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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+ F8 `& y# w; x! S6 v
        操作系统:Android10.0
3 A4 @8 h+ N3 H# ]% i8 m0 V! H/ `! n0 O* K$ _2 N& \* N
                            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。
8 X: r$ y, m: C" I/ L+ d7 N: e        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。  a$ Z+ R  f/ W4 x: B
                                / ?$ K! I- Z/ S" R$ c$ ?
        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。
6 {2 g) V8 I! V+ Q8 U% J) ~        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。3 w, @& j6 V/ A( d- t. t
        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。
& ^7 \! c0 q7 D; ~        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。( g4 F1 m$ T) t& p4 j' Y: h: W
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
" [7 u( f+ a1 N4 ^0 X        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。
; E6 \9 l/ m  l( C3 L2 Z                              
4 X; g' X" v! O. f" S  ~- s" O. o% Y9 m( X, u' n
                            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。
) {! {: o9 C0 l) ^) ~! p1 o1 m1 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。
( t7 n8 w# u6 o& Z( a. K6 k* O        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 G* X6 i: U/ I* _        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:$ O. M- T8 P4 E
; d$ l% h) t( ~: @9 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。
$ k, R( C" i& `0 T8 {: Y3 p: i8 X        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
& v- [' x& Q7 l% V) s# V2 y        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)。7 z) R+ |8 W. ^" O  [% E
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
# b8 e( h9 ~/ B6 Y  S  b        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
% w" l, t+ Q$ j' L
( n" v; o, U& N! W" ?; H" D  i! K                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy( T0 K7 v5 M- o4 Z
        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。
% d9 J+ F" L; B. t' h  h3 F) f
) n$ F3 h5 U2 S8 c8 h                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
: |6 v  }: }. [( Y" i; {* v! ?2 s! w        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
3 g* {% O; Y( D8 m& C, O        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。
4 j$ G% v3 k; y/ i  Y) P# f( a: R; s. ~9 w5 r; n+ 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:/ o( o$ z% `2 \
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
( o6 s# }  w3 x4 x        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
# {- q8 v- p( C* ]        2、property_contexts:属性安全上下文, O* h: c. {0 j+ O
3 w3 Y! i) G4 U" p% G7 B! c. G
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:& j" C; I: |% Y8 F" n: H# l/ Y
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts' P' y% m+ S7 G$ G- t
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts; G7 d% a* H6 G) s5 c
        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):
( P. e& w- K* W  P        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限* f) ?) p0 E- R, W& R+ \- T$ G
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
+ h2 Y1 K" v/ c- {% l4 U( d        3)system_app 有android平台签名和system权限' w5 V7 }. W+ j2 {3 v
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
- ~5 H6 F6 L% U: j* U+ t* W        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8 s& [! Z" Y* [1 C" d
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
! H+ L& c+ G* y. U        isSystemServer=true domain=system_server_startup
! T, w& y% [% ]4 ?4 a3 ~5 W        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
6 [( \- O: z1 Y- f        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
# `$ J1 x" ]% J% t        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file" x% q7 f8 e8 ^1 L. C
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
1 Z$ w1 b# ^: N& U7 l1 X4 j        type=radio_data_file
1 L$ i/ V# _, \* e( i        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file# P1 {# i; O- G' a6 G
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all4 D1 Q5 S3 _  r9 {$ ]& {
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
" a6 `" a) p' e& @. j- J7 s        user=shared_relro domain=shared_relro' W# G: Q7 C5 H2 z4 _/ s) M
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
( V" A8 T( F. Y, k        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
; c( Z5 Y( d' j2 H8 ?! e2 A7 S2 r        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
. B) o- o( i! O; B! N        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all& Z2 R, q, n" ~' P0 r3 Q1 _- n
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
6 O9 C5 e5 k/ ~9 M  u        levelFrom=user7 l% l  v) m. f' x/ a) u* U/ T
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
) H8 a5 w; J9 \" B' U4 b' s        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all- b3 W- z% c# _/ @! k
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
; r8 j/ Q/ [4 g$ A        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all  r2 w5 e/ l, A) w. b6 b
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all/ ~5 m. r, W) k- v
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
; |( ^& F- ~  a5 f6 m        levelFrom=user  E0 n) D  h5 T& X- \) l
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
- H8 o. h9 A+ ^        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all6 k0 H7 ?* {; d4 v8 k; Z* {, o
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user& T9 s0 N3 `5 n
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
' ~( `$ l( \, G# Z/ S# O! ^        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。
/ P  a$ Y9 f0 a1 d        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。2 q7 U* i  C# N& B9 r4 f- ?: J
        Android.mk
4 W- A( A6 k* M* {5 |2 ~* L        LOCAL_CERTIFICATE := platform7 i& B; ]$ g/ G. R# M3 ]
        有platform签名,所以seinfo是platform。
* I" X- h; Y" ]! y        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
) W0 _7 s( B# [$ B: S& t' R  x        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。
  w4 Q0 J% e1 n: }                               7 D  d. \. Z2 n' s
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:/ X6 {! Z8 n# X# F9 l+ O. {
        console:/ # ps -Z' e7 r% W5 W8 |! D$ a* r
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
, I" O# A% J7 d& k6 S; k        0 S forlinx.example.app
0 u( |$ V) r# R( J        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     + e; Q. P$ X2 q: f0 i# \) t& G3 _
        0 S com.forlinx.changelogo
; s2 p' [& W7 B$ y) m( T        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。- n& K+ N, y7 I- o% W& u& w
                              
  s) p4 Q2 F( S" j( g
9 b( Z4 b' h3 P; q( @                                                  
* @* ]# @( {, v' q        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。
6 t4 [# M% a* A$ M7 g        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:
+ r5 s& z- I4 z1 H        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
3 ~5 _7 q" J) d2 R+ c5 H  Y- J        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te  l6 d( R& @. U' H. G3 M& @8 M# K6 W
) M6 o' `. n- K
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:( l) Y5 b$ D2 J; l" b& d' \5 j
, w' _, U' r8 Y' i  ~' ~5 ?. l
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te+ C, u. D, G: `6 Z% W% Y1 d4 y, P
        ...
+ H, F6 W$ A) ^: ^        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };  D1 ]5 R( }  R: I
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };7 o% n% }+ G& }4 w
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };" f0 I$ {8 {6 M: ^: x+ ^5 ?
        ...; y. Q" q; X- P7 |+ r6 `
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)4 Y/ J) t/ C5 H: m8 H8 O* Z! Z
        分析:domains:system_app
) x- z0 X  g# R% M. R( ?- A; S        types:vendor_shell_exec
5 y. H: d8 K# @        classes:file) A+ {4 G) P% B9 {+ W6 \
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans' a3 G) s3 k8 @7 S0 w$ X+ H
        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:
! m0 S" _6 _+ v& p4 @$ m# J% ]" J! Z( Y0 z1 X! _
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
0 H8 L3 w, X' q        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };  F; n, O, l, U9 C) d7 {
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te+ m- @3 H" g% R2 R& `6 x" G8 O
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
: }% {$ a- b/ r0 B        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred9 W" z; n2 m( Y3 }$ I  v2 t3 M
$ N2 I. I3 @4 d
                            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。- S2 [9 ?  L  P  C, [0 B6 F7 `6 E% w
' @! y6 i8 }6 O1 d5 j
                            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 Y( v- g- [2 t8 h, p' e/ z  J/ ?. n% _
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