+ C" V        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
/ _6 u' o  L  Z9 C; Z" y        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。/ j* m# c8 ?# V- S* q1 u
                              
( F; z# E, R/ p, ~5 s# U; t) E        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
- l  B5 O2 z- l2 S7 L0 d# X        console:/ # ps -Z
: @8 u, o& k: @8 |        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     + }; j* z* f. \7 G4 C, H. i
        0 S forlinx.example.app& K+ q( ~' x4 \+ K* v
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     $ v" H- m1 c: q  T1 }6 \4 o& f3 c8 H3 G) s
        0 S com.forlinx.changelogo9 F, n# o, _- w. H( H9 K; f
        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。
0 l& ^9 Z) M2 V. w+ `                              
; L' i1 N7 [$ w/ r' c2 l5 k$ ~$ X
! f$ `4 Z! j' }# ?  b) ~                                                  
$ M4 X- Y; I# P) [; 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。
8 h6 X1 `( y4 z8 _1 d        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:! c0 X+ V' X+ e) w( n  y
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
$ N: V/ x6 s$ R+ s  l" x% p4 I        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te+ m+ J- g: A) J; Q4 O# ?

/ m% i' J  v& J8 B3 r6 e6 R) [2 j                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
5 [: w4 z) W) m7 j/ p, l4 R4 R, g  P" h* y  m1 N: [
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
& C3 c+ c; t) t        ..." ?" [+ u, D' D* a
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
+ ?* L8 |. t( N" i0 |+ P        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };7 ?$ `% |: U  @6 `  ~' D
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };- V* `) r7 b  N( F, s
        ...7 g9 c0 j# C# L# l
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)/ l- ?* F# N3 I
        分析:domains:system_app: A- ^+ s& E/ q) t( r
        types:vendor_shell_exec# T) K* b+ g+ m" y1 u
        classes:file' G3 l% w- `" }0 D, g
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
; [2 C1 `5 K7 @8 c- k        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:
3 m; `6 {# ~, w4 m
/ ~* U0 k9 C9 r" v% A4 k0 P                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te 8 l, H* ~% ?8 Z! e7 W8 L9 d
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
8 j( i, b5 k4 s- o7 N. s6 ]( g6 F# r        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
8 N% A2 W4 x! Z2 d. ~         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
2 a( E, p4 s1 O& `- F        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred; {/ ], B7 |3 q. b+ H
. w4 L1 ^8 m6 C. W+ G: }' y
                            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。" O, [' X/ j$ O! S; m' ?% [
) ]# O) ~& l! n/ \# P
                            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。
4 A5 J9 W3 M7 k9 y; c! e! C' Q$ s
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