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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
0 c+ ]+ V5 S' A0 c" R  Q# i1 w: \        操作系统:Android10.0
( R) B' k' O, z: q! [
3 ~8 l. h9 n# u/ @) Y4 s0 v: s) s                            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。2 {* u: m: }9 z$ L; \
        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。! S  Y5 ]& R3 q  l
                                " @& k3 [! x# a4 ~  y
        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。: A6 h1 ?. J& B4 ]
        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。  ~" I4 V1 s: {( y1 x, 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。
( |" I# F# n3 F  D$ m  r2 K# m7 q        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。
& B( v; Z" `6 E5 T+ y1 e        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux6 ?  O9 z1 h1 o; A. q% ]' ?
        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。/ C3 j* {7 P& Q7 ^
                                 z5 W: R) t, t2 C; C2 u$ N
9 b* v; a% l. A$ I2 Z, Q4 [
                            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。$ f, I2 K* z- ?+ o7 E' C
        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。
5 ~3 t! X. v* f8 j$ T        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。
9 k) k; a% A8 W        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
6 |1 o6 m: \# c
) e4 W4 w1 s0 C$ z0 K# n3 |# w                            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。
- {3 B; F9 B' Q/ p9 v: w# ^        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。! i% f( F' A* a+ G8 k9 m
        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)。8 L" S* T1 b! y3 Z% ]4 r, h" K
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
: Y& Y8 D4 a  z2 F1 ]7 y% V1 D% N        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改' I( U  H) a5 u

# U' c$ a0 H+ s  M, @3 X                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
  y- U: R4 ]2 T& T( M% y        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。3 ^" F$ l5 H9 r$ @. a/ S

1 n1 e% R- ?9 B, ^: z# u- b  l3 j9 M                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:  c* P% Y' V+ j
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor! N! V0 }* a: N! ?! F( R. v* r
        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。* ~2 _  X& [0 B, F$ S& H$ `4 }; s/ _
( y0 |6 G: W0 }
                            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 |1 @, p* x/ V7 O. J* h        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
* P* W2 L; h6 a5 W- J- t+ G7 b        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
, a) w$ b$ v" D3 r6 f        2、property_contexts:属性安全上下文
% Y9 o; K* l8 C2 z+ [$ }+ H' K! b% P
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
# f+ w# g# g6 J$ w4 q3 N: x        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts. _- G! ?+ T. J5 {+ I* D/ n
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
  l7 A) B5 g* K8 \  V; I9 g        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):
( W& k: d9 m) z4 \5 X- h        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限- v$ F+ s; r5 ^  {( T3 m
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限. H, a0 O# M3 G# W
        3)system_app 有android平台签名和system权限
" I% S3 p4 E% R- a) C        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
. C2 t' c3 J; J. e  r1 I( K: b        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! h% }; r) Z; {2 W  m2 Y" e" y$ N
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
2 q* H8 t0 R+ l$ w# X# B        isSystemServer=true domain=system_server_startup
! u: P0 j5 H- t- {# x2 P        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all4 _) I1 T5 r# r! m+ k
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
/ k, W* u% A) y7 k0 p. U' @8 E        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
- ]8 `! u" h  ]4 a        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
& \6 t8 T- Z: a6 x- k* g        type=radio_data_file
% d5 H" w& b2 p* T3 \7 l5 o/ B, k        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
5 n/ g: I9 B. e1 M9 K        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
: y3 w0 |. P6 t0 Q( `$ U        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file9 [: |9 q& y' E4 x2 p& q4 M! ~
        user=shared_relro domain=shared_relro
. n- u8 N! x# O( i        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file; K. A% o9 L5 c; o' m6 C
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
  _2 X! ^* X! A# p3 |; K+ E5 q8 y        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
  O3 P8 Z1 o" x9 d1 k        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all+ |6 \. c! d9 q' _( d) I
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
# d( N7 h7 P9 R; F7 D$ c, E3 b; o        levelFrom=user
1 u& X4 {: H4 d# q7 O' j" A/ I        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user( `! Y" C: ~5 f. i1 i
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all9 W0 a1 j* p) E4 W& _+ c
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user1 l# {* v& b. N5 F0 O
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all5 z: M3 d0 m& J. Z
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all- L1 i. u/ N$ V7 L6 m
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 3 P$ b4 `; j) c3 `4 T
        levelFrom=user0 H1 Z' }; V% Z+ I+ a' ]  |5 @0 u! v" T6 p
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
- l) i0 B, V2 }- l8 U1 o( v        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all+ \" K9 {% q" l: ]/ s5 R4 G
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
* F9 a4 ?9 m+ K$ N( w& I) e        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
4 D- y) f& k+ I3 ~        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。) F5 D! w; l6 n# Z9 a% H
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。9 k# v9 S! @6 R4 D
        Android.mk" t. r- m' A3 j8 I" D* w9 [4 ~
        LOCAL_CERTIFICATE := platform* T' m$ I) H( Y$ B6 P8 ]! c
        有platform签名,所以seinfo是platform。  r/ v2 O% F# y! ^$ s
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
1 i# R/ q7 H. G8 Z' ~8 y        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。. Q/ f$ B/ {$ Y8 E, ]
                              
7 ^* \# ~- L" c" I6 i( W        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:; I% h' q; A" U* D' D9 b- H
        console:/ # ps -Z
1 Q- d. ~5 o! g7 L# C        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     9 B; F- \5 ^, Q: `( K# I
        0 S forlinx.example.app
9 {+ |0 V8 |1 r/ t5 M7 I        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     2 L+ v6 D( y% Y: D
        0 S com.forlinx.changelogo
8 x& T. x" D' y+ i        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。  \. X4 f3 M* ~: Y6 E: b, V# g0 [
                               9 h  w) @* Y( g) x" j
, m# Y& d! y, B* q$ O" |2 N
                                                   $ J) Y; \' l( _6 a1 q% F
        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。
: J  z: m4 b  [" W. R5 ]  Y        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:
# a9 _. G: _& s8 C        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te: f/ [. D6 L) x$ j0 C
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
4 b' z9 I4 ^$ j& j0 {
9 n/ N/ k( p2 [! ^' p$ q+ E                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:& q( p3 r: k1 q) l
! V6 w4 ~9 v. [: E
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te. \/ E; @6 {. y) z
        ...' l6 ]9 {5 i" \
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };7 G' o, x2 W, A( F# r* C. m
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
7 G  H( k- N+ Q3 P        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
. Y: M% Q6 B) R2 A        ...9 T* {6 K8 b4 z* z. C
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)* R* x( a4 R& \4 `0 t' b
        分析:domains:system_app
0 s% c, ?8 g: E        types:vendor_shell_exec2 G& B, j: z! B7 @4 E5 ?0 F
        classes:file4 o$ H% `3 l; S( y
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
& E* n+ E( _0 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:1 }6 X# N2 y0 J

* {# Z8 [$ b$ g% `. B& h                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
7 o4 m8 n8 `5 L2 s. ^/ |        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
" M9 @* A# ^$ Y( F6 z* K        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
0 Y! @3 o" p, z         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };* I) x1 `  d6 N6 \" B4 T/ A
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred+ a" J6 S2 @* n  Y2 v' H
7 ~) R" r9 A: L% F4 g- G2 Z
                            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。
# n& |6 U) j) e9 J6 n9 C4 q( Y, U2 ]4 M$ i8 q$ e! z, [! C% g$ Z
                            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。
7 X3 C" Z3 w$ p! Y
$ N0 [* x6 q5 e
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