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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
% b, `0 B$ x! B  u! t( r1 ~! v$ g! D        操作系统:Android10.06 J8 j6 W$ b+ ]4 J

7 X* |- T2 }: X8 T8 z* q1 h: e                            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。3 W. y* |$ V: [8 L6 N( L6 t9 @" E7 Y
        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。+ n( {% e7 W" D. W$ ~3 i* U$ R
                                1 T4 f& [5 P9 v9 l+ A, m" Z  U7 [
        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。& j, z5 I  r# c  ^
        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。
# i3 P/ w) {) @        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。9 N2 M7 `' e1 ^8 y4 x
        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。. J, L: Q7 s7 J0 C) f% c$ C
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux8 O' m4 A: U& f$ ~
        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。
  b" U) u8 Y# A0 ?                              
# w8 Z% \% J3 l. X' {! Y. q0 R+ s( r
                            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。
4 j; k: ~; x3 i8 `8 o9 U  H( O        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。' l2 b0 Y/ t9 N4 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。* K+ W/ j, `, G2 t# I
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:6 [6 \' N% [; U* ^. m8 @! k
) v, f* Q0 x% m( y) G
                            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。
, w; W" ?- b+ e. E        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。( F8 m* q+ r+ a4 z) }! 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)。' E8 o0 V: I( H; K
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
" e% R4 P9 q2 }$ W9 t- ?        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改9 W0 a6 u- h: R0 s/ T

3 b4 K" {, z2 C& S3 O+ A2 m; O2 [                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
; U/ C  L/ p6 c7 S0 C        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。! \0 ^* C0 W+ A) a4 t

, \/ b3 Z9 I* ~                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:0 y) f# }9 @+ L# w
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
  Q; B7 `( w/ K- e; w2 r) d4 ~( W/ M        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。
  k( q: I6 Z% k, {* x! ^  B
- p' e" ]* }  p( g6 n7 C/ c2 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:
4 g1 G  j5 S7 Y  B  m' S* s        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
, R# d! i1 f) B        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文' m' O: Q2 B& v( T( h9 F
        2、property_contexts:属性安全上下文. {/ p  k+ I/ k3 x
# |8 }# p( F! j6 f
                            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 ~. r, \! r/ R6 R        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts+ O) b0 ?- q) \0 g7 L
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
+ l, X2 x9 }, e9 E2 n+ T        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):6 s0 k# F: F0 Z. L# ~* V3 T; _
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
; e! A( v+ V/ W3 `( t        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
1 o/ o3 i7 \: A8 R% p        3)system_app 有android平台签名和system权限0 v; r% q) a/ z' n$ E# W( _
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
, O9 b) {$ c# k: i: [        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
5 {' E' c! Y0 {% h9 {& P/ l+ a        system/sepolicy/private/seapp_contexts) [2 O. q. J8 d2 Y2 e& P
        isSystemServer=true domain=system_server_startup( a8 U3 O: B5 M/ V8 y
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all* U: v- r9 H& ^3 p
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file* }+ A8 n: |  m( [
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file6 k$ G4 t  h& T$ X6 A
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all 1 Y6 u7 U+ j& N) A" W0 m
        type=radio_data_file" e2 @% L7 I( Z9 F: R; h& G4 N
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file6 J" N; m, h4 `# K
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all. Z9 ^* F5 n3 \4 [/ N% C4 V
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file8 i6 Q( K$ z! j& f
        user=shared_relro domain=shared_relro, a  p$ H0 i, ~* b  o
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file4 f' ^$ P! V7 n9 D+ Y) J! l9 ~8 Y6 p7 U) p
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote  J- G+ g$ E. A
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
2 X$ [* Z$ b* `2 |7 Q5 E        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
  p% U3 {8 o6 e, P! G        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
/ Y' ~7 l+ ^) o, [& p4 m        levelFrom=user
4 Q7 G9 \! j4 F6 w        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user& Q/ g6 I/ ^; H$ `) n# ?
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
# S, b' e1 i! G4 Q# b+ m! o3 m0 p        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
1 o+ N) J9 C8 D  L: r        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all- O8 \% h) M4 W& p. P
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all+ l" g8 c9 k" J3 ~. V
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
& Z! F# `/ j2 o: _/ ]* p8 S        levelFrom=user
; q  u& h  S4 L3 ~2 z) a' g. P        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user! E, [+ o: o8 J5 B! ]0 ?
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
8 ~5 t0 o! Z9 N& s2 m+ g        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
' m0 P2 C: i, @; M8 |: s        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
+ P2 q. o6 I5 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+ f  d' P. ~, I+ c% ^, z1 H6 |5 x4 E        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。: f7 Q6 u" D. b$ q- R+ Y
        Android.mk5 H. o$ u& F4 j4 r; T6 r4 m5 d
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
  Y0 ^1 s  |: A. C' j        有platform签名,所以seinfo是platform。% ?. h4 r# E9 m! k, Q! m9 l
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/1078238745 Q* x; `8 v# l: I. O
        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。& `" O  L# F- C9 t9 |3 [
                               0 ]/ |# H6 {( G# G# w  E) q  ?5 ~
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:9 Z8 D9 n7 l" Z2 F
        console:/ # ps -Z
( H  o" S8 ]8 z) }$ F. K        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
7 w. m4 T; L6 t2 `) A        0 S forlinx.example.app  a: Z) p! B' X& e. r3 T4 I* a
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     3 P8 d9 j! c* u4 {# O/ l; u
        0 S com.forlinx.changelogo
4 y# C; V) r" o, B/ p# _( 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。0 r+ n" N/ |1 F4 C
                              
  I$ o5 q, c. g6 N4 N5 p% y% C
: H/ s& i8 B6 u1 \8 P8 P& B                                                   5 ^& m. \/ q! I$ ]& o. Z
        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。
  P* k% X  n; a' H: O' ]        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:
" C: b7 n, \2 @6 i        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te7 E# o/ b* t  t
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te# K; o1 c! i! F- v5 S: g
# q* s/ t1 x; @  O. {" z; A. K
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
8 v' h. m( m2 R, M$ }- d5 f0 q6 _2 [; B! i$ e
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
. W* `5 g$ ?7 A' r: |, @        ...% Q. m4 D2 T0 M$ f( {0 M: O
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
" j) e# @7 L) k& q4 Z8 K: U( g& |        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };, ^0 O; I# T2 [* w4 l
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };) M: h0 N' D) R" S
        ...) U  s- a8 N% I1 e+ k
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
( \' \! c5 ], V+ C3 A& _! ]        分析:domains:system_app. N/ R6 p( x1 W9 e0 ?3 F- |) u1 I
        types:vendor_shell_exec
' @7 G/ a+ ]% v+ g        classes:file) t3 ]1 x1 d! |) q
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans' @8 y' }5 D9 E9 Y- 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:
" q; n; W1 I1 Q. K% E  c  d' D+ s, w  q1 o. @$ e' i5 E
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te * P: {3 h/ M9 h7 D% b$ [
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
! o; R* n" R, _6 t- B! X5 \4 H- U4 q        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
; m1 F6 Q9 k0 G6 i  x  x( a         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };( P2 e% C  F! Q0 l5 ~
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred# b  P1 K: v: x  J5 R% [, Q6 U
+ |0 {: {: V" ]+ ^  [  k# P/ I
                            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 p0 f9 Y& ~: |' ~. n) F

2 `) h! I& [) x, [/ X; R$ n2 H1 h                            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。
5 w- e6 A$ z! E4 R( H  V" G" G- g' t7 q& L7 P
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