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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
% }& [4 _6 _: U! u        操作系统:Android10.0
& Y" e) Y' M: ?5 K, J8 k$ w! K# ]
                            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。
# m0 a( Z6 H4 @2 F/ d: a1 ?* f- v( ?        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。
' j$ z4 J2 |5 _) Y) g                               
% m0 d5 ^8 k! p0 K+ H' F: ]        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。( }9 r/ C6 V* g1 S0 D
        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。* e% ~$ D; l2 U! y: ~
        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。# b1 }9 ]* c8 m8 E
        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。' d' `/ ^' `1 G: ~: K5 E+ Y9 Z
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux8 Q" _: P& n: R# u# H+ G
        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。
! l/ X9 M6 r' h+ ?1 c3 F2 T7 m                               3 E- O; i2 y* {8 V: E

9 Z- _- ~; T7 _) R$ U- u                            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。9 l. V( f2 J/ \- r' g7 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。
6 ~- n) g/ [& G) w3 j; p, X        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。
. o# n" a% [5 u9 ?) D        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:6 q1 C& P: |7 w5 i% U

4 v$ D& w# ]4 `* |) }, M+ [0 D                            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 e- ^) y8 C8 D
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
3 y5 l' v/ j- o/ x" z: F        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)。/ Y2 l2 c9 @' u/ _
        策略配置源文件         1、external/sepolicy; V" h) v" k6 ^: z1 f
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改  l, V, k) _8 i3 R4 {4 B

. Q9 _5 {$ s  v3 \0 ^- L! b7 B                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
- U4 I, d% m5 W, t& 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。# ^# i: _1 N% U0 H! F" P

  g5 G1 Z+ n) _, P                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:8 k% a! q6 g0 x7 t0 q* T5 s
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
) x2 s  x0 e. N1 ]" _1 K        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。
  l' o, N/ P7 c
  X7 o$ g$ D+ Q. B3 {  [# ^                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
8 r- i* Y9 U4 C4 L1 w. ^! F* ~7 f        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te4 x- E& ?. o* U) X0 D( d: R, h0 l  Y- @
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文% K- R& L( y. r$ V, t0 Z/ e
        2、property_contexts:属性安全上下文/ p! ~; }/ e$ t
4 S+ q, [) K& u% O: `) M  x2 _
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
" E, y% }/ `( ?' k! A2 C; E) b! I/ Z        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts9 l( M, H; S+ ^' A+ n
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts8 L* O1 ]) u# X6 B- s% G' P
        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):0 P6 f) Z' q2 T
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
8 ]+ `2 \- t/ h- ?  }2 [5 d        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
- m) K5 T* U+ x* d; d  G( G        3)system_app 有android平台签名和system权限. R# r* q) O7 V7 Q6 P
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
- X& g, I/ ~' o+ q  ~" C        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, q8 t; ^( z& w6 t1 x+ H
        system/sepolicy/private/seapp_contexts' F* m3 j" `+ Q% ]
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
, s, |) ]. Z- }: u        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
) r; b: `- d! {" D$ b4 I        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file9 l8 ^  |$ l& J/ N& j
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file) h  ?$ q! ?' z
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
8 h1 w9 A) f$ D$ o* ]  o        type=radio_data_file
7 E# J4 @4 u/ V- S. p        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
% Q0 U5 H; m) j6 N+ x& ?  |* z        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
! |! o6 ~. s( n6 ~7 U% I        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file2 m+ k- I( ?6 e3 Q
        user=shared_relro domain=shared_relro8 ?, }% v3 n" L! N1 ^
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file1 e2 a9 |/ M0 |. ^2 _) |) F
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote4 `* W6 H0 O" Y8 v& {5 ]3 t6 V
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al2 l1 e( _. b% |6 W+ p/ u1 G/ G# R
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all6 Y, d( b9 h; s; w. v
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
" E  O9 V, w- M& z& A        levelFrom=user" G8 L& }; Z9 A2 f" c
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user1 y! R6 Q. O) N1 y% v
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
5 p+ P' [0 h  i2 `/ p        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
& A% ]7 F  {3 h# B        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
& g8 v  ^) l8 x3 _+ a        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
3 M. Q0 s. }3 H        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
" H' Z$ X! i2 Q- J+ \- d: m        levelFrom=user
, E" i& K, q; A/ X. g( d        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user# `5 q$ b3 M# \7 P' u
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
1 C# Y+ w+ K5 m1 ^, x! x; u        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
- F. b- j  X- x2 R9 x6 m6 V3 r- K0 b        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568+ f6 J8 M; ?: a9 ^
        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。
, \) u, N4 ~/ ^3 x3 d        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
7 h# y2 x" W" }7 A: Q        Android.mk
4 k5 K+ W4 t( b        LOCAL_CERTIFICATE := platform
5 O5 w1 a/ `9 A& f( V7 I        有platform签名,所以seinfo是platform。9 ~7 B+ Z6 T* X! I* A& }  B) B
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
; \6 I+ T8 J& Q  ?+ p3 T! k        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& n* }+ Q8 `" D& m7 [
                              
$ Q4 w. R0 m/ J0 i        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
8 U0 D" O$ z4 r4 ?8 X        console:/ # ps -Z* d0 e8 v3 Q- K  X8 {
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     ) B6 ~( b  t8 t, B7 ^# c
        0 S forlinx.example.app
% B1 z7 n2 h' w        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
0 Q% M2 l4 H; M; a        0 S com.forlinx.changelogo
9 ]$ |- e7 F+ M! k  v        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。' y2 U; M: Z3 s& C1 s
                              
' O- K5 q4 c5 C. l& o8 g& Z, ~$ |* \# z2 S% o9 L& k! L
                                                   % d/ f/ h  I' w, v1 ~- k
        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 g6 H7 R, d4 x% X
        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:
. p9 S: ?( o4 Q# E6 a        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te( z6 H. n% n+ H
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te; y8 D$ b8 i* p) N4 O6 @+ x
  t& V% U; H8 m. Z( S* x5 q4 X8 p
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
- L. _) Y0 `: I2 y2 Z4 x# @6 L2 A' B% W5 a- Q3 l6 K
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te% W/ v( k! C# i* G/ Y  \
        ...6 ^( V2 r5 ]5 S. o2 @- d
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };9 Q6 P$ n" a9 y) P! y
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
! P' ?; l* n: q        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
' }. C9 O- h9 M0 f& |4 X' `1 J        ...
9 X3 ?# y, \$ ^        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)  m0 `/ X* R5 N( ?# C% C
        分析:domains:system_app& J" O3 Y* f. O" m2 _* A( \
        types:vendor_shell_exec* f4 @8 h6 I( t+ D" `
        classes:file
+ Y0 f8 H2 w3 |( a        permissions:getattr open read execute execute_no_trans& V# H1 V; M! m
        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:" T  b* F! G. h0 r2 y: G, c
6 ]+ K. b! f, [
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
/ l) S% {$ [( p; G9 G4 J$ z        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
5 @& I6 _& M1 x/ u& M        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te5 A; e0 _" _! k" f4 H. |
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
1 C7 R7 t" w6 C( ~/ g+ `        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred, s7 J* V. q! D/ L, u
1 e! _- e9 u& }/ n3 \
                            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 P# P, a2 A/ k2 s

! [3 }/ `/ Q6 W+ W7 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。
2 B  A& N$ {4 w+ \; b8 S' y) _$ f" Z. k6 T
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