国产平台之T507 开发板Android 安全策略漫谈

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        硬件平台：飞凌嵌入式 OKT507-C开发板
        操作系统：Android10.0
1 m! x4 D) t, C
  l4 @& ]) G- T( A, }1 ~                            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。
' [  }4 q6 e, [. H0 i8 s6 A        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。
                               
        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。
        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。
        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。
        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 Q6 I: k3 }& t0 b( W& U        基于MAC的SElinux         参考链接：https://source.android.google.cn/security/selinux
        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。
' }5 a& J6 {: A0 g5 F2 t# V! r9 v# {, @                              

, {" K9 C+ E6 u+ K: g7 X9 W                            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。
        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。
, s* Y3 K! F) H2 m, M        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。
        策略规则采用以下形式：allow domains types:classes permissions;，其中：
& `3 J+ [4 Y7 h% a. ]8 O
                            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。
; u& I+ b4 T% V; U; n. ~        Type - 一个对象（例如，文件、套接字）或一组对象的标签。
% K" T5 K' G, g4 ?7 z        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）。
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
        这是独立于设备的配置，一般不能针对设备进行修改
) |6 {' k7 F  }
) e: m; j7 o3 m+ m7 r# L: g                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
        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 N9 P& b& _( E- @% v+ x  @, M
1 ~7 L; R+ X/ D- Q0 B/ r                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下：
9 C7 B! ^9 e% O% U8 |- w# s        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
        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。
& ]; p8 ~8 ^, C7 ~
, ?# W& x$ B4 R/ K) [& n$ Z' m                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下：
8 K) y, h3 F; d+ S        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
        标签配置文件         1、file_contexts：文件安全上下文
) o' `. e/ P- K" V: V        2、property_contexts：属性安全上下文

                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下：
: A$ H3 F: v- p        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
$ ?& c- p; f$ A0 K/ Z        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
        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)：
$ I: Q+ c  D+ j/ E% j9 G        1)untrusted_app 第三方app，没有Android平台签名，没有system权限
6 ~3 \" [2 j( l+ A1 m. H2 Z        2)platform_app 有android平台签名，没有system权限
+ M3 F  n8 X5 I6 f4 U        3)system_app 有android平台签名和system权限
        从上面划分，权限等级，理论上：untrusted_app < platform_app < system_app
        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
' p: S2 {& S( ]9 g( U        system/sepolicy/private/seapp_contexts
/ t$ O6 J  z8 x1 O8 r. b0 `5 p        isSystemServer=true domain=system_server_startup
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
% ~# B; y9 S( ?* C* O        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
; ]" g3 w- e8 j( o        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
( G8 k& }3 b( O6 v# n        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
) T$ Z% t. P/ g& q5 u        type=radio_data_file
8 Q; C5 A0 w/ K5 a- _2 L. B2 _. v        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
) \0 y' m5 i! G  a' m        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
        user=shared_relro domain=shared_relro
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
% d6 @4 I# J- a" ]( n2 U        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
        levelFrom=user
% R4 S9 T- v) s5 R        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
* P1 T0 i$ D: M3 w1 H  S2 _        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
" K4 e1 n; G+ h$ K        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
) U$ d4 O. O' m& a9 R. R        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
  }, p) _$ I4 ?: e: _        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
  e% ^  R$ R9 T1 M! t. Q        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
* ~0 B/ i( U: V6 r- i& c        levelFrom=user
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
: C$ I0 y- c: u9 i: K9 z        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
        user         参考链接：https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
* |5 [. l3 f( d+ d( g; n3 U$ l        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。
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
6 l. E; A' S( D        Android.mk
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
' k/ \' V/ \& a+ `        有platform签名，所以seinfo是platform。
' J% k$ F( n  U" T. K% b$ t        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
        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。
                              
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例，查看当前运行的应用信息：
        console:/ # ps -Z
/ f" ~+ E& k& x  F        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
        0 S forlinx.example.app
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
2 W1 n+ A6 m+ w% {        0 S com.forlinx.changelogo
# ?6 G  D# b8 `& d7 c        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。
$ V+ n1 J8 n  G! a. {* B( v( i0 v                              
9 t5 W0 p0 E" R- x
% {' x1 Y  h8 B/ _                                                  
1 n2 ]* o, b6 X        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。
        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：
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
  U' W2 v7 c4 ]$ x  A5 l        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te

                            以forlinx.example.app为例，我们为其添加can设备的执行权限：
; t2 j  z7 F; m$ W3 R( ?
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
* u& \; W8 z& V, T) x        ...
& Z9 c& n- y6 s        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
; K% m! S( E. B  Y& M2 t) m) n        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
$ g" P% ~) {7 h' i* z        ...
        以策略规则配置形式（allow domains types:classes permissions）
5 y6 h3 a+ r! m% T- i3 n        分析：domains：system_app
        types：vendor_shell_exec
  `. k  O) V/ `; ?, k; N9 \        classes：file
        permissions：getattr open read execute execute_no_trans
3 }! w3 f# U9 H( s3 |. |% f' R! z        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：
" [4 y" \5 G/ [
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
, K9 M) u# x( ^- D4 w- \        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
% m: w/ T3 p6 e5 `$ R6 c# T4 v$ ^
                            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。
2 S1 k* G0 j# S
. F6 U( {8 Y# t' q                            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。