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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
* N" u0 {; a! C        操作系统:Android10.01 `% {( I3 @, r6 P9 U4 A* l

8 X0 f2 K+ F: a, }                            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。
& v9 |) ^9 N1 j" O        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 g, t+ j' K( j& T1 J9 R& P                               
3 V2 a+ ~+ q. [$ B' z. y, 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。
2 T6 ^6 c- M* z. 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。" K' r) v% x! x0 r' H9 P! S
        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。/ D0 j, O3 c0 v% d# D5 R, i- P
        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。
1 q" ]# ?4 ]  p5 {8 [- N        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux; i9 H, Q* f0 b: \
        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。
9 H  h  W, a/ g1 q' n# T# i: K                               $ [4 A2 U- ?( b9 W
! _5 v4 H( U, h8 L9 b
                            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。3 B1 k/ E' G' z4 V
        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 ?2 N3 K3 n9 T        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 \0 {8 f$ V: V1 v        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
. q8 U* t8 a( P% H
9 U/ [( g+ h# K8 C                            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。
3 J- A  O! S) j2 D        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
8 i* h; s1 _3 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)。
$ j, c1 l1 W  o; o2 o. W/ ^  x. V        策略配置源文件         1、external/sepolicy+ \# t2 |3 e4 L7 ^/ l/ n$ l# }5 }
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
$ p# S$ p8 X" q; v; g( ^3 R1 @, w$ z/ ?8 k. G& X8 w; \
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy5 l7 p- h! J4 {4 b
        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。7 q, Z$ F& e% t; C3 c- |

$ k) g" E, u- a* @8 a                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:5 x  s8 w0 p' G
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
9 L) A$ ~- m) r- e        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。# O& `% ^% P  |8 r1 \3 u, L

* E' d9 C  a3 H                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:. m5 O8 T2 n& W+ U
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te, q( D+ Z4 Y# ^0 w, c
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
. T1 V, B! S9 W3 s3 Q. k# q  W. J        2、property_contexts:属性安全上下文! U" f( K; @4 B+ r, i0 A
* j1 _6 b: P" @" U: v
                            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 I1 C/ V* G% A8 u; i. R! K5 W        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts7 ^" Y2 ?' ^$ i  X% W
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
* V$ n5 g4 d. J        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):
; O/ B3 f' b" B        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
  i; U: O% J4 N0 j5 P' l. C/ F        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限+ I; W/ U1 ~; o7 R/ d4 Z6 L9 k
        3)system_app 有android平台签名和system权限7 d3 e; O' G1 ]  r" `( d- O
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
6 `$ W! C& n+ ~7 @+ }1 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- h$ n  j3 f2 ?
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
- {) n% C0 \8 [1 t7 ~/ R8 I/ @: i        isSystemServer=true domain=system_server_startup
7 y$ e; ~: c1 N' L3 {$ Z' D        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
9 ?9 C: x/ q1 [: {3 U        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
' n5 W' q- n* w        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file) Z1 W: |- J( S0 }( Z
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all $ U. P3 ~" a- _- R. m! J/ q  z& L
        type=radio_data_file8 G8 P4 V+ E. h7 g# t
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file  @( }! N/ z# N) M
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
( J/ L, @* a: D4 @! g        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
) Q/ A  X: d: A! R        user=shared_relro domain=shared_relro. k" |( L% s: p4 I9 i
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file! a" H2 ~& P0 y; ?3 G( `5 W% ~
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote9 p: q8 U# S4 P. n. B! Z
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
9 r' z( Y8 }2 ]. N9 \        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
% }8 [& z# W3 V: k) I6 w5 y        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file & i9 T* [7 V# @" k
        levelFrom=user
2 ]- E/ p8 J1 k; r+ I/ J        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user1 {+ N% E4 @' _9 K( `
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
( d/ y6 P& x6 w9 K        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user- j' }  F" J9 I0 W$ o/ Z- c
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
9 j( u' ?2 f! y8 z0 s        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
. h4 S  _/ {, k        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
2 {8 v1 [/ |2 G6 B8 W1 v        levelFrom=user
; e0 E6 U% E8 K1 i" B1 y1 ~0 D        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user9 {( I: _2 i% |) \; [5 ?
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all. e* x! d! O6 e7 K/ p
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user7 ]; Q" ~, b1 s
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
7 M+ v2 E7 U2 \# u! I        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。
4 J1 N+ U) H6 e" x        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。' L* Z+ }7 Q. D1 w$ Q& t$ X
        Android.mk7 ]) v$ E. O+ q: f# P
        LOCAL_CERTIFICATE := platform# P$ u: u( A. }. W5 W
        有platform签名,所以seinfo是platform。
$ T& h% ]$ @. [1 g( N2 |/ l4 }        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
$ o3 j7 @! m* p. T) s6 `4 ?        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- c/ f8 G* s
                               6 v+ B6 Y  ~! a/ i
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:( P3 U2 D6 G: I$ p) N
        console:/ # ps -Z
/ t7 M) g$ m! L& K        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
7 ]. |8 e! {9 ]# a' Q* F; i# L        0 S forlinx.example.app
0 ]& R, a9 ^- Q; o/ ~        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
" A  Z/ P8 ^9 _        0 S com.forlinx.changelogo
; W, B% z5 J4 {. Z" s        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。6 [- n" [$ G; J/ `
                               ; {9 W' T! v, }; N& g5 }8 s

: O0 t) ]5 a$ @                                                   + E/ J. v7 }: p1 G' C( K7 g2 W; S- _
        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。
; C$ G' }8 t! }$ n: u% `, d* \  u        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:
( [( h7 h& @6 \# v% e        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
- H, W+ y3 l7 h$ ]' r        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te  c9 l; {7 I6 l* A0 k7 [& \+ n

! d2 L7 C* z' j( M- \) }/ r                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:# J7 U" |% H! B+ A
2 s) o- U+ h4 \0 W! D
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
( R4 {& O0 N9 {! q        ...
  n; @, \0 W' n0 i7 P        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };* h7 B$ Y) s" }
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };# e& h7 R' f! Q8 ~/ N$ I! O7 Q
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };1 c+ u* e5 c. W. }) R$ P
        ...
. T9 C0 e2 z" B' B, e        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)* K& r& s5 Q$ N" x/ j
        分析:domains:system_app  h, l$ v& d# r5 Y/ d
        types:vendor_shell_exec( k3 Q8 q4 K4 y9 i8 P% X# G( I
        classes:file7 n* l$ j8 j3 M$ h# X" H- l: x
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans* L- l6 n6 a7 c1 T# b# m8 N, z: o
        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:
5 z8 [2 |9 K* ]/ e3 Q) t& q% c8 C, F( u. g, f: G/ s) c. h! Y! B6 }
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
3 B" o3 a* l" C, f        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };1 k- G7 L/ ]! v% i2 O
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
: c" j- G& u# g  N         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };, K3 k, v( F$ |- Y. v8 p
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred) b/ x. X9 R$ G1 k2 `# f) Q
" _3 l6 `6 ]  F) I
                            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。' C1 E* O* X. n3 D$ L- S
! P3 p1 N4 q  }9 h/ N& }  I- ]+ Q' w
                            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。
& M; }- l6 ^$ r- p/ Z! C3 y+ x  C$ y% _
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