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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( X2 O4 ^/ C1 v! Q0 @
        操作系统:Android10.0
) a: g& t# Y/ k* }) W; _( a4 E, o+ x1 ?4 E5 W' ?
                            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。% C( n1 K4 ~: r7 t; }
        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。
+ c. q& R& Y1 {/ e                               
) c8 a$ f+ |* m        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。) q0 [* k) Q% j. e
        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。
( G3 n: n0 P( n- P        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。
" e3 \# F' R( S9 X, V6 g8 h4 c" u- J3 S        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。$ Z4 d: G' Q& C
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux+ a. x/ N8 Q2 v4 t: t: Z! o* f
        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。( S; f) o% Z7 V- D. l/ D1 c
                              
' o) X, O8 z# g- q' E
3 n' D0 f( l, L+ j& n- C                            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。2 ~% o& {2 k' n& `& i
        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。
" ^) T8 ~: i4 y* O) f9 m4 @        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。5 p0 E+ C  I1 M8 [3 n$ @
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:9 g/ J1 }* f: R  S
; b1 u' @7 l9 ~
                            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。
4 m- Q% h3 ]0 U: P0 t! k. A. h        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
) H4 P6 o: A6 V! v0 a        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)。9 K) g2 u( Q4 ^5 B# n7 l+ I
        策略配置源文件         1、external/sepolicy4 b% K# T# h% Z' j3 v) g6 x
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改* p, \! C8 E4 o( Q% N- V- P

- J9 W2 q4 h, s+ z" ^                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
: l# Q0 B, Q- C        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。
0 `6 G: N5 t. d1 k' `8 t% B) t: b% v" y
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
  K" @) \$ D1 b- Y; e        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
  A- K' T( s* w" n5 W0 Q: o2 H        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。
  N) p/ @8 A" h: L
" d3 A0 q3 f( b$ D                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
$ C! R9 o- Y1 @        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
' W  N" q6 V8 t        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
8 B  d/ E0 j+ H0 E% o+ [1 z: ]/ F; U        2、property_contexts:属性安全上下文
- ^4 R8 M) g5 w3 L- y
5 M4 c% K  ]4 G; u                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
+ k3 ^' E9 M3 R7 s5 a  r, F3 B        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts6 `3 M: c  l# ^$ R2 \
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts5 q3 _8 U+ l0 R/ t& i) W4 T% `- B
        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. r2 E2 W( C
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限* G2 }- R- F' E# J8 \
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限8 V  B0 @7 z1 `# {; i; Y
        3)system_app 有android平台签名和system权限0 d) y6 e, m- P
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
2 M. r6 t1 N6 Q: `4 A        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
+ q9 O9 M# I0 {6 Z; N3 G- o        system/sepolicy/private/seapp_contexts7 l! O& x; j8 h: [" W* d, |
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
& |- U/ ?! n( a$ {9 J        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
5 P) X! t) ~/ N  W        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file% n! ^, N+ w) D: Y. D1 b# k" r$ `
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file8 i" ]; W% |  G& T
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
2 f* x& {4 z0 ]5 L        type=radio_data_file/ S9 W+ Y! \/ M) J' ?3 h+ t
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
: Y! u$ T2 h; R, v- h        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
$ B' [- u% Y4 U% _0 j        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file+ s  }1 n, o" R. F* n
        user=shared_relro domain=shared_relro& V+ C, ?+ H) F; x* c
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file+ L$ L& T6 a1 Y
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
/ K" e) M- D1 N, ]- L& ?1 Z        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
  m6 {1 y6 O9 ~        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
9 P/ Y  d% z1 w        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
" H( _, R9 ^9 V4 X" f/ i3 \        levelFrom=user1 d# D$ W1 t( b) h
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
: S' X7 p* x' M7 B4 ~        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all& M; K, e4 ?) l
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
: L0 W& n, u2 V7 [        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
8 ~. g& S  \- I& ^7 I        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
  c& b" @: P9 E4 Z2 X" q        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
: Y7 V+ ?2 e1 h1 X% f$ o0 J        levelFrom=user4 q0 r% s1 ~' B* i  u. m
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
+ i: @8 |& b# a' H& U# N( Q        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
) z4 W* U8 E  b3 A8 Y- _0 r6 }; u6 j. T        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user6 S* r0 t" n, A# [6 H
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
5 v$ p9 C3 ?; G& {3 k        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。; ~, A+ v2 T) a* N4 \
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。2 v! ~( w- w1 Y' Y) ?# c; v: k
        Android.mk& B. K/ W! C1 x& S
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
9 `$ j$ L6 K; C7 [/ \" b        有platform签名,所以seinfo是platform。% y" _4 w9 ?) t2 q9 k
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/1078238743 d4 n8 j7 d  W1 C
        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。! T0 f: M' I5 A
                              
! B$ U5 b) q4 x: z        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
/ u7 F$ u  Q& [1 U# C% F! z8 u        console:/ # ps -Z$ @" Z6 p3 S- @8 G4 X- c* W7 N$ j- g5 g0 S1 J
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
) E6 j, ^4 k5 [5 I1 C% T) T        0 S forlinx.example.app
* Q" I9 {( x3 L) p- j: x% W        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
" ^& C7 n8 {1 W  v' M4 l/ {2 o0 c        0 S com.forlinx.changelogo9 D/ s" \8 d7 ~) W2 P: Y7 ~9 u5 l+ k
        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。( A) z3 O3 H: {" ]
                              
+ }3 y$ f. M7 M0 F3 _' r! N
: N( c) z+ ]" S1 A1 Q2 O2 @5 i                                                  
  |/ O0 a; h4 i* f+ h        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。
9 w! }$ U- ?/ B" p* F$ Z/ l        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:1 U) @3 A9 d. _. D" I6 l: ^
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te  h, ]/ R. b% h: l: G. C5 P
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
& y  M) t1 e* a2 C, U% [
2 g5 z+ M. t8 C2 O6 {( `$ W                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
# a! ]0 X" t3 i4 t
# d9 u' Q& E) f' _                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te% u% k9 H! Z- Q( w6 \
        ...
; }' ?. ^( s6 i5 ~+ O2 h% J        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
: V8 G( v; w) e! o6 Y        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
5 y# Y( p2 {/ _" a, e9 C" F* ?5 G3 L        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };# b; m5 n% M+ G
        ...
+ q2 J) h' f- f2 {        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions). R; J; ?) I! K% S
        分析:domains:system_app
0 r* s# U# B/ I$ T, z( S' ]        types:vendor_shell_exec, |( C1 d6 s8 G/ _. @  {1 f: w
        classes:file
' {7 w+ c1 m/ g! Q6 l7 b  M8 f* m        permissions:getattr open read execute execute_no_trans. d- C+ X* `$ U! }- X
        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:
, K0 X' u5 n1 G5 Y: T! b/ V2 Y& r1 m. R/ [( u
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te & Y9 {1 [, J. a( j7 D, i  u
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
4 p8 f2 b; R8 Y" M+ }        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te7 Q" `, d8 Y% A; v! K  @
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };# V. C% U( b9 h% l. l) [9 I) C
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
% b: V8 F# ?  T. n+ `1 I6 p
; T0 M' g& j* B8 p7 q- {                            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。
+ i2 j! g: I9 Y$ @* w% [. ?
) f0 z6 n$ G! y# 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。
& h" ?; {& e/ t* n' ]  U4 i+ q) D" V3 |
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