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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, K! [2 x. \+ C- T$ a5 [% l
        操作系统:Android10.0; [& i# i  s  A% ~2 w, L: F; |
1 e) ]' n: e, b2 f7 [
                            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。
1 [9 W: \; B1 D) |        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 S; C, o( {/ Q$ M. Q
                                " v7 e( I- [% 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。8 o  H5 `5 O" W* ]. m$ y
        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。
! z, d& m$ t( O) i, A; a! Y        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。
2 A+ M9 ?  \4 ?% 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。
. M; [% x' u/ Y: q6 k        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux$ d/ T' e- [' |+ M0 M* v# R, G3 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。
/ ^9 U+ T; @3 |; x% N2 W# U; o4 {' c9 c                              
2 v* V; ~- E4 H  j
: P9 T. W/ L. [$ A2 g" W% m/ _                            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。  v) b5 _( \8 {/ }
        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。/ R1 {8 V& S/ U7 p  s/ ~* |3 H& ~# e; 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。% \4 x7 K" v: K# w: ~7 T! b
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
0 E5 d, a5 H+ I9 a, s, E: v; o
2 K  n2 W6 \% L# p8 f. j$ G! h. d                            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: t$ J6 F9 |9 N& m; \- o        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。: ~: {; E: ~  P
        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)。
0 |! n7 b: Q, J! I2 ]" ?9 k, m        策略配置源文件         1、external/sepolicy
% }* P: _( m4 a* {, H2 p' v        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
: o* V2 ?* ~# g' v. Q& S0 R! o  G5 L7 @; p
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
, n/ C; N; G# h2 `9 v* O7 I2 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。
; z' G7 N: v/ B. _" L  i
6 }6 e1 k4 X! V7 T7 l4 [                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:! Y- _& Q% S  w  \6 c; S
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
* M4 k( M: S4 Y$ G/ _8 S* t( O        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。
! q& X, U4 \' h2 f" k; ^) Y3 B7 M2 E) g- T' q$ R
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
% v$ e# v; p4 D/ d' _% v        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te! ^/ M  ?4 I' @) j/ ]: e
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
1 {7 l8 t8 x. M. P        2、property_contexts:属性安全上下文
; ^* h8 y" Z& [7 b4 _: l5 G* m' _
" Z# R9 i- C6 q) A  X7 {. m0 x                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
  O' t1 V+ M6 }( ~2 v) P+ Q/ k/ b        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts  `. |9 g2 r, t  W# |
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
* ~2 S' Q8 U) M4 ?5 g: i        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):9 _0 A0 T1 d1 h
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限) M7 `; `/ q2 G4 x  `8 \$ q% S: ^
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
( p( M3 J' T! `# }: p        3)system_app 有android平台签名和system权限
8 F# Z; I' E. Q, d# n' H. y        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app. s3 C6 Q! q$ `- ]3 |0 C
        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 {, v6 V5 j' t6 g  N- S9 o) o
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
3 N7 [1 Q0 V, b& ~4 t, e; `% b        isSystemServer=true domain=system_server_startup
) ]- k7 _5 m, _* V0 G# X        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
4 a* D$ j+ m* K% I        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
1 J( N. O. `2 r/ z" H        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file3 S. S5 u: T0 P' J3 }4 x
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all : x, H; o# y6 V) O" C( y
        type=radio_data_file2 D3 k4 n7 S& q. d! e/ w& O+ B
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
# p' _0 @$ X' Q/ n        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
6 t6 r- \* t; m4 Q2 X        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file; o: R- N  S1 G1 N: N
        user=shared_relro domain=shared_relro. R( W/ t! z; l+ J& [/ ^
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file) ?  j" q# M7 P# G) F9 b+ V" e4 N
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote+ g) J) R' L. b
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
7 l2 S2 U( S+ O2 I- l        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
8 s: L% t3 I$ x/ |  O        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 5 U: y9 |8 U( _4 T# C8 c4 `* N
        levelFrom=user5 @% K2 G3 Z; D2 N7 J; [! o
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
  p. W' P. A) [; m' Q  W6 f        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all' Y: r: @& a. U% k6 P
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user1 i# Z, Q( h: I# e+ O$ \: s- E
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
& w6 @1 K4 H- _; k% |1 {$ p        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all- S, Z0 g5 A: T/ I/ ~% A
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
  H* H3 w' g/ ~9 y4 y6 X        levelFrom=user) S, o0 n1 o% x6 a% S
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
; F) V# f/ Y* g, K( ]- k0 b; ]8 [        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
( f/ Q6 s# \% S7 ~        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
, R& d& e* i0 D+ ~  h$ m        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568$ O& F, n: A# D3 n; v7 ]! X
        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。# I0 W1 X6 k% R9 f$ B% h  u, t2 j0 C
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
7 N1 S( C: L" E7 e- u0 Y        Android.mk' Q5 d: s9 {* D" h- _. G5 \
        LOCAL_CERTIFICATE := platform% i7 N0 o- s) e( {0 Y0 Z2 i% C
        有platform签名,所以seinfo是platform。
/ j. l% z9 x+ L        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874. z, z; u' U+ z* T
        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。
0 _3 O7 I$ ?2 g: _8 a                               * B5 c/ X9 K' N1 x. \
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:& P6 T2 v% z6 B3 r. D
        console:/ # ps -Z4 D7 O: ^. W9 e1 j  w3 V
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     # A0 m# ?/ b8 }* I0 Z* j! t; Y
        0 S forlinx.example.app
$ K+ q( Y6 h# E9 }        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
$ G% B, N% L- S3 M        0 S com.forlinx.changelogo( @- G$ k: k1 ?9 S* E
        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 O# B, R  V$ O4 u& Y. V& l& D' Y
                              
# J8 @" D. Q& j$ B' {. s2 J
/ g9 k! O* c, u' E; P8 u                                                  
0 `( E7 t' Q  x3 X8 l* [$ E        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。
3 [4 o) i( O' R% y3 V& ~' l) e        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:
+ s+ \0 l& o% R: |        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te- g" ]! a8 H( {; R
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
" Z- ?" `5 w% X) e2 d8 H1 s
7 d' t) l9 b7 K* V6 b8 R% k                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
6 `3 e% E1 W: M) [. @
, F& W0 w, j  U6 K6 o                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te7 h. k. x8 k0 K( d9 K4 M$ n
        ...! t8 S! ~# J/ U) ^. Q+ C8 W
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };: [3 V4 ^/ n  V  v$ \3 [
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };* R6 l* x, M# r
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };8 `& W1 b; @8 n$ }3 ^8 _* \2 }/ X
        ...6 S( Z+ r& h% O# Z; x4 h6 q
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions); N: ^& r! _3 ~. B8 R7 l  x
        分析:domains:system_app
/ _0 O2 h( p2 e, q" A; [        types:vendor_shell_exec7 i  F! [/ B5 w' i, _
        classes:file
+ R& `; }4 j# M9 G. @        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
2 L& e. p8 L  U! l+ M0 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:  L2 x( G5 t' o+ l% a  a
  h2 s. |* A; m0 t
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te * N% A# G7 g* \3 N- N
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
( {8 x. V: y  t& F! m. |+ J        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te( c5 B  H2 M  }; i
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
" B9 W2 @2 I5 A. V        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
( R+ P$ Z8 V1 g( a2 C/ X+ A, [5 e! M' ^6 q3 b* D
                            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。. L* Q" C* U& @) r% s+ b9 P

8 G0 ^  W2 n6 N" 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。3 U: H) p* u) R+ N# e% J
# E4 D$ o0 N- V3 N
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