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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: W: U! O2 t) p) g1 d' f
        操作系统:Android10.0( @( L, [6 i) M2 v2 H' M+ x% G

" q3 ?* a7 _) a                            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。
* P; K/ I" i; e) {        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。2 s! z! z3 D8 C1 n. j8 ]& D
                                * r- v8 K" M0 }
        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。5 t& M  v) J, q: [3 h( L
        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。  R' G/ E& f6 F) B/ T
        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。8 C5 b( J, C( h0 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。
6 |7 h% L* Z' K0 G  S: f# h        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
$ X1 Y! d% E; J        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。
& N7 O) @* |# o) Y6 v! j                               & N$ Q  |: J2 J* j9 x; I3 N) M% |

" F2 g' q' j* `- X* Y                            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。
7 ]4 X+ s: Y! f7 L/ F        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。! o5 D4 ~9 j9 }) Z  r
        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。
+ h' b; @0 _* ]' T8 }7 c        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:% h+ `3 Q7 E0 {4 {
$ q+ u9 f* i) j/ p4 m4 k, h
                            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。
8 r0 j( C0 m. S% C* q        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。, U! X9 o3 ]" i8 i. ?
        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)。, z, Z; e- C6 s7 i
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
4 t2 u. }  `' o  d1 Q! _7 N( }        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
  c7 w3 r/ W  F. |- q6 L, J  k
; F! X7 ~+ o4 _$ q6 o                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
3 }- b8 x, ~* x- Y. T9 b2 k        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。6 z* }' C; b7 r
% t2 V, t' N4 z2 C8 P2 g
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
9 B7 g7 Z! s) ^& c        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor4 E0 b. |) b( f- g1 y. v# Z
        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。1 t0 _( e( _5 v. p) p1 o' r
3 f) O" y( W+ t% d0 P
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
" x& L7 ?% J( n: z4 \' Z        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te: Q- ~% c! j3 q
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文0 h8 `3 a$ b4 O5 r7 f- ~3 M
        2、property_contexts:属性安全上下文
- v# |" }+ _$ B' W, k# r
( k" @0 T7 _6 ^" B/ k                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
, f2 `) z! _5 L4 t- W9 i: I        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts6 ?; ]5 \* k. y7 B6 G
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts! a. ?: S* l0 ?8 I$ e7 W$ \  s
        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):
; D8 b1 T: l& c' a) ^9 G- }0 B. \- Y        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限8 n4 p4 P* V4 A
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
# Z: s! w, }$ F" v2 d' p. ^# Q        3)system_app 有android平台签名和system权限
/ {: ]9 B: x& y, F        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app' u0 W- R( m5 v2 g8 \2 s# \, r
        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
7 j  e& X" _- S1 E        system/sepolicy/private/seapp_contexts( p/ c" `2 V( O! H; I
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
$ F; b: y5 C1 @+ j1 r6 B0 @        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
0 |9 f& m9 ^  _        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file7 ~3 B( Z0 t% G0 N9 H" u
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file  _9 c% t6 L6 R7 h
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
/ w$ b1 R. {9 A        type=radio_data_file, L$ Q8 R  T9 r
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file7 u! v8 G$ u+ z  {( q" n
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all' }. k0 M6 i6 r8 _2 a
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file1 Y1 ~, ?; v# C! P
        user=shared_relro domain=shared_relro
5 C0 [9 [% p+ o( i2 k        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
$ w, z9 P1 G* G5 U$ ~& @+ h7 h% j* Y        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote5 a& |% x: O7 a5 G% f# |) w
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al9 s6 z! ~! S% w( S% U7 c( K
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all* Q! C+ D  T- C( u- I" l
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
. B+ ^) n* |) G( r- ?! Y        levelFrom=user* T, C* b! [+ @7 I+ A9 j% C
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user9 N' f; X' p" z0 Y( N" }+ q% V' L
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all) h2 \! S; k; h9 H: W9 I& d! d
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user( u3 N0 K  {! M+ J/ k# j
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
0 G$ ?8 ]8 W. O* k9 ~) X/ d8 t        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all8 m+ F& C- ^8 a4 U9 w5 D+ c
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 2 Y5 _# x& y. E0 ]8 `& r- }: d* v
        levelFrom=user
% r! l8 f" s' B        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user( U; e' D9 j+ ~2 `# k* q- K
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all5 D* z6 v; D+ Z5 i( d
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user5 N7 r# l) v/ A
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/815305685 Y! R- `  y" W& p* \, a
        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。' [& ]6 i6 r: r' j: [
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。4 {. H2 A- C6 x4 H% F& J0 O
        Android.mk# Q( g5 @. `% r8 u' A+ J
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
5 w5 h1 q$ r# \7 P6 h        有platform签名,所以seinfo是platform。
. P. G* ?& {4 e7 z8 {! b        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874' N9 F" G" |) y" \4 b+ D
        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。
; A$ [/ e. P8 [8 U- `; z                                 j: W/ E% l8 {/ Y  b- ?7 O  L$ J
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:9 ]$ I: g9 j7 T' E0 G/ I8 s# T
        console:/ # ps -Z
$ i/ u! a; D" c+ k8 A        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     4 v) a' ]' g2 W" _/ I) O4 X7 a
        0 S forlinx.example.app
# Z) b- P. B3 F        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
: _) H& i$ ?+ q: F  b0 Q" M        0 S com.forlinx.changelogo0 C) F4 K. u+ 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。
0 w' g( k1 g5 ^* w4 l7 t                               : h/ y1 K- u4 B

& n- u6 }5 x9 h5 C                                                   : h2 x$ `  _3 i0 {
        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。: G  o) {3 j1 L2 F- [9 G4 i
        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:
; m9 ?2 V0 K4 E, C9 b        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te! u/ I4 Z: ]* U4 K# ^( o. j
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te7 W3 O# r8 h# R0 K5 F9 g( `

( f+ N) i5 y( }                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:! t0 d6 }* Y1 B! K/ S6 G

3 i& G  y7 {0 {4 b$ D: ]                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te8 {5 [) D. @/ y5 p
        ...
* f' Z& l" G+ I# n5 M  i" T- D7 [        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };. Y( p+ M7 d! j; F& z
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };, V# w4 H7 Y# e6 T+ s0 c
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
% P. o0 x% `- Y1 O& q( Y3 j: V; E2 c        ...; [8 G- C' x7 y
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
& \* R/ o* F& y: J- [  t5 Q7 b        分析:domains:system_app! y! R4 |4 u# J- {6 G
        types:vendor_shell_exec
4 d) W/ f2 L+ }- G( G5 P/ U+ ~6 ]        classes:file
1 \1 C7 z/ N6 S. @( T        permissions:getattr open read execute execute_no_trans6 @8 k; m. B4 x/ a
        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:- f8 o3 _& n! q( M, T
" {3 B) D+ R6 u+ y, R
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te % S. s0 H: v7 d
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
& O) ?4 B; |$ V        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te$ v9 q/ K  W! J( Q
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };; c% Z& w# }3 O% f+ B
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred& A$ O5 G. n- j* Y* B, w! _% m
/ P1 @4 s3 X; @- G
                            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。" \+ G' q# @" b. A% b

% x/ t3 L4 ?2 X2 a5 j0 P                            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。0 l. e& E; Q9 c8 x5 j5 ^
: H1 f! O) o1 X+ Z3 m
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