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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
7 X, B3 v* Q4 l% ?5 Z6 {" Y        操作系统:Android10.0
) X6 U+ M4 `9 }4 z+ L* B, W7 d
) z7 \3 J( t. E0 f                            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。
9 m- V) s( ?3 T5 W- K; e! J        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。; o5 O! [( Y2 r# r+ d' q: `
                                + Q) p5 X7 J2 ]6 e6 W/ d) L4 ?( D% |2 Q
        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。. H+ R6 c  q$ `" j# h- @" ]
        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。$ _9 G9 m9 X1 F6 E
        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。
; \2 v6 c, V- X: [' P  N        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 d2 O+ T6 u6 h. G  E
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux0 Y! U: V) A& r: Y6 o
        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。
' O, X! |: d5 t+ H1 W- U                              
& a5 Q' j6 A5 b/ v0 K/ y2 u7 u* [& Y- D; z9 t2 u+ 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。
8 |9 a3 Z; I  W5 }( X& t        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。, W0 X. o% D' M$ K( A( Z
        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。" N6 C5 W* i: k- I
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:( W0 f  {5 H: |( I; R

" w+ S/ t' Z+ i3 \" o& R' B/ L) R                            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。4 p7 t7 @1 ]0 p/ b
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
4 }, ^- n6 s/ i! U: b1 l& x; n        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)。9 q3 ?9 q) q  G/ h9 z9 q3 w/ d
        策略配置源文件         1、external/sepolicy; m: a5 Q9 F" |9 H" e5 D& i. @
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改3 {) d2 F- I8 V, T9 J  U6 p

) I4 y$ j. x9 j8 S2 w                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
# q; n5 A2 C) a        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。
* F( r+ v8 f  s9 i9 u8 R* H  E- H* t; Q/ h# Z
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
: M1 b3 N0 U- X  i+ |3 G7 e1 {        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
9 N! V+ i# N, x8 N7 t        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。
% D0 n( r+ c+ C5 ^6 G+ s4 ~: j+ E  }" @' y* j6 S$ J
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
7 ?' I6 g& ^) T        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
; l& t5 ]7 \$ {/ b1 C3 w        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
  B3 z+ H: ^$ u) e" I7 o        2、property_contexts:属性安全上下文
+ ~6 t/ K$ P3 s- s( W" G9 R- w; G) j; O, E4 a& \, C4 b$ A
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:! e" J0 J* j# L: A; E1 X& ?- }
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts9 s* F& H  M' ?9 d
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts7 W7 o9 M2 }5 X, z0 I' Z
        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):* {  y2 g6 ^% B1 X
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限) X2 d+ \' y- g1 U2 ]
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限: u1 a5 {0 R  Y7 B5 j: |" D
        3)system_app 有android平台签名和system权限) @, ]1 X0 v4 y9 P5 Q2 a
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
8 |7 P! A4 @' O2 G( \        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
3 b  u0 `0 m$ D! d7 B        system/sepolicy/private/seapp_contexts
  w! s4 z/ v2 R: r+ w5 h        isSystemServer=true domain=system_server_startup
4 c! c6 U8 c& a4 T7 n# ]6 n8 w& K        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
% F% [9 }4 C, d% I        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file- t( ?5 u" \' D. V" T
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file3 c2 k  \( j: M& Z) G7 c( K
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all % p$ v0 j, V" l
        type=radio_data_file
9 O1 A9 M) i3 c% p  @) K( L5 d8 _2 b0 [        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file1 C4 g5 D% @0 U
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
  }- ^, z2 O% B3 B( a8 @. A        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
) A% B- Q7 B9 v$ P* {, Q, q% d        user=shared_relro domain=shared_relro9 ]; P5 I+ |0 ~7 }" w0 k
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file' S' i+ p4 I! L- S6 o
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
: W8 p' C0 M. \+ ?: E8 Y9 }" v0 @        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al0 G6 w( p  x* \3 c$ S, }
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all* y. @: c3 Y6 {1 z7 a; E
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
8 o! N: \* U) }- c$ p" ^' B6 j. Y        levelFrom=user! P* ~+ c4 s/ W) }+ `
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user6 c6 S9 L. e" `! E( q' U0 o
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all7 I6 R  t; ^0 a6 z5 l
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user! p/ K7 t  K( A, F" m/ n7 H( t5 M/ J
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all* q* l7 Y* v6 D2 ]/ M" q+ u4 r- f
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all4 M/ H2 b+ @7 U- m0 o
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
- i7 {# a$ V+ j6 E" U/ p8 t        levelFrom=user
. P- R* |, X. v( x" D8 A) v        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user7 t9 J$ k8 N" [# y: |' J
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all5 ?( {" u' z2 L3 \( q) o  A
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user. H% L% S4 f0 m3 ^8 `+ d
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568* m% c* `) d- E2 d# @( M
        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。
+ t. h( ?7 l2 s: ?- h        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
. U0 f% _. O6 G, x        Android.mk
2 ?1 b$ g+ x* A  O        LOCAL_CERTIFICATE := platform
2 ]( f, r2 D3 ?5 ~# x6 V        有platform签名,所以seinfo是platform。/ G) p2 B: I4 W0 R# ?; Z
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/1078238744 N0 c) _; f7 ], S/ v% G- T1 M$ U1 }
        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。
: K9 t* {9 z* ^% n% U7 Y* L$ B                                 A# Z) E) o" B
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
5 t5 ]" l9 s2 ~        console:/ # ps -Z
  k: d# L) F6 v5 ?$ D        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     + @! U, B4 T  |9 F% ?
        0 S forlinx.example.app
' o* Q# u6 l. w& P& s) Z+ v6 H        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     1 D- F  t3 h! S# r7 k5 E0 F5 p
        0 S com.forlinx.changelogo
* m5 m; T# h9 u& M, ~. p. u( e        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。; J6 E' q2 ~- I6 Y+ V
                              
& Z/ s$ s+ Z  s2 o  V& f
: i7 n; {2 \  v# ~! E" a                                                  
( G3 m0 v% i3 Q# V+ ^1 J5 i        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。
* u/ o  M* i6 M$ U! n: H: ^4 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:
" w$ m( w( [* B+ p% `1 v        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
" N: z! R9 m4 K* d) `        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te* h! D% [* @0 W- d" y/ L& b
5 e5 g1 A* R/ s- ~# G' W
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
7 `" o' U+ j# [6 V! O: g
  G3 K6 n2 Y8 L/ @8 p+ Z                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te, c% |& G7 T( d1 Y0 k4 k
        ...) g; M3 L! Q! t3 L- s
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };) }! W4 z% e9 _6 L1 ?/ b- T5 U
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };: g# |+ a1 O0 [
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
# Q: O6 J: ?# u, ^) ^% O        ...
6 l' M# Y, K" w& x! R6 r        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions), s- f  ^8 `# O' m0 _: P8 O
        分析:domains:system_app' Z1 S6 t4 I6 w' U2 V
        types:vendor_shell_exec9 P9 K- E0 m) L+ Y' g& ~
        classes:file
1 H  n$ e3 R4 i$ i) D4 s# j3 H        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
& u! `  b/ E  V6 a: M* A6 Y2 }7 o6 w        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:8 R& {; i% J5 J; I( y6 U

$ K& W9 b$ O: ~) r" O8 S5 u: z1 f                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te ; m' L; o. S/ u0 C; [  e6 C# z- b
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };8 ^6 X1 m" s4 J3 ~3 p- m9 a0 s
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te# ^, E0 A. _2 n
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };9 N" J0 }  i1 m0 ]5 H
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred5 E) @+ `0 l) o/ K$ ?

+ V! _% G3 \+ }5 J                            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。
  N2 L9 U, s; N- C3 a2 @) l+ o
) A7 l+ ^% B7 `                            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。
3 H4 U, K, P4 v6 k/ O; A* N* ~( v( R  M. S
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