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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, S- ^4 Z' U( \6 ]; x9 r7 _/ R6 v
        操作系统:Android10.0
! f& H: N( N" ]2 K$ \$ w4 k$ @  v; p* |
                            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。
# O6 n- @: w) C, B        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。5 T1 S- i' L7 f, g
                               
3 q& w# v: {/ c/ o4 l4 _        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。
! @/ U+ b6 G0 s2 I) D        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。
0 J: m* K7 c7 ^7 Y3 K! h. f        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。
; B4 V' Q# f" Y$ W( ^) M; ]        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。
- F5 ~  W3 [$ I  v) I4 k        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux  _8 \9 p2 c. K5 {" b$ Z
        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。
& o9 F# u, O3 x  Z1 h: [1 S                               . @/ A. s- o; C

5 J  B) y1 y- f+ S; L( 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。5 `1 g; k3 I3 K1 }
        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。
; M  U* L1 }$ v6 u/ R        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。
& g  h: I9 k, C9 G# f/ j# J        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:% F) N* m! i1 l$ o5 V
, k% t3 {) G4 G. w7 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。
5 [6 l# N4 Q+ A- P3 F        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。! ]* i2 x) b/ ?  X8 j7 r( J
        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 n$ l/ i* L, B5 w- u) h
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
: R$ l2 F; v" J- u6 D. {0 M- M- v        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
. u6 |" g" o# I* F
1 s# F$ w1 d& D7 Q6 O                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
/ }" b/ K; X, ]8 {  q        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。8 d4 d4 B: z5 `3 `  `

% z7 b8 u& k% t: n) U4 ~                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:1 E2 `6 C: m5 \' B: O
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor2 }) o" P1 m& p4 q! f
        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。
# I: g# ]$ R* d) l; n2 R* j' ]  h3 L7 Z- T+ {) ^
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
4 G+ R$ n" {' ^& m$ q, [3 U        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
1 |- r! {. D3 j$ |( i4 m* K        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文+ ]0 t  L. ]0 D. }  f" n/ `3 D
        2、property_contexts:属性安全上下文5 v5 E0 G3 A1 F2 w: W0 J

' [1 S/ y' P6 b. e' q4 A# m                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
. i3 ]( E2 ]0 B3 C) G4 z) E% S: a        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
- _/ Q' e! I; u" M6 j' U        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
) _% a, O' Y* w) ~2 |7 l" q0 ~        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 T/ G% B0 ^+ j7 F+ V$ T        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限/ C1 H* }* `- Z$ F" W9 K
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限2 Q' z  V' r  e0 Z
        3)system_app 有android平台签名和system权限& l* J# }* X, b7 v! h9 b# k
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
2 h) b' L( j. T( N0 k        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 U+ Y7 K2 v2 F4 l" m
        system/sepolicy/private/seapp_contexts2 j) S' k$ e, D, {, o( V
        isSystemServer=true domain=system_server_startup& h$ f' w* S/ z% l" u! ]+ H  y" X
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
0 ]" D$ w, c9 b        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file+ o  V* X: x+ w  l) ^
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
0 ^! B6 K, l9 T# c9 s' Z        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
: N9 M" m4 G( A0 ^        type=radio_data_file
( c- u" r/ z. ~% J6 ^  ?        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file$ R! N0 Q* b! e8 y5 e8 u9 G2 K
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
* t6 _3 j, v% f; H        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file! e, y2 V* t  A! c5 B, Y9 u. a
        user=shared_relro domain=shared_relro
* e. \8 P( J6 B  M% R        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
. R% ?9 A) w+ l% f, s        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote6 R8 l% y, |4 |# B1 L! o: f
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
- `: D8 S2 c* F        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
5 h. P' u8 B* b+ q        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 8 ?7 G+ [. E7 q/ R  v, b. \
        levelFrom=user0 ?6 _2 a  k0 M% g. k1 O! D/ [+ G. a
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
3 j- l* h4 |. \" _        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all3 _/ }8 S# s* A1 {% |  \; G5 w
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
2 @& \9 C! u& n9 m        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
# L7 Q' ~# {( Z! S2 ^6 @$ }2 C        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
5 U4 W9 x: P" ]        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file + E  z( ?9 b# [3 z$ L
        levelFrom=user6 i) k! ~: z  e0 N
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
  V& i# }: I% \4 J* w  Y# P        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
8 z- z+ t( P* A0 M0 \9 |) N        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
/ M" C2 M! e* M4 N3 m, D        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
7 D$ ?9 T  a8 A. q% n        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。! H! W( y; P+ V. d
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。! U4 y5 p) Q3 G$ @# J
        Android.mk  y1 I0 a6 {, }2 |  [) o
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
$ h( k1 s* e6 O6 E# M6 H4 Z$ q        有platform签名,所以seinfo是platform。5 S) @: _( J9 l7 Y
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874  X# l6 k9 {' ^- K8 J& {5 m) q
        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。$ I/ [# _& K( `% |
                              
$ t, Y7 ]( u9 q        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
6 U  A" S+ d5 {% Q( C        console:/ # ps -Z
! t  {2 P, B& ~        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
! |! x, X( ?0 ?' p& s        0 S forlinx.example.app
1 X! X* D4 I& C* f# w/ B        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     / c7 ?; H/ y! E7 _& _' d* Y$ }
        0 S com.forlinx.changelogo
1 N5 l2 z4 q/ q$ Q7 b        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。/ p( k6 z9 a& ]. J  x3 k/ B) Y% |1 y
                              
& a' t4 J  e) {+ Q* i3 S9 ^, E
' G3 }% L8 b! p/ B  Z+ _% Z                                                  
' B& Y5 v: L1 |8 e+ X$ U9 H0 ]+ p        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。
9 z3 |) H2 {; A/ j6 B. M7 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:0 |8 h  |$ }' x6 _0 f- d9 c1 G
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te5 k# }. u6 ~, }0 {- s; B$ o$ [" o
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
7 v$ }/ e$ x) Q5 z# }1 A3 N; J
- S* l7 o4 B7 P' m                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:' E0 V  Q6 H. j# V* J$ ^  H& h

8 {$ m: H2 [1 ?  Z                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
. k/ o4 M7 C  H; j& J9 a8 E        ...% L' J# b4 _. ~: M! c, _: o5 m
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
( l. G. r  t- l1 ?7 l" Z+ d7 s; |        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
, m/ J/ k; K$ ]  i& O3 D7 ^        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
2 x' r4 k5 a5 Z: U        ...& q. L; v7 \9 b1 [2 t
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)5 S4 C8 d& \7 E  Q. Y
        分析:domains:system_app
$ G& N; e! H! E: F' h        types:vendor_shell_exec
9 C. N( U: z3 q6 y8 M$ n; {        classes:file# n' z7 a4 I7 n/ m, W) [! l
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
1 R: L' d9 t2 K( M        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:) y# k4 O$ R/ ]  X; A
0 y+ C5 O' `$ {, e3 Z) K; i% u& e
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
' [6 T' w" X& N        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
' N7 `' `$ o% N5 ?2 \        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
; }- O& I  u' q+ y6 H9 K6 r         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
" g( I0 ~6 @; T+ n        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
5 M$ b* n+ k/ q$ L/ M8 \8 d/ T( u8 |( h6 Y
                            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。
/ |8 S; [0 [6 }( w5 Z+ x
9 e& B# B7 X, _* D2 F! C8 `                            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 W9 r: ~% |1 Y8 D+ S
9 h' q( [$ t; ]4 G
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