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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
% o- _7 L5 H  m  N8 Z# T3 l        操作系统:Android10.0, X9 P* A0 Q* J& A: t) P

. u# U; N$ G+ w! e1 X                            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。
! @* v2 a( q  P1 s  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。
  N  z" G% i0 K8 Y0 V  ~                               
& I& L; W' h7 I3 K3 f$ u        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。
0 ]. b- D0 h; x" n- F        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。
  S- M4 ]. s4 f  x        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。9 d" V9 `8 o  l
        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。
2 |2 [& n; I1 f        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
0 W4 D) J3 I7 I1 N6 {- `' P        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。+ u, @5 V: O1 _* b; e
                              
1 F' J/ S- Y& g+ k1 D5 W$ I3 Q3 |1 F  J5 Z. S( ~, Y* u. C0 Y( J
                            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。
( p* w* X) t2 \" J8 O% z7 g- A        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。1 |" a% i$ G% d
        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。
+ @+ N+ T. ~2 k! R        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:8 d* P1 R# T# p
+ j; R! v5 H; F, l4 y5 `# F6 r
                            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 A3 ^) |5 |, L0 I$ W. U& D, t5 A
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。! T, X# x# B, V1 T, Y
        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)。
6 ^4 J/ s# c+ X& R0 c, L  X        策略配置源文件         1、external/sepolicy1 g: B* d% {: n& S$ t) j4 r% A
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
- S; e: m, Y. M' M/ L/ |1 K# O* ?8 d5 }; W& A) T% |' g. I
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
9 b, {7 j& w% P        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。
1 i. i- x! X8 Z$ J+ F) c4 |" r4 d* _( Y5 v1 f2 |: @% k
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:) A" W4 A3 O% g) Z7 H' X$ R; N
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
9 J' ~( d4 i$ P6 h+ b7 Y% x* r        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。" p2 v$ \7 Q9 H& a, R6 X$ ?
1 N; W% z1 K% _# Z6 R2 p+ T# {; 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:
9 l$ P5 P$ p% |, B) j% K! N3 d; ]        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te6 E& Q/ x9 o8 Y  h
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文, e9 G0 l8 E9 q& {# N7 U5 P
        2、property_contexts:属性安全上下文: C1 l9 {9 V- s
- [+ Y) P$ r$ F, d3 z
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:4 [- O* G1 P4 F) `3 }3 k
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts* V9 X! t) B8 I7 ^. c% q$ T
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
' K0 v  B. o6 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):7 @! s4 q' G& O0 X" D& L
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
/ M% w8 S8 G' l4 S& k1 q: C        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
( ]; i2 U% k* v: w        3)system_app 有android平台签名和system权限5 F3 J+ \, G6 h# W2 X/ p
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app6 ^5 r4 P2 J- C4 p
        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
6 L! s1 Z, s$ n) E8 {. ]# Y0 g; N, a        system/sepolicy/private/seapp_contexts
+ B& l* d# n$ `4 x& p        isSystemServer=true domain=system_server_startup
6 Y2 k; j/ J4 x! Z) r# g5 V4 M* p, @5 W        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all8 }5 \5 t3 D* T( }
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file* q9 K; |5 P' K; A8 q" q
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
; p0 Q1 _& r. R/ i        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
% s* r+ a; T7 a2 [        type=radio_data_file' H& `0 Z/ ^1 L: J0 [1 z+ l! ]4 z
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file) \) v( ^- M/ P+ ]. @9 a
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
5 I% W; C5 @$ P" @/ \% V8 t        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file+ W* m: g9 ~! u% }' T/ e* V
        user=shared_relro domain=shared_relro* r  w$ o/ u% v5 K1 N
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file" R% P& e7 P! `+ j9 V
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
$ m  ?! [% l6 {( x7 F5 W- c+ Q" L' B8 ^# a        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
8 K# q2 d6 X) {, ?        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
# D2 l4 n0 K7 ~: ^/ I        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file : z) \/ j! m" e
        levelFrom=user
& ~7 t4 I8 L9 m2 X0 n        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user* S# H( ^+ W- y: \# `5 D
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
0 |6 p  g# ?! h5 }        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
2 v* z& }. |- A+ T" H        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all2 t/ e! N9 g7 Z1 u
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all- T" m: `# c1 _9 Y: s9 h3 l9 P
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 4 ~2 N7 ?! q* a( w( E9 X( e: y
        levelFrom=user
# M+ Q1 L/ B, X, }% k        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
: k: A) ?! J' U: r        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all9 M& r& I3 o% Q$ R: ?
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user. B/ _" ?* H9 c4 `
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
. e% ]$ G& j8 ~0 K0 @5 i9 {        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。( B6 u) T% i$ x# Z* E
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
& {' U- W# S& v; N        Android.mk
/ t' z% ~& A3 y- H. M8 G; B        LOCAL_CERTIFICATE := platform
* s5 g- ]( J" J1 j) Q. ^& C        有platform签名,所以seinfo是platform。2 ]5 ~. g' ~7 ^4 [9 o. i+ r
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/1078238748 r' A& U6 E3 U) x
        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。/ _3 N# L& h9 E2 p8 @; s* u
                              
! X. L3 o! \, u% }2 _6 }: S        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:0 I& b$ L, K9 X, B* W& p  m6 E
        console:/ # ps -Z
1 T. o5 X5 ^( t- e; P" c" \# [/ o        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
  x# ^  p* Z7 Q        0 S forlinx.example.app4 e" y2 T0 Y5 P4 r
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait       r' f2 m3 K  J( L, N; e8 r) F9 w' U% ]
        0 S com.forlinx.changelogo
9 u6 ]" L: T) ?+ c3 A& A8 X        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。' U$ @+ i' q0 j+ v
                               3 W0 I) @' T/ f9 x3 \' {' ?  c% R! W. E

+ A6 c- F# f. S6 E. f7 e/ c                                                   5 m9 y2 Q* D3 j. m3 o
        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。) M5 h( x9 ?  ]; O! T' Z2 N
        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:
2 I( E1 L6 K  i( z; B5 k0 H1 b        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
3 u2 n- L, g7 G/ o$ C! ]        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
" X0 A. N2 d9 K# X
& W/ a+ R$ r- a                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:0 n, H- L9 o8 b4 o1 a

$ y' x* ]; ^; L" S                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te2 `1 O! c' _" J0 V
        ...
8 X( r3 W5 L( U! v        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
- J: L- \% r( A) a        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
2 ^/ I; C( C# ^* R        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
0 K! v! ^8 _' ?# L8 S        ...1 n# T! e5 b( v# n9 S2 U' j# Q
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
% K  K, b, y$ B        分析:domains:system_app% [" f, Y  A- r6 ~  R2 l6 n6 z
        types:vendor_shell_exec
$ F/ @2 L1 Q& G; B# t        classes:file# g: ?5 T. c) s) i9 W
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
+ e( F, p3 r4 e6 a9 ?8 {6 K        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:
) w. U. O6 r+ O# a0 `9 n! m' {  b' D
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te % n# q* n3 ]( K* K# L# G
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };$ t5 f* y% I8 d: X
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
$ A0 @6 r" }- U6 m0 n& `1 z         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };1 r) ^8 `$ ?. R, Y
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
5 X' J- P% [; w
# U* X: b8 f' z6 \; h% Y                            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。" q! h7 @; q; y
) ?/ Z5 ^( Y3 Y9 O2 d* v3 L  G
                            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。
6 }" y. W0 b/ x4 b: n! a: Y  e/ `. C
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