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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8 v5 {+ L8 T/ V) U. d4 ]4 L6 }. T
        操作系统:Android10.04 ]7 @3 t7 E! @. w

+ b% _' ~9 `) `) L                            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。
% Y* n; v& c. q- c7 n        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。( W0 }. Q3 ~: S9 B* u
                               
& z& E" G: \* `9 I8 T; W        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。- E( |& l( s# i4 f$ l$ r9 G1 z  p! m
        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* ]$ j8 O4 c' G1 U
        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。
# c" O. K- j; u: p% ~) U        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。
" l3 B+ m! {, i' n7 V: }& Q& K, C        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
1 h" R+ u) W0 h. E0 ~- |, \        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。0 h' x# P0 Z4 L0 Y
                               9 l4 T& ^8 W6 k) v/ S3 U/ i% v1 I
) x7 ]1 w4 Q. p0 N" Z6 p
                            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。
+ d7 E, u0 d) @; S* T( E        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 b# I8 X  A# I( z5 H' 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。
2 _  G7 [# _) @$ t, m0 t        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
: y0 S7 G% s9 U% S/ ^) W9 z) }4 B/ y3 L, k: n
                            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。6 R8 n3 b  e& ~' P: a
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。! G6 r4 d2 W& {% c; W
        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 a4 M) |! ~* q, l- ^
        策略配置源文件         1、external/sepolicy; d; T# c+ W' J6 p5 W
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改2 a" E* S: K. M. c* Q' @4 a

4 n/ A) P8 w. B, y1 y  ^                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
( e$ V$ P* o5 G/ n        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。& w0 V0 R# i! @. P; v3 e

! i8 R( m( ~) I6 U& f/ W                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:! Y4 h) u- E. k
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor& ^) _' f$ O4 {  [# Y, k" s
        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。
8 A* v& k1 o4 {# v% _5 V* {& e/ K: J) I; Q
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
; s# o* n8 H1 R2 \# i        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te0 {2 T1 t6 v# w' w- ?: G. B2 D
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文2 z* g$ U; ?  T1 }+ ?" U& M
        2、property_contexts:属性安全上下文/ G" A7 q5 E0 t; D
: p; U) `( P1 z
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:. c/ k  C  ^0 G: W% \8 a
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts! @7 z) @  J. R5 {/ x" _
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts1 P  d" l8 t- r1 w6 p6 [
        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):+ r/ u  k8 L- ]- q$ O
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限, v* O8 s  k' o- b
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限& U6 K# x+ R9 B, b. v  ^. i' ?
        3)system_app 有android平台签名和system权限9 {, y. e  I2 l9 D# z7 G
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
3 V% B) ~3 @2 H7 q, 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
) t9 f6 q' G' ]+ L( L        system/sepolicy/private/seapp_contexts
  }- B6 ]: T# v1 b# Q/ a2 W        isSystemServer=true domain=system_server_startup
+ B: y' O% Q' y        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
. Q" a  L8 z  p5 U        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file; k7 E$ Y* O! I" F4 }
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
" L& ]* U, k8 U        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
; k% V4 a; e* k' c        type=radio_data_file
! O* [/ i# I4 j$ T' f        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file9 S$ M8 n& N: y6 V( z0 r# \% w3 q% g
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
: T( s7 t( Q/ z& U* n  f6 z        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file) b; X5 E* k, i. z( i- y' B
        user=shared_relro domain=shared_relro
+ V) Y1 t5 x8 ]$ O* i- U; Y        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
* w0 N8 D4 }2 p8 G- m        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
! Y: Z0 o$ n3 D3 [( J/ h$ x! f        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
1 ]) B9 ~3 X: V# @  M- G        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all( z/ [$ @1 u8 W1 p2 h8 x4 s5 e
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
' m* C  I3 @2 ?        levelFrom=user
$ M9 S7 i1 @# k% y) |4 I# s        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user  ^: ^+ u, U- N3 L5 k
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all( P5 k) E! D) o  x" p' \0 ^) F% w& q
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
, @3 k# g, Y' ^% b! e        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all5 ?+ A5 _1 E& {
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
6 J: M8 Q1 H8 J& _7 i- ^        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
1 _7 f, z3 P, H% v) j; ]        levelFrom=user
$ S" S% [/ b9 Y2 S1 _+ T9 h        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
: S5 v# ~: P* i* v        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
9 Q1 h+ n2 n( I9 m9 o        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
$ G5 `  w' C) `" i$ j        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/815305686 n( M/ n& I* u$ ^9 C
        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。
& K7 O7 [+ `* P+ s6 Z        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
1 g$ n' M# o1 F( Y9 j        Android.mk
4 f9 ?! y% j5 k1 w7 U- X: H        LOCAL_CERTIFICATE := platform8 G6 F- t1 M4 U
        有platform签名,所以seinfo是platform。* d) d) l* Q7 S; ?! c& ^/ ?' ^( k
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874* D% g2 f* @2 Q2 d, n
        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。% @5 N: E# W, u, e
                              
  Z8 d" u' b$ F/ _        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:: w1 N& Y8 Q8 \* l. J
        console:/ # ps -Z' Z! `1 B& i! M  u' {0 s
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
( g; s$ N9 n# T; |% [0 V  W$ g6 ^        0 S forlinx.example.app8 \: X+ K' A/ S+ w
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     + S( R- T0 j/ a2 r
        0 S com.forlinx.changelogo$ D+ O+ @& T; p4 v, U% m9 e& {, P5 j
        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。
% |- u* t0 @. [8 _6 R  i, g                              
5 y6 O( V) C; Y. u0 x: j! y4 H& J* K6 w
                                                  
9 \# o) ?( g5 j/ t        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。* P3 y" n" Q: r$ q, A
        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:, z2 V8 t! @; G% R9 D3 V
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
# I" s6 {4 J6 s4 N        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
: J$ F9 ]- O# |' z* L8 z9 A2 Q- [9 Q. A- _
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:/ ]3 @5 j* q- v

5 l% v, C2 U- \& }. I$ q7 ~0 M                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
  f3 {5 J% w3 ^* T* a        ...
, C2 o: @: g" n        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
. H, m% ~! t6 O        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
3 W7 f& \4 e! X, \% F        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };1 E; C8 D/ D: ]
        ...2 Y+ C* }* ~7 }: L! L% Y
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
2 I9 _" @$ L' E+ W8 i) `        分析:domains:system_app1 x& J% e0 O' o
        types:vendor_shell_exec
- _; V0 Q+ ^, X) e2 W- f        classes:file
( w# G2 h( {! ]: J        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
- f* w6 w. ?# I! g) I. t3 v        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:
' h2 i& i8 U5 T$ d7 R6 r. `# Z$ |
6 b+ I1 G% _, c( ?                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te - C, N4 u0 K, |" I! Z* G
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
0 s+ L3 }" ?1 w1 Y6 `# Q; t/ f& ^        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te" q. w$ i2 _& b
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
/ d  c4 J: M# ]6 m! T* W7 N        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
; `5 g" _6 Z; o9 s! z( m3 D4 k  E2 [+ B6 q' r: |+ z" ~" w! c
                            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。
% W3 }5 B. I2 x! D8 \
2 K/ K( R0 B6 c9 }7 X! L" s. E6 l                            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。( e! q4 d1 T! T$ ?6 J. s: F

  s( c: c, x( N! X' T
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