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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% f% {+ F1 i) Q3 w) I
        操作系统:Android10.01 D( d7 Y$ G) ^1 [# T0 O

& V& P5 r8 i0 C) H5 {                            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。% u1 x& t" l) B* d7 |
        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。
: X5 [! B- i1 ]1 n! G                                & ]6 C* b9 s0 Y4 S
        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。/ Q0 V5 [) F- O# n; l
        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。' K# F! ]- Y8 g5 J
        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。
6 `+ ~" p0 X% W) e        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 |# _" t  ~2 S- f- f/ E. z' M0 T
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
3 W; w: y' u. ]4 m, n7 Z% o/ f* b, P# e3 m        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。) T2 ~# v. k/ n+ o3 N* w1 [+ T/ S
                               $ n8 m) g+ k! ?) E

! P% _# O1 e# I+ E: M) Y0 e* ~                            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。7 u$ Y6 }, X  M+ F
        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。9 Y5 c/ d# I2 a/ q$ c" I4 X- }7 [
        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。
& z  W5 H$ F, ~; L) @$ @+ B        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
9 ]8 O  p: }. G- Q$ a# Z) s& _( x2 H! o6 X9 k. x3 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。
8 ]0 ^' Z# b6 P: f        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。' }1 j! ]: Z7 K
        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)。' `4 S. n$ P6 \% p  b. x# r. e8 }, r
        策略配置源文件         1、external/sepolicy! {5 [7 t- n* D! d4 I
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改. t% N! c" F1 r, F' N  o/ U0 h' S( {

" ?7 n" I& y1 T' T1 z: A                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy8 o9 A2 {" ?* c, J  y( D
        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。
4 |# R' J& B8 ]) p
4 F( [: a/ f# \  j+ l                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
6 R# X- Q% T. S  m( D* @" P        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor3 T3 u8 }" {" P7 L) ^' _
        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。( X8 ?( |( U) I. L
0 e4 [% f; Y! d( X1 r  R' N* 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:( u5 R5 J3 W8 V3 o& A( Z
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te, }* o- x5 J: \; I6 y" u
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
  H* v/ X  g5 d7 J. G8 Q" D        2、property_contexts:属性安全上下文: a; \( D- w( A9 u5 l

3 ~/ A$ K( ^' Z! m/ I0 `. S                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:3 A: S- C- b+ \+ V- U# y+ t' I
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts- C% e  D) P! j( G5 d3 w
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts5 b) I7 P, y, [$ T; X6 b
        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):( L5 C; X. F- @
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限1 l! J6 [" X7 S7 |
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
, l& X; }% p6 A; E6 ?4 L        3)system_app 有android平台签名和system权限; W% r$ K6 l0 ~
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app, ^6 q7 @& Q* w, M8 N
        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
1 `* u6 I1 o6 U        system/sepolicy/private/seapp_contexts# y2 v! h0 \. h3 H, I
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
+ \/ P0 ^& y* W9 L$ ^        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
0 j: p2 W. i- f7 o        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file( t5 H' }" K& J
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
9 u, A7 Q7 C8 [. ~/ |        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
3 E! ^& i+ E2 I7 }8 a) T- y        type=radio_data_file: U6 U+ }7 Y& o0 a
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file& l1 B' @1 P+ e+ V* X; T% m8 z3 D
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all4 [* u! V: r9 T9 c) X* q0 L6 N
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
% q2 p) {" a1 n9 t4 q        user=shared_relro domain=shared_relro
# A* N( `% Q5 D& K  V        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
% i) O1 U. G& Z        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
8 B" z" Y$ B, F- g        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al: [, S, A2 ]; E" E- j
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all) ^7 q7 ?- ?( U
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
/ l  n( F2 ?5 X/ I/ s( g) g, P        levelFrom=user
& j1 C( K9 E+ O( I- o' K4 e0 a        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user( D0 e, t" P: `4 }& F3 L$ D& b
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all, ?; m3 N4 h5 H5 T# C
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
6 f/ L( l/ n, i8 J1 Z& y        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
! P- \9 S8 A8 m. ]        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
, \6 l# S% B  K2 s        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
1 j* k4 @% F5 a7 v; b9 @        levelFrom=user
: ~  d( v2 u$ h7 i% y3 J5 y1 y( F        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
  u" o: l: B  d        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all2 q! R+ [) C  K& `, G
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user" `4 N- l8 P4 M3 ]. }6 @
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
8 v; \8 A) _; K  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。& I# M( D6 A2 d. J1 `7 q
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
, l3 L' f7 R# m        Android.mk
5 O: _# O3 y3 R( @: H        LOCAL_CERTIFICATE := platform
6 Q% I/ q+ h' E# y        有platform签名,所以seinfo是platform。5 N% q- o! u% h: @6 f
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874% E$ B2 f, j7 Z+ {
        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。, K7 G! o5 o, p8 {' [
                               % e) ^! B$ C- i( M! L2 a
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:$ [/ i- C' p) L9 v( j# j& S
        console:/ # ps -Z
* s( g; q- m# y6 m- U) ]/ L3 H        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
9 t4 r$ }3 ~8 L' A) \9 J% i8 K        0 S forlinx.example.app' \; y2 d1 X; v- D% A, Y2 @, ~5 o# A
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
, H% d# T# g; U5 W% ~        0 S com.forlinx.changelogo
2 r3 Z4 O. d# X) k1 `2 r8 [        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。
/ X* ]% H: g: I0 P& M, r1 o0 H( I& Q                               / M: k; e( u# d$ s

  A9 p' }  K3 U% c& f) G5 g                                                  
& o: n: z1 J1 ?' K4 \        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。
# X- f$ M! k% D5 y, Q* ~7 [        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:. S  s  k" L" R1 f4 N5 k) E
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te) _  m' Z- s& k6 Q
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te$ f" n/ p4 @  X! e3 G
5 ^* x( {: a) r) r- d: N4 [6 S: ~
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
4 r' k- @3 s% F4 d* q; S
0 R$ m- ?3 B$ l6 M' I                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
1 p" ?0 V: X: ^        ...
' L4 n- t) W; I. h        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };0 |3 f6 V3 H% l6 h
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
( C0 K8 p3 Q0 J) q1 ]  Q5 _        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
2 h6 O) }  L, U: P        ...
! E4 m2 g0 u4 k9 F: I4 {0 Q        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)/ q/ U. Y; F& c
        分析:domains:system_app" k3 j$ X# h# ^( b3 E1 h4 b9 |
        types:vendor_shell_exec7 E7 g( y3 S$ b+ R& i# N) B
        classes:file
& k& x6 L6 P1 D4 B. I        permissions:getattr open read execute execute_no_trans$ a3 p- [+ ]2 t3 ]- N( R4 I
        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:7 }( ?- }& k4 @1 E! U$ n' i

# I9 z: I: m: r- B4 _  ^# l                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
$ a% y+ D" H# R) Z0 r! L! Q        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
( M( f" U! B$ f; z9 x- O+ \' Q        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te+ W+ f+ ]- b( e' B
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };& X' C3 C  G8 C
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
+ i, @9 f* B* d# d0 x0 L. w5 n- z% m& g8 A
                            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 l/ l3 `; X( s# P. G6 @. L- F* K
5 }# n' M1 i% \, A( j, m! k2 L7 X
                            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。
+ o3 V' Z4 g5 h, B& G% \  A# _: v7 _5 `* c
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