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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3 F! b' D, o& r- Q8 X. G8 i
        操作系统:Android10.0
% w9 k1 w/ Y+ T7 F4 K
$ a/ w7 r! Z- g9 R9 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。8 h- U6 F: ]: t0 ]- g
        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。3 p% a( j- l+ ^2 m/ n) l. g+ L4 d
                                ; Q) r! c8 q/ |
        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。
& W! n. k7 x1 \: S" k& A7 @        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。4 w5 r. S' s; c/ y5 J& O2 e# W
        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。
  I' }1 j$ [# b( 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。
0 k$ l9 o  n. ~9 i  a        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux1 o2 r( Y/ {: B7 @3 [8 I
        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。8 L$ o. N; I5 G; Q7 T' [! K
                              
/ J6 h8 ^) D! M7 K1 f& t* F
% b  K3 t6 z# ~4 w                            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。' G8 F# w) i1 x
        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。
. x" r; U% C  E2 u  _/ D1 U        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。+ v7 r( c" W4 r' c" U4 a
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:  R3 u( P" F( m8 ?1 y
3 X2 j8 \) K2 ^4 t# \
                            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。2 G1 L' X  y1 p' e1 a! }- b/ s$ P
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。% J$ c. ~& J4 ^
        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 d: f, e9 X3 ^7 g" U8 V2 x        策略配置源文件         1、external/sepolicy
$ _0 a) }2 A5 N' B% T' }0 F9 p        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
) o* R& r& P; p. g! ^$ \! [1 d
8 W0 |0 r0 k! h1 _+ k8 k; y                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
* c5 O. y* Y$ l- K8 ]- H2 u        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。
$ @$ N; L4 f! z2 l+ q8 @! u. Z5 u( J. v
" `" e1 N, B! g3 i7 g1 ^                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
. p, s3 K* M; U- \8 ^0 m        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor' A) N8 v6 k9 \6 _, x
        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。
, p; ?9 m1 v; I* W4 f+ j1 W9 l7 J+ k) G/ q# n) O
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:5 u: v" S' s$ ?
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te$ O( m5 [) k: J# q7 K1 A5 o3 E, m+ ]
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文: L/ T( ^& f3 b
        2、property_contexts:属性安全上下文
5 o8 p+ Q5 ]& e- g; C& S# |( z+ N2 M" t8 K5 N8 b4 ]9 I9 @0 F" 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:8 W0 r1 O7 {+ |& W2 T4 S- [6 a
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts4 R, }. l- B& U/ E2 h; @) h
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts! `! z7 K. _5 l; {* A
        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):, L9 K* g0 J) F: U0 g
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
: X2 D0 _9 h$ y! M) S( X6 u& w        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
4 z) c* v2 n3 [0 w2 ]1 B4 R, u- Q" @        3)system_app 有android平台签名和system权限$ R) e! z, o' a( h  ]- |. V
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app9 D' r9 _7 p  c- w0 J
        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 l: Y/ d! D6 O* t2 Q* o
        system/sepolicy/private/seapp_contexts& ]  r6 }7 n+ E; Q' H% w0 t
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
& j/ J0 }" I* O        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
& `: ^" s6 g, t2 @1 B% r        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
3 ^1 c% h- d% e) K        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
( r, S6 p& ?% `, j: s( y3 j6 V3 J        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all ( z; B; \4 k8 c) a' ?" ^
        type=radio_data_file0 G3 B' J& ^, M& }0 Y
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
1 r" J& r* T" q2 |* i        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all, f9 R5 I: ~1 j: G- i
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
5 U  m1 `  _) \5 C3 O        user=shared_relro domain=shared_relro5 [  u7 h* Z) L/ b: A. d
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
. l+ t. p$ [& n" k5 H        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote: X- o  S" s% [9 F! X
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
9 E! E4 r) d* p) q* g3 L) a        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all( w0 m! O, w( l* l7 w- c3 P
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
1 [, D& r) I6 g        levelFrom=user
6 }; R0 B+ t9 K+ q# }. J( M2 V1 {        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
4 x7 i+ |+ P% _$ m- W6 }& h1 T        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
8 W" @# a& F4 Z: X6 v. @6 U! x        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user+ A4 g: M5 q2 Y" R
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all- P/ u9 n' F# D& A2 n% y
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all, o$ a# W0 Z1 a6 ]
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 1 M$ h8 U# {% H2 a
        levelFrom=user: a, d. B! u# Q6 B' o% \8 W
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user7 e. R' B, `0 {# x
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all; m' w8 J' C+ l8 |  i
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
5 d( @. ~3 g9 T: N" e7 d9 ^( a        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
, U9 d4 V. m; ^        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。* }  U8 E/ l8 d4 r& `8 z! `
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
4 a+ d2 |  S9 z1 P! ^) Q        Android.mk
3 ]4 N1 q9 n/ F! ?+ A  i        LOCAL_CERTIFICATE := platform
( ~2 f! B# b& V9 a1 B2 Z" z        有platform签名,所以seinfo是platform。. r% X( R! \* R5 E5 V2 |2 v! D) H
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/1078238746 M" P6 P: _: 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。
* x% e) b% @. z& B8 ~9 T                               4 i2 s! J$ K0 R1 t2 @+ N
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
) m) n+ y  D' i4 Y        console:/ # ps -Z
* c; }5 O) ]$ h  J9 @5 n7 |1 q        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     " T& x3 T3 N! m$ K, z6 \! j
        0 S forlinx.example.app, w' l3 P( t- U( m  L, x
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     0 M; W" Y5 R' F- q" L
        0 S com.forlinx.changelogo- d+ S0 m. P, f9 f$ F# {
        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。
- _7 S' H/ k: l- l! L3 A# B4 j                               * o5 m2 ]9 @" `4 \. K& v& \) Y

- N( j6 H) V& W# h6 F0 n                                                  
& T/ C) L) Q' }0 o2 j9 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。( y. x2 I# o* X
        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:
/ A2 b; I: e/ S+ F! r1 }5 o        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te% `7 i5 W% j0 F7 y( R& j
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
% J* _7 t; W; u+ L* C
( a. N  C  F5 ?- ~  i                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
8 h8 B( o$ Y6 {% G; K7 O. _) c% c1 F- e% v8 T+ ]. f) l" O
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
2 ~7 W# X" @% T& `1 M        ...) E! t$ Q! s0 ^- w2 B* k' \9 S1 z+ K( ]
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };: I0 A3 k  W& w6 A& Z- K  s8 X
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };, N" _; W7 s# n; A$ j. i3 u
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
8 ?; {8 Z7 `; T6 n7 R/ q        ...1 F8 s, m0 ~' N: f
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
- ]! V7 e7 X4 V        分析:domains:system_app- C* P0 x3 W) {  W* I
        types:vendor_shell_exec
2 R: H0 G0 I3 \        classes:file0 ?: C/ F$ A' b# a# ~* X7 x
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans4 \" \5 U- e3 y/ u' L
        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:
4 @9 r1 [$ S; Z4 B* ?  y
* m* b" Q( n" `1 v! k; Y5 H' K% z                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
/ C, V. T6 b4 K; ?8 N+ Z" c        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
) C( x. q$ N0 L. n3 t9 P! J; H        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te& v( O; {/ y, P( [+ B1 L& p) @3 s
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };+ O8 A  H% p1 L7 P5 }3 l- |9 ~" m4 o
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred8 }. T6 x* y, S" ^4 W! E1 X6 Y

& k5 `0 V0 x3 z                            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。. R2 L3 t8 r; j5 M/ D
8 W/ L7 P6 H/ p1 L0 `
                            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。
- r/ r! N( [/ ?  B& p
8 Q2 i* S. \$ Z+ H1 P( g7 r
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