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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  a: X$ b: r8 g# K
        操作系统:Android10.0
8 q; _# v$ N5 B9 `6 L6 u) p$ n8 f; v  N4 V- \
                            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 G; J  L* s        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。
7 z+ n& U( l. d$ V* b! L* o: \                               
0 ~" \/ W2 P" [+ H! O9 r% L        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。- v1 C# Z: i$ c& M: S$ I; E7 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。( [! X2 g9 v' h' [
        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 E7 \  A3 |; s# d# h) @% \        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。% m5 U! j5 X1 l- ~& g+ X
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux8 H8 V) E1 ^$ `( L: ^& X
        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! ^5 Z+ j* Y( u6 l/ Z. R
                               ! K- {; X3 i/ E! v% n! \
/ P4 r9 o( L" H9 W! o
                            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。
, g+ O7 a( s+ e0 h        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。& l9 b5 D6 T5 h" v
        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。6 E2 J& c- d$ M# g) f& n
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:1 D+ L# S9 ^$ v) H4 i
* a' I# p8 `  \" {9 ]
                            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。
7 B/ M7 Q5 Y; R: S( r! r        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
" D+ z5 B  O/ {# L6 O6 V" u: T        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)。2 H1 @4 s- N% B! \, `
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
# F4 V* h) H/ y, g3 x$ W2 l        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改) g- |2 k% {+ p, f, l: @

! D3 c0 K  G" E                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy( x! t! ^) i7 C3 q0 V
        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。
5 n0 G+ \; |8 c3 x2 q$ p0 y2 n% U$ y5 k* ?0 P
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:( S+ L6 d4 b* P! E9 F) r
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor* j8 a9 W& S1 N0 \' D6 {! o
        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。
; C! H' F7 t% H) t# w" p* u* p, d% x. |, N! k6 b
                            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 ?1 i" e. d! G* q: x1 z
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te$ B: R. Z5 O# \% H6 r
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
. Z5 L2 ?2 x1 @, a# n9 P        2、property_contexts:属性安全上下文( T/ h; d" I" e: u" P/ t+ }: u
- D/ s% w& w$ l8 q! k) d- R. j
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
3 r& m8 g8 p( N4 ?( u3 `        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts# s/ i: ~4 T# o( X! h8 F5 _
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts' v8 v( ^9 v, ?# w. j# p* O) a
        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):
  Q% a0 i& S3 y        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限  x4 H  B& U1 v" Q) k7 L
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限) i: |7 F2 l4 ?8 Z
        3)system_app 有android平台签名和system权限7 A9 y2 R0 I/ x3 i0 z: [
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app6 S# T( O. M9 M5 O% Y
        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
: T& M- l. K" P% Y# S) e, h3 d        system/sepolicy/private/seapp_contexts) U5 f7 l! S5 c4 [" {
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
3 z* U  u- ]4 O$ F: B5 l        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all" Q3 R; \# D/ e+ Q! \* E0 W
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file' y7 N4 s$ x, _0 P0 ?
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file6 Q( F8 v8 R9 _+ G/ e5 c
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
9 \) j. j, Y2 ?0 u        type=radio_data_file7 ~9 `4 u) i# l
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
0 `+ X8 m) N# x4 K* Q" D7 i; N0 t: v        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
' g1 S$ a4 S+ i3 ~& ]        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file* f9 ?: ~6 p# k5 G9 x  U( C
        user=shared_relro domain=shared_relro
, L0 V/ c( ^5 o5 R0 N+ k! n$ l* {        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file* d, A4 H9 v, v7 ~' ]
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
3 @1 Y  V# s! x! v5 G4 C        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al/ r5 X) S' h1 m3 I
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all& o; p; N& H/ m% d
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 3 S! J, q- w+ }7 n, w6 n1 v6 D+ K
        levelFrom=user
7 m8 d) [4 B( k" S% H- s. t        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user' L9 \7 I9 v  [1 L3 x0 `
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all7 t% ~8 S9 y7 }5 \" N
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
% p% r& ^8 K0 ]4 \# ?5 d6 n        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
8 T9 Y$ Q) C' B8 }5 R+ n- g* E, F        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
! T' h9 E- [7 B" Z& K        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 2 X) y& z6 s1 f
        levelFrom=user8 R7 h! X* s* r3 u
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user" v& l, I! r! F5 E+ N3 G0 V' {$ S
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
- r* _: L* T$ N: A+ q( `0 K) g        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
0 g" A  A3 \7 q, r% X9 A/ {        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568# P: j( C' i( T
        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。8 C: M5 a% u4 Q
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。5 _3 r' r& a5 t; |; y* I
        Android.mk1 h# E* Q" y6 X2 E) x  V& s$ P7 b
        LOCAL_CERTIFICATE := platform# [! G* p# x$ u. }1 B( O
        有platform签名,所以seinfo是platform。
; x1 B, I5 e. [  c        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
1 Z9 O  D) M" J  C4 v2 H        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。  y0 z0 h0 V. u, a* x' S
                               ' ^  C6 v: r' t0 ~7 ]( P
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
1 G; i# L; Y! J        console:/ # ps -Z
3 l9 J: M1 N% ?  H& h9 Z        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
8 t/ X6 a/ R( {0 s' z1 b( S0 o        0 S forlinx.example.app
1 _4 Q( i  {9 v; c        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     " o) A5 ^" q3 [. D
        0 S com.forlinx.changelogo
% b1 ^$ Z3 F& c! {* J) m& g        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。( C! f* M. q: f! G1 W
                               7 s0 \; S# g, C# q; \4 a$ l

6 o4 V/ m7 `' B  Q                                                  
% y& Q7 H7 W& Y        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。2 q3 m/ S7 b  D% r7 R8 ]
        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:
0 J6 H" j! j' |  Q        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te4 M6 P- m1 E8 s
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te( ~" K) J0 b) b9 D
( ]/ |; P( @. \# \4 Y- y/ P3 z5 B
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
# n, B) ?. m  {- J) S
5 l% S$ h( u( |+ q0 O                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te; J4 u8 @  S. g; w7 k) V7 z
        ...1 l+ Q8 ^! j  _, ~
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };7 j; k+ ~9 V8 |5 J  I5 @
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };2 ], s9 h" a& R# g1 S7 y* |  \
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };) m% I6 h6 {, t" ~# ^" S6 B
        ...) N1 l2 ~2 T# Y0 U! t; ^
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)0 }$ H9 h" T9 u
        分析:domains:system_app
4 {& T8 G8 k2 v. U1 U8 w* ~        types:vendor_shell_exec
) h; m% N, d) Y- J) q. W) a% Q- n" `        classes:file. w$ l9 }/ I" U* H1 h: X1 Z
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
! d; u7 F6 s" {% j# |" n        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:
3 D9 k( B! Y' E# Z( D8 N) x4 @$ D8 l$ [5 M4 |/ K* _1 j
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
& S- k1 a5 ]8 G+ @4 O        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
( Y8 \& B0 G1 `5 c' |7 @        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te& d7 s/ b2 ^- ~4 E$ O
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
# r+ J+ m4 A7 J+ m' P7 }        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred7 w" l5 n" ?! o8 Q- G4 Z
" A7 \) p& q% C  v' \9 x
                            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。
" n6 u  v* A5 V; u
8 w' R* W2 `: A                            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。
/ g2 a0 f6 n# s9 H. ^# p3 N5 S9 F
6 Q& y4 i& F8 \9 Y* S9 M# H% p
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