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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) W0 }  p" R6 k3 P2 m
        操作系统:Android10.0" s% n* W  }! u+ F
3 P* t, b& y* N/ d
                            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。, J% Z8 L& s3 t9 t# u
        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。& w# d9 J  Q2 a' Y( E$ ~
                               
' k. b; ?6 c) ^% O        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。
' D" v3 j- ]* T( A+ w# p/ ~        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。* ]) L7 x5 B8 x! Z
        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。
- U& z+ ?& S9 d1 y) S/ Y' c, A: R9 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。& F' l; T% O* r& F) d) y0 g
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux: q5 Z) Y6 [% F2 ?
        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。
- h; ~3 J- k# B" e+ L                              
  X, z/ @" E# W* X- Y( }/ q  K1 I$ ?8 x. X( w& C7 e
                            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。* G, A. h  P/ a( P
        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。& o) O9 n. X$ k( r( L* v: H( w$ C
        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。) X; |" j7 ]6 T
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:! N, Z. i& o* j# H

# [$ E: L: v$ h, t4 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。
* `, T+ l! P" F3 B        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
! T+ o8 A) [' L2 Z, ^        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)。' e4 I! U0 D2 Z8 g7 M
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
( a1 J5 d) q# E& F7 a: j: u& b+ e6 J        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改$ B" i, G! c7 x8 _2 L; v  b& m" L

% k$ g5 s. f9 H1 d: B                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy1 r& e& M# |) y6 n4 D0 w& X
        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 U; {# A6 o: b" e! c9 i$ i! I# ?: z
' v3 |5 B8 n+ w! m                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
/ Z. F7 e/ @: f+ ?: i! h0 M        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
' t3 y0 ^7 h% @2 T) |        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。9 C% c+ L& P# `; T6 A% Q

; ?2 z5 O2 A6 z5 Q7 C                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:, e* Y) ]7 n. o$ G' R
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te2 W$ P( B- q* T0 H
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文* T5 h/ M9 ?0 e% K
        2、property_contexts:属性安全上下文
: P' ^3 ~; A; w. D  J- G- v% b( x0 V, U! x. a( d. o
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:1 l7 p! t, w* j/ R; g/ J1 _. @
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
7 F8 @' Q! Q: l5 J1 P. K        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts& f& U! E% z1 o: k4 q7 w- E
        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):
6 ]) L' ^- M/ l8 ?4 K1 @) q        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限/ s: s8 k0 z" o! T" q+ u6 ?
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限# w& M5 n) m- {2 B8 @
        3)system_app 有android平台签名和system权限& g. P3 q9 Y8 ?. r4 |
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
0 L9 {9 \( Q% B: [3 D6 u& T        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, S7 ]4 u2 j' a2 l, f, C9 I
        system/sepolicy/private/seapp_contexts0 \4 l2 B. Z; A5 {
        isSystemServer=true domain=system_server_startup+ W4 z0 Z3 f  u
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
7 c4 L1 r3 ]$ `* r6 N" b5 S; o        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file, z# c$ k+ j  N$ }" P* I; [
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
. k; X  H  A% t' c9 {+ G        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all * N7 \  |$ m5 q6 r  D
        type=radio_data_file
' ]) n$ m$ J- p5 O; ~4 E( L: i        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file1 M' W( ~+ g; n. C) a5 n
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
* S8 K4 `2 L- G5 [  ?        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
3 Q$ O: U0 K( k, k5 y        user=shared_relro domain=shared_relro
# K1 f% W6 K: f9 c9 b2 t        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
9 J4 b/ @; R0 X        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
; ]. |- O: n; ]7 r0 p# A        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al& o0 g" Q1 o  y8 i0 v
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
# s; W3 T3 G( o        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file % `9 G; p1 c. h( F: @; k5 S
        levelFrom=user
( t2 {; @$ C* ]4 ^        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user; n+ N' O3 W) x6 |* e/ }
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
& M# }) O! |0 ?        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
6 n9 {& G) a# t; H        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all2 s* e& `0 K; V: m
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
$ l; W: U8 b8 h4 x; P) L        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
' }" C) v/ x5 {2 P        levelFrom=user
' J5 N' ^/ u; A; I# o5 I        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user/ A( k: N7 s. L) K$ w- i/ {
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all" ?, b; `+ ]+ J% O3 z7 ^" N
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user, G3 {: j4 c- O6 k/ m
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568* i: n7 n# c/ k2 H. a% e1 ?
        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: Q! e0 z( h& Q. g3 q        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。# d8 `/ R2 g* n! Y& D$ [
        Android.mk
& H9 k" j& c0 K1 o, M        LOCAL_CERTIFICATE := platform
$ R) M5 L$ F, B2 r+ F1 I        有platform签名,所以seinfo是platform。
  K1 n" Q1 W- Q3 M        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874: z! G. Z. G) O4 d& j
        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。
& S& _* C8 v0 t- `- j                              
1 E) D1 V& i$ r5 a, G& j1 x7 O        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:& m* [* e* T5 e, p
        console:/ # ps -Z1 C; Z% M" B, n, c8 |1 Z; w1 e
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
8 x2 E: Z" C( h0 Z9 U( H8 a4 G        0 S forlinx.example.app
& l! J9 K9 \8 j6 p. ~$ l9 W8 ^        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     / k! X, i5 X+ K  E
        0 S com.forlinx.changelogo7 d, w( W& E) C' O! ]- c# c1 Z
        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。
& s% `* ]% Y4 K9 ?/ w$ M1 z7 K                               ( d& J8 i/ y0 q
- q- p' J. x$ g
                                                  
- j" e7 I( G0 G2 s8 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。
/ `5 r" V3 N% Q+ p5 a        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:' U. @6 G) ^7 S5 w6 q
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te- C1 ]4 r6 @' W* p
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
$ O, v! {, h0 J5 }/ I/ o, s! u! O. F; h* N) X
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
, m+ g7 k0 X, U2 Q; R+ O% c; p7 n% D: p
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
% F3 s1 m, @$ p" O& Q' [% N        ...
0 m, m4 \5 b% |        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
7 w% G( s- j9 u( }; Z5 y        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };. O7 g# z  z  S4 W  z- e+ P4 N1 H
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
" a. D. q% h$ X6 X7 \        ...
* B% p* c1 D, D. r) U2 t' E, H$ m        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
' A3 |# P. e' |) O/ L; _$ W1 L        分析:domains:system_app( g1 J/ \8 `" g& `: B
        types:vendor_shell_exec8 z$ `$ G. ^! z, X, n$ G+ r
        classes:file2 L  T7 w6 }. B1 {0 a" C
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans$ E$ ^9 p6 U% Z6 f1 Q
        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:$ b- L4 g% F& d- u
$ h  x: d# K" q- L0 _1 ~
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
( M0 J- c( f/ h7 d7 W1 i        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
( O4 a; d7 q: q, J) \' g6 t) H        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te% j/ K9 [$ k9 U
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };' }4 j( @4 E5 R; D. J1 s
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
+ a5 [7 c% b4 i) X( ~0 J
; Y9 R  T# T( c                            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。
, _+ X6 k- z% V# D2 y& r  @8 C9 b
+ Q% l+ w$ m8 A6 B! `                            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。/ s% I8 j2 k3 B1 o

6 B2 o' ~1 Z; D1 g' c) k
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