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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
1 G& b/ o# f( ?7 ^        操作系统:Android10.0
3 f' \0 e9 ?0 \; g) Y, L
, _4 k; x) t* H; X$ e/ j                            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。- C6 W* n, Y9 i1 o1 L, s1 ]8 l' l! \
        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。1 T) `4 g) v, a7 X) w! b
                                " `5 m( L% e! m3 D
        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。
1 T* q& F' @5 d5 s9 m2 g. R        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。2 K6 o# k) P$ Z. a/ {3 q5 I
        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。$ v& c5 t4 v8 P, I! l9 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。* R# e7 Z7 E' s
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux3 I# U9 x. O8 S! Z5 x. G1 v
        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。2 D, J% i3 l6 W4 w$ s* j
                              
/ p; B" g, V# G  e# o; G% O3 J; m/ K( g- k5 r
                            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。
! }  p$ ]+ B- a        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。7 a. }* S4 i5 w
        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。) W6 B, u* j; P  I8 s) L2 n
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:1 E9 T* N! [  m* R1 X5 f5 {3 n) Z

5 P  E$ J" a7 N1 U5 v& z% B                            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! R: t6 x- U( _: }9 X; J+ M        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
9 b3 g- J4 _8 ~2 F' e        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)。
) P+ u& E7 F1 P1 J8 r& y        策略配置源文件         1、external/sepolicy+ b6 T( B+ q: [/ r2 I! R1 j3 C
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
1 w! i6 {% E$ P0 {% A9 G1 S
' T# w& c' @! `( T9 l* Q* \# C                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy. ~2 p& z9 v7 H7 a3 g6 i# a
        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。, U/ i- D& J( q3 k. v3 D  D! D

  n' B4 p# m  u4 ^1 S+ X                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:, U1 y& S2 Z* l, l
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
4 U$ T- \; k" R+ k' |7 v' b        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。9 @) z5 X/ S1 O. _. X! A5 [; }

! o. J( `) C. I: x& U                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
& n+ U" ]) k5 k6 z        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
$ }6 l  i: b' G- i- g        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
, r+ \$ M! \# b        2、property_contexts:属性安全上下文2 |/ Y: A/ [' l$ [4 _# d
3 J8 p1 o# }1 s% d* a
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:$ s3 x  l) r# h! r0 s" u) ]
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts& l5 o$ ?% ^/ r. D- N6 J4 d
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts8 g- P# w# q% W5 I3 ~
        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):
1 t1 x9 G" T% m( U* J' a        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
# T/ V$ t7 p$ O8 F- o& ~$ ^& d% t( e        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限' Q- |4 o  F5 G0 O! v# U
        3)system_app 有android平台签名和system权限
" a3 \$ `9 v0 i$ b6 Q) f2 h9 k        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
  }! l( M# e' F  w  b+ @/ ?        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
8 x. U$ ]6 g! }9 P8 H5 z7 D        system/sepolicy/private/seapp_contexts( @: T7 ^- H. x% h
        isSystemServer=true domain=system_server_startup8 x% I0 z. |! X! k% z4 b4 t5 |
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
. V9 ^6 k! B- \) Y; R        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
8 B1 s& ^# V, S3 ^" c6 R1 ?        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
  q! n4 U- s: X( H$ ]4 f/ m  c        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all , W2 D# m6 D: \, f, F) I
        type=radio_data_file
" E- p  E( a) h1 H        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file6 s: @. G8 V" G1 a" r' l6 d$ T
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
) g, W$ y: Z/ w' b' I8 x; P        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
3 H2 ^( p6 G" d6 J+ {        user=shared_relro domain=shared_relro
  U; h/ N, _1 D9 T( n        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file# f; ]( F) |" w6 {; u  W$ o
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
5 `# b* h9 i. ?        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
5 x9 n! A' x% Y" [* O7 Q3 g        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all/ _0 y8 d  `1 ?* f3 Q  {
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
4 x. C/ w+ A4 r2 ]$ T        levelFrom=user( N- a8 |* U* D+ B0 Y+ X. l
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
9 C& W0 t/ }0 S( p. Y        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all9 c6 }9 T  E! s- R3 Q
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user% _6 _" V5 z. z4 }' R; i
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all1 W& C1 c+ L2 ~9 g( m% {, Q
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
, Y1 g6 X/ U9 e4 f# u9 T        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
8 l# H! Z3 _) W        levelFrom=user1 e! {! c# r* T3 k
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
% y/ _0 m7 d' }" f: {( T        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all6 A( V' u$ z# H2 k1 @
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
' s- S. [. u* U7 C1 @        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568* M4 {3 E+ e' [8 D& B3 C2 w7 V6 s
        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。
( @7 h$ \6 v0 q# ?- R% e        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。: S" t+ ], J2 ^: U
        Android.mk
4 Y. u0 E( v1 o        LOCAL_CERTIFICATE := platform; R0 I' Y: z/ T4 \+ {
        有platform签名,所以seinfo是platform。. g6 \5 p2 |# Q& r
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/1078238743 }+ J# m) R" d0 H5 ~( F* b" p
        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。! g0 H5 R5 o9 Q/ a- I" x& Z
                              
7 O; ^3 _1 }9 M$ F" V6 h        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:( Q& b) W" F4 _/ b2 b, U2 m
        console:/ # ps -Z2 j1 c' z# }0 w1 {2 v
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     + s0 |1 p) _/ a6 W* c7 k
        0 S forlinx.example.app
5 c- o0 m+ N4 p: z$ T" u7 T5 Q        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     / D/ J4 P) o" |8 d3 L6 c, k# h1 U
        0 S com.forlinx.changelogo+ i( k! L! l/ z6 B/ O- K' y
        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。
' T' Y8 B, K" R4 ~                               $ Z  g5 G* E* I: [
& }+ V2 x+ u7 J- i; X& V
                                                   3 |) k  _! g8 m) K: U" q
        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。
* T0 T, X) i$ Q( b; d6 r& y        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:
. ?3 u, O( A4 G  {        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
9 M8 Z0 t* u' u+ g5 @( [        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
% g. |7 v! p, R  w) [# S2 `4 n9 C/ O
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:* c3 P9 Q' F; Z& {# u

- L4 x9 }- K5 c; [                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
; s, v2 P5 u% t+ z2 V        ...! N& ?9 s+ \; v
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
- b$ i+ }5 x, T9 U7 o% n$ O; `  S        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
# c; Y  C6 o# j! R: |; ]# ~3 w; O        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
  G! M0 w$ O' e5 G6 \        ...
, j$ J3 `5 F# a9 a5 O/ ?, [. R1 ^0 D        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)! h( V, q7 t  q% d  q% B" r! m
        分析:domains:system_app5 y8 o% W  l! l! a
        types:vendor_shell_exec, b3 Z: F) d9 J
        classes:file  d" B" s4 s% ~: w' l) F
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
+ ^4 j8 H4 _, d% V# q$ ~) {7 o        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:
: T! E; `8 V; V- f  `
; x6 B, Z, z8 I: ?                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te 6 k5 x, _8 j) p# w
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };- p; O9 Q- F- ?) s1 n3 U  J2 {9 Q
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te) b1 @3 S9 W2 _9 m
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };; c( j2 u; }/ {2 z& y7 a, M& z4 D7 g
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
( I- f! [! X0 d' i' I4 I4 M  P1 }7 k2 A7 z7 H: ?/ d* q/ Q  L
                            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。$ U* L9 n/ a8 p5 T, J% B

/ Q, z4 Z+ g! u5 ~, K/ ?                            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& l, Y2 |1 z+ e
# J5 i! B/ i' ]. n( ^/ R
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