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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
7 e0 }; M, B7 q9 _) q! y* O        操作系统:Android10.0
* f% D+ X* ?1 o) @0 k* v+ k8 E* _
                            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。
$ ^, C8 }# B; k9 c8 f! ?        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。
4 K, b+ t; j1 I9 z) E! Z# _                               
- z% E- `! F' S        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。; A) K) [" }8 v4 j
        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。
% R- R' Q8 F1 [$ K4 M4 q        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。. B/ C0 b1 a' ?
        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。' E# o: i% I! t/ r
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux* x1 O/ h; N/ e7 \( R
        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。& G& D0 J/ z$ q3 [# e8 @7 ^
                               3 f6 _0 j& U- B) q" H

/ Q5 e4 R7 m* p8 V                            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。+ y. ]7 h0 J# ?- r( @
        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 n1 @3 c% U& U3 D) l        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。9 m6 i7 D4 o& |( G& V! l
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:& j4 k7 g) B9 h8 M/ y4 l/ w' |: v

4 j3 r9 B6 b* d5 A3 s                            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。
: F$ T! E9 Y) o7 q        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。& Y2 I% K8 h9 V2 X1 V
        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)。( l; O+ @/ h* Q# O6 A' U4 E
        策略配置源文件         1、external/sepolicy* S1 x  c+ @- X! }, G
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改2 h9 {: Q! j, f4 j# n% Y( S
& k4 s: r% W- j
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy  p% {9 u/ T$ u7 J
        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。: g( V6 }) y* q* k
) T  j8 Q; ^: E3 c, o& F* {7 z8 ?
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:, ^8 J2 r8 Z" B$ G) x
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
4 Q6 T& c4 n7 q6 C1 S        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。
) c; W6 S; R+ Q/ P3 x( W$ ^. D( V1 }1 ~3 q
                            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 O4 Z. u0 @2 J$ F9 l
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te* h. o* C: G9 d4 f
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
6 z; C5 l; A) {: k6 }5 \3 f# W6 _/ ~+ Y        2、property_contexts:属性安全上下文* k) M- t6 s" y" O, c

4 P( S' O# j3 |6 l                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:& x7 V9 g, \' H
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts! C) E" L7 F8 n7 R9 w) T
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts3 I9 k. B; g5 d( Q9 O5 k+ H- @. k* c
        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 o7 E9 B$ k+ W3 a' R$ f        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限( Z$ i- Y) c: e2 y9 G& k& n
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限1 b0 T9 P% B' M
        3)system_app 有android平台签名和system权限
( i# X+ W/ W- g% c9 V. C! d        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
, t7 k" d8 i7 {; M        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1 R7 ^- l& F/ o
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
/ A  }* e, u1 W) H, [        isSystemServer=true domain=system_server_startup1 }+ f5 b$ u, x. u5 I- A1 B
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
% O! F* B4 I6 d; f9 Q) [+ V        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file" p8 J8 v& `8 [4 J- ~2 y4 X
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
  F- T9 R& |! R* ?8 o+ h1 D6 o        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
! F, y( g4 M5 V6 h        type=radio_data_file: r: y8 d" A6 B! F3 D, |8 _
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
. t- q9 Z* S9 t1 k' E        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all! {3 c/ k7 K6 m  j8 D
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file: i5 d5 v* R" V, U( Z# I0 I. y
        user=shared_relro domain=shared_relro
, s% U3 L1 W! d7 f( |, b        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
) C  \& s' y/ P+ }  E2 `. b, ^        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
( i; ^5 J" w* H- L8 o        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al6 ?3 C% D* T. V& R; i9 ^
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all5 d5 V! G6 T/ r( L
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 0 n/ h4 S& R; ^- F
        levelFrom=user
7 ?. H6 t3 S. o  y7 c        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user5 _* V# ]2 U0 E7 T
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all& l8 h& _; k- G$ I2 h
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
" R2 {; X4 B* {( J3 I# a5 {  |% M        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
* g$ f7 R5 u+ ?. \% i6 `        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
3 e" B: @8 u$ u" q; W2 t        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 6 S( ~& p7 k4 c. ~% H
        levelFrom=user
, p# V5 Z9 p; H        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user* r* a4 T% V1 q8 o9 n' H
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
5 e7 v0 h) ~2 J$ j% _        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
/ M2 h+ w9 T( b        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/815305684 ?9 F5 p+ @+ J/ S: q
        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。+ X4 B, N& h- e" n0 u
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
$ m* D8 y7 B6 b        Android.mk& X9 x6 J6 A8 X1 f/ N5 q% h
        LOCAL_CERTIFICATE := platform/ ~' u1 F) m/ c2 \6 o
        有platform签名,所以seinfo是platform。& }0 x) j" b$ M) b6 n( i
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/1078238745 z( H3 r6 L, _8 ]5 R
        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。
6 K) c/ `) v. ?0 R' \6 s                              
0 V" g6 f& l& X4 z2 P5 q& j% H8 p' R        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
" K2 w  x( S0 |: \        console:/ # ps -Z" a% m5 p; p* e2 w* d# P8 P$ s
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
7 Q$ P; j* |, _2 l9 k        0 S forlinx.example.app
4 n5 M8 c9 v& I. e% T! D' u8 O        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
# g6 T/ y. h: Q9 E9 a, J0 O        0 S com.forlinx.changelogo
( K/ F' d; y/ U+ |        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! H9 [5 N5 d9 P- O, n' v" X
                              
1 r9 A3 |3 I: y! o3 t7 _* e
" f$ i& ^3 ~0 h/ G4 |. F  k                                                   : i" s% ]+ v8 b6 y& o% X4 j
        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, p% U; x; s2 ]/ h        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:$ C6 q# M* f  R* O* K8 C
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te% f1 Y( o/ _  y5 P* v3 P
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te4 x4 S4 \7 @' T% M& g/ H
# Z: `3 U* C/ Q' w7 M
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
/ x9 S1 n; j4 J' h6 p$ X# i; O, v6 W& h: Y
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
3 |: F" D! n/ w1 X# s2 x, n9 G        ...
% ~: \3 j; Q7 P4 O, O! \        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };1 u1 Z2 H# T; [. u3 {) m: L/ I
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
0 V6 s9 L4 J! V; R# o& @2 N& C# s        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
2 U5 E: s5 ]) I; Q        ...
, v1 O! A/ }6 l% S2 c$ s) f        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
! f$ c& d1 y9 G" i& m4 F7 N$ n        分析:domains:system_app0 P3 o! h3 F# E: f9 o  n/ s+ ]
        types:vendor_shell_exec& H( H7 M. _7 O) ~5 n
        classes:file
0 m4 a7 A5 t" P6 s% ~        permissions:getattr open read execute execute_no_trans( i! ^+ V' S  J% b: `
        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:6 q) Q% w9 f$ b  N5 S
+ F2 J, q# [7 c& @5 N% y
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te # U  s7 H) h* P) T: m
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
8 }. C: q, n7 ]        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
& x; C, d# k1 ]5 w4 I( s         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
+ i* l  L1 P: N$ I7 o+ J) H        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred' B) Q: @7 ^: |0 E1 |
$ k: `5 T# a# O. c5 S" 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。
6 e6 S  j8 @" W# Z
$ W: M: q- G2 s$ Z4 g! S: G0 n                            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。
. i0 q+ s. h; d% a$ k" E
7 T2 D5 x" k: b
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