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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9 y  {& ^# e) I% c/ I
        操作系统:Android10.0* y' V9 n- F+ H

- \+ j1 J* P& J: ~% q* H" s                            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。
( s3 a3 B, x% T9 K" D$ N( `/ I- m        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。
+ u! P8 g3 S4 |; b, w                                ! o; Z! a" l: y) X. Y3 ^) h
        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; ^0 c* G; y# 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。
: A" w: h$ ^: Y- \' `* s        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。
4 y4 g( I  o$ ^; Z        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 X& u( T" ~9 B8 L        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
9 T$ d9 a7 x( `) V8 g        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。
6 y6 D9 g& E$ M$ ]' L                               ) X- y! d& v* L) p5 K
2 k! }: U* O" C* }# J5 b$ V7 o2 K
                            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。& R2 m1 v4 H: h# i3 ]$ w
        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。
- }! T- X8 K% n( s( g* D        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。
7 M0 F. X  D* `& B) o, ~/ p        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:" s- a1 d2 O9 A, n4 ]

; B$ G7 f/ ~/ A! s( d/ W* }                            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 s4 a; }9 C. R% {5 }        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
! A  O3 p* f" P, v. U- u        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)。
( s; v; O+ t- e        策略配置源文件         1、external/sepolicy% h+ W# Z6 {0 |; |
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
$ ^, g! V* F5 }8 ]$ U7 n1 [' I6 N$ \" P$ D1 @$ k3 b; x
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy9 I  J; s3 ]0 k- r7 N9 `& c
        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。- s  G( o. ]8 q! e% k' ^

2 I7 b) m% ]1 w2 S; ~3 j) ~                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:, e* M, N5 g' ]
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor6 A' A( u6 f) K/ j* L2 E
        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。& K0 @* m& C' L$ w0 i

/ p, f: B4 Q5 {* F7 R' Z% X                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:. c' j% k9 T" Z  I, |3 y) ~
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te. o6 z  O2 k- i% R+ A
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
; K, o- `$ x1 T) p3 O- Q        2、property_contexts:属性安全上下文
. m- \: k9 o* {7 x$ V0 l. f3 s* z2 R7 k' z8 Z- u
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:4 k) K) k. E7 B* c+ V3 W' M
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
5 B( i2 o% @+ t1 M+ o* A' [3 j; L        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
# |" i5 ~# ^* O2 o! K4 t        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):
- U% R3 u  h* d9 X        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限$ l. n! D" n5 V# ]" b$ Z! z
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限# T7 C& E/ R) m1 B
        3)system_app 有android平台签名和system权限
0 @, w+ e* J9 d6 B' d: P        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
: f% r" t( n; D1 ?& 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
2 }6 L1 X& g. O$ J) A9 }0 M        system/sepolicy/private/seapp_contexts+ N- D. l" K1 q* q: T7 P' z
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
3 |; N2 p6 Q% y& w" ~) L7 h        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
% f5 Q+ D8 M. w        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
% ]# W7 a# u1 p# x        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
/ F) J; {1 x; Z7 ?        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
9 C8 u! E4 c0 x9 M5 Q        type=radio_data_file
  V1 W4 I. Q0 F& ~        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
, f1 o: g! S( q+ \4 x/ \! N! u        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
% s2 }) W2 _) w: R- I0 `* w        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file6 b" P9 o- y1 f! Q0 m9 @: J% U4 h
        user=shared_relro domain=shared_relro
% u; w" i: C5 d2 X0 |- Q' P        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file) J5 |' F8 @$ ?  j& x0 U0 d+ D
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
1 k2 _, T* s& O2 A2 T- g, p( v4 T        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al5 p" ]: |9 I0 O" m/ p
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
/ {) Y! E7 e! K4 S        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 5 v: o3 b' b- V6 r
        levelFrom=user
7 |# W& G* T" _( I        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
- ~/ A+ D. y4 t        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
& B/ p: O" n0 K        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user7 I( k$ r% ]# j- G
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all& F4 _) h, e/ D2 b% f, v
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
8 w# n! {" x+ j0 X! ]& W        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file   S4 ]5 D& i& ~; J/ n5 @
        levelFrom=user
/ ~# c4 I* n# ?, q# F% e4 q5 k; K6 ~4 I        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user# {3 J. T4 Q) h! A* x
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
0 I0 i$ `7 u4 i# _8 E        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
. P( M! p7 C  {! v5 d- ]        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
% {2 ~: I: K1 K! ~! 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。
4 F% _, F- \1 m' |& g& }2 D  {        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。( |( T: Z- z+ _* |3 j
        Android.mk
% {* ~2 U0 E! F5 H' f9 N; A9 F        LOCAL_CERTIFICATE := platform! Q( z6 ~. R0 t
        有platform签名,所以seinfo是platform。. y0 o$ ?9 Z7 L7 y; e8 P
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874, Y4 v! ~! L8 U/ _% e
        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。; `( G1 q0 h7 o4 I$ h9 [# l
                              
) p& q) w9 B; v' _        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:  D9 S! q* G6 m
        console:/ # ps -Z
2 z- F% I+ M2 t8 R5 d) {        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     : v* L  U4 X! c. q
        0 S forlinx.example.app
' T3 o- l. J8 ?: D+ E& y        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
8 L. z. ~6 ~0 K0 i2 I1 a/ N        0 S com.forlinx.changelogo
8 ?& P# R7 J( |! a3 w5 m# _) \0 z* g        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。; X3 N: _( T8 X6 L  X# o
                               " i  N, F8 p7 F/ O

+ h% t( C" Z. H) i) S                                                  
& K+ Q4 _0 |+ P) f) e  ^0 x        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 |3 H3 W9 [; B! \
        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:
& Z5 |- s1 H3 u  H, v. K7 e        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te9 |* P* ~& x1 K7 ~1 U# D! r
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
  F& R& S  Z7 N6 a8 K. i) S
; w. Z" H. e2 D/ s: n7 s                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:* g$ F: A/ @& @3 r3 s8 x3 W
% C( T* y; ]& _% e' i7 z
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te6 a6 `  [* @) _
        ...
9 C" J* D, `8 H  T        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
# N+ A) A! E% `7 I        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };1 u% w  ~! [8 d1 W: z
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
: J4 r! G- x6 n. ^" {9 N        ...
+ ^( F+ N7 O+ Q  h- Z3 l" O        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
0 s* i, L6 k' {0 N        分析:domains:system_app  x7 ~6 P1 [4 ^/ v0 r
        types:vendor_shell_exec
2 h9 }& l% \/ I5 ]% n1 @* c        classes:file
, A5 e" n: [4 w2 H5 `! Z        permissions:getattr open read execute execute_no_trans! f- S6 }* }4 m4 A$ O7 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:& V' U2 V% D% L, @3 d6 l/ L: U
! ~* R- Z7 h. i4 V( b6 t1 W
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
; B* h- Z2 I- t) C        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };% g; {% U% e! y4 G% Q: i" r* F# Y
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
0 \( p3 z) U' M- d7 O  j         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
2 S  [" A5 ]" b( k6 t        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred$ R' t( t% A+ m3 c0 @' u
3 N  u$ s: P6 `6 ~, h5 w" _
                            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。
, X% P; L5 R  W6 w* N- M, n1 V0 y" t3 `. q
                            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。# T0 |* ]& k0 g

9 R  d0 B3 m2 ^3 L1 x1 W
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