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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 d) R; m8 u4 N+ @  u8 Y        操作系统:Android10.0: [2 ~. Q8 ~$ N$ B: h
4 o0 `4 c* U/ d) {! G( 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。: _3 q/ q9 n& L/ z/ E6 z8 G
        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。
5 X3 @, U) Y5 r4 q  W                                3 a% i2 u( g% h5 V! x
        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。; r$ P9 ?5 P) b
        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。
2 s. E' {5 i- |* S$ V$ W& J8 ^3 {0 d9 l        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! g# Y: n6 I. _
        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。- p- W7 o9 n) H, u3 D$ O. T! u1 U
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux. E0 y- i0 S8 U" b$ A( [  H
        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 Q8 N$ C1 e" ^6 H/ b0 c# K
                               ) {$ a9 y* N. u

" k+ Y- q  }  B# P2 N                            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。
/ ~$ t# n; x# x; T4 W0 n* v& O; z9 s        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。8 ?6 q2 X1 s+ W8 d9 C0 C. h
        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 z) N. N- j9 h- U! K
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
: M: G7 o. |& q7 f
8 o# }, R- {4 Z$ ]& f* x                            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。
5 _: K2 d) m3 Q5 c( ^- o        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
" A% Q( f3 O* r7 a& o        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)。
( B* u3 D% S# J  n2 H. ~" B. L        策略配置源文件         1、external/sepolicy
/ Y# y  j2 @- v0 F) m9 h        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改, o+ G% \' D; K$ @6 \1 \

- s  m$ c( \& _4 g                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy. C/ s0 r& j7 H$ m  a' S
        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。
2 e( ~. L! D' t5 Z" b' s0 {' `# U5 [1 [! u* W
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:# d  u& x- r0 Y; |
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
# M; j' D1 u8 i7 g3 m) x        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。% |3 \5 \8 f) Z7 k* t. g  y

2 l, E) q( J' ?% c. K8 O                            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( l  o5 m1 a9 d* ?! F9 I1 d( T        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
6 z$ E- _. P* ?/ G3 D# n        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文+ ]' w& P* H8 I$ D
        2、property_contexts:属性安全上下文
% u+ A* m: r1 _
. e0 ~) g: m, B                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
8 _* f% N& h) T4 B; a        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts. S6 R" M! V$ B. e" h& b, i! ?
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
+ K# h4 ]& P1 ]- L2 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):
+ J1 d! G, C4 Y8 n- h" ^  u        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限5 h' j& B( q+ e% }! v- M8 Z
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
/ n1 h. M. i: w        3)system_app 有android平台签名和system权限
: _; U; e1 X7 t6 v, R8 T        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app8 m9 n! X+ W: z4 g
        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! J2 ]- @! z; o) q6 |
        system/sepolicy/private/seapp_contexts# I3 J. C& q2 U* y1 V) ^8 Y8 k
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
8 O4 y, g, A% z& k        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all' ?( k* d- D# V
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file# Y8 P3 ?$ Q2 _$ [' t) A
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
. ?7 _" W/ C. Y$ }! E2 h' b0 B        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
/ W- @3 L. j6 @0 J4 G5 z( C2 n        type=radio_data_file
9 N" O5 y2 {1 S& I6 ?        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
6 q: m( G0 e; O) W        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all. m% N4 B* l! C
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file  |1 X; x, E3 Q( H- L  I
        user=shared_relro domain=shared_relro
. N; p3 m3 ]  g6 v        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
# A; U) W. Q" S3 X3 u- \        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote0 v' d+ k# n1 f+ Z
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al5 |. \+ A9 |* n9 a8 S
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
% f$ R- y! E3 z1 J8 H& @2 G        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 7 Q' s& V: g2 r/ K. R0 m
        levelFrom=user
9 {9 X4 A% Y' V* [( ]        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
% b5 S2 a% u  z8 R, e9 _3 x& T3 n        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all/ M( g* i/ l3 M$ C  d* p. S
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user  n( H1 n9 L/ m+ l% z
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
* ?1 Y" [, J+ t0 F- h) q) U        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
" Y" t; V! `! O! ?% r        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
' Z6 @3 V2 F( C5 M  I        levelFrom=user  U+ D: G0 h0 @) R  b
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user* Y# r4 r% F' B# G# A6 G
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all7 O/ Y& `+ j3 C4 d) o, \
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user* a+ c7 d& e, H  Q" P$ C8 k6 v4 ]
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
* S4 T+ }; B: b        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。
" `, i( u+ D9 Y6 y5 n5 o        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。+ _, }9 C7 G4 R6 a( i
        Android.mk: w* l3 |: \5 v3 n/ e' c. c
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
9 I& |+ a) Q% |' C8 B, X        有platform签名,所以seinfo是platform。( _9 F/ g: H: _
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874% F$ O1 P" k( l4 u
        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。
+ h7 _3 N: q8 p: H& K4 N# M                              
, N- F: H2 F+ k. z3 ]+ h2 `        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
* q8 q' {- o$ F- T) O; L        console:/ # ps -Z! b7 q, i# Y( O; X8 l8 j
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     0 V/ [. g/ {  L. Y0 @
        0 S forlinx.example.app, l4 v5 }2 F4 Q/ D9 k
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
0 x: Q$ N* y. }, b9 i        0 S com.forlinx.changelogo1 E7 Z! G# U+ k5 B
        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。
9 Y' {1 S  W$ N                              
5 I) T9 ^% f' p4 D1 X$ k
0 k# b4 ~- v+ l                                                   7 u; n) u6 L8 K3 W' p8 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。
8 Q8 m9 z* _4 i) z6 H/ a; t+ G        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:
- V" B4 I6 j; r& L& D: d        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
" w1 a) W; j2 u2 N3 j        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
6 R, S' s$ `; U, [. I8 s8 A1 F) ]* Q$ v
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:; g+ z) |: G! I8 c% l# ?3 }+ [
8 ^& H0 ~/ P% r) j: E
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te. ^' @8 N* @: p
        ...$ M8 N! c, o& X' }, \, ~* R/ J
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
+ Q# b' B  }/ I9 k+ Z0 F        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };& N% o5 b1 D% T$ R1 f" m  F
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };+ }6 g1 b1 n4 H* [: P% l' I
        ...
( K# o" ?. Y( P+ {: M' U+ ^+ p  w* d        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
, w; c4 v% J% U+ c: f! ~        分析:domains:system_app: w0 o1 ~+ q0 F
        types:vendor_shell_exec6 X& G" X7 n/ ]
        classes:file3 r/ e* B" J9 s* y6 Y: j
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
* G( A6 _. x/ \# g3 i+ C5 G        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:; X! C7 t3 {+ V2 U

% P* H' c+ U$ o3 ?$ ^; S                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te # Z& H0 m0 ?' i1 E- H
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
( U% b( _. x) u$ G/ E6 \" U        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
: E% N' ]0 o6 J" C         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };" Q: x0 r/ m6 Q( c" F2 n
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred* j! Y; o1 n( B0 R, x
: y( V. [. k% m% q6 D9 d" `2 k
                            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。
9 _3 @6 Y0 n1 O% w/ |% ]; g9 H0 ^5 M6 o6 t3 e) b' S
                            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 T; z, C7 E' K- d5 I% M
% H; z3 k2 F. O. R
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