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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# u+ b+ H1 s! g" O5 G# M
        操作系统:Android10.0
% W' ]  z. @* l* t0 E
& S" T6 N: X- b  m                            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。) W- ?- F3 o0 d) u2 A9 A/ a# Z+ 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。
  Z0 Y2 U* c& V" P9 a, e                               
% X1 P! O  ?& g- b& `& E- [2 {        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。+ L* y( T' d% W9 O
        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& \3 [) }: V* f$ F+ g
        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。# h; p1 ^3 w- t
        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。
' E, ^3 u. V9 h        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux4 R; _9 k' U' x$ C  j1 F( x
        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。
; _, B0 q" d' A                              
5 Y& K, f/ m( w* q& M1 I$ [5 ^
8 C& f  Y  s3 g                            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。
- q* ]% M* o  V, ?0 y* V- c9 K: e        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。# ~2 d; A0 |6 m, d  k  R0 B
        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。
8 T, i- c% H3 b& Z) h( O0 U9 J1 [        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:1 k/ k- {: m) d) p$ {

' B' {% L7 F$ T. A% `                            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。" S, \& Q& |% n9 d+ H
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。: _6 h. |9 X2 k
        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)。
6 G4 t( w* v; h        策略配置源文件         1、external/sepolicy$ }+ x" o- W4 V; b/ z
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改, r8 Y" l& n& o; X( |$ B7 p

; D0 B* v/ X/ t1 L" T& _* \                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy/ D6 d9 _* `. e% L2 c" x& t. L: i9 d
        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。
/ ^" I& e9 ?& n( g' D' X+ @0 f5 r9 o' {1 E, s& G; L
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
  }# O( J. ]0 [        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor5 K; `5 p. X, a. 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。. ?$ V6 I4 ?) i& x* s( ^
- y0 Z8 O& d- J# N5 F
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:% u; E! [- V/ i6 P& a
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
2 a& \; c4 h% u: a3 P2 Q; v8 f        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
, O- A4 o) Z- z  @1 N) f        2、property_contexts:属性安全上下文) i: e7 m; x1 T# k0 S0 V

- p0 o; t: r& t7 y! D+ e                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:% @" v1 B6 F& @6 f" j, z
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts  Z: i' Y, c! K% ~1 Q8 w
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts6 L2 W4 k- e8 |/ F8 j7 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):
) m, j; ]/ U0 B- T. N        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
5 x! g3 n. b1 p7 G! x        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限2 n0 v# @( z9 t& ?/ h/ i7 r
        3)system_app 有android平台签名和system权限
$ X9 P& o, X5 v1 _7 z        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app8 R$ `9 I. c  S+ Q. |+ y
        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5 r1 K9 G) w& ^' V1 u
        system/sepolicy/private/seapp_contexts7 c' H% e& H7 ]3 r& h8 |; t
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
& Q8 r$ Z8 I" M& G7 y) B        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
# b, Q# K5 J4 h( t; E2 j3 r        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file  X% Q: h1 N) c( P* K) c% `
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file8 |( _( J5 i4 p  Y! y' S- p
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all ( ]3 J7 ?# Q, ]- ]$ T2 Q
        type=radio_data_file; t  E8 x- r; P/ d# K* I3 n
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file+ R/ C! H: w; _; `- _# g
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
" q9 f- Z* F8 A$ l        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file. J0 A2 z! Y* N6 g$ P  U
        user=shared_relro domain=shared_relro8 k3 p/ u$ |* v# b' d* s2 [
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file8 S$ P# ^4 I! c; R: O* q( v! x
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote! R; I4 U( C# a4 R: L
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al& Y- Y9 d! n- w# F# s: G  ^' K3 ~
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
2 B) E  X8 w5 E7 Z        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 9 |5 F, }' c3 F4 }6 C+ w" f
        levelFrom=user
, I2 G+ x# k0 q5 Y; ?. z        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
* r1 z. [- L8 {: Z/ l7 {! C! J        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
, T. }7 p4 E) q        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
1 L. F3 {6 |$ A: Y: W8 |$ l        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all" b* W8 L* R1 T/ C
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all( S: c4 z: s% B! o
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
1 H6 `( K; t0 n) U& y1 T        levelFrom=user
+ l7 c3 j4 g% l9 y, W        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user0 ^5 ~9 O4 F8 H
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all$ q6 E$ c8 w; }: D) s- a3 {
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user/ \; ~2 ?+ p) L4 k5 M$ H8 }! ~; z# p
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
6 ]" Q' ?4 p7 R0 |+ |8 v/ i        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。) z5 I- A" l3 O+ C. }7 Z% w' i! L" P
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
1 j7 Q5 U- P6 G, c6 G6 z3 ?! X3 w5 d7 Z        Android.mk8 @' R0 C' l% k  `# o
        LOCAL_CERTIFICATE := platform  Q+ z1 n1 q! F% f* ^% l) o% o
        有platform签名,所以seinfo是platform。
7 g4 ^" z: Y" Z  F        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
; U) Y: d1 ^, w7 v9 h' n/ k        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。) C# g4 [% [0 v/ z8 M3 r4 R) \
                               ' ~+ P8 G6 [* `5 r4 Q9 d: F+ O3 l
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:# @0 u/ W& p5 V
        console:/ # ps -Z" I8 n: Q) \, {2 K) X3 s  R* M
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     / o. @2 F5 t: \( T. h( G3 o: q- l1 L) `
        0 S forlinx.example.app  N; i: Q- N$ b" k, h
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     ( ?$ H% d+ u3 x* M# {7 C" H" G
        0 S com.forlinx.changelogo+ l+ `# G( @: M) X
        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。& q- _  M/ O4 V3 q& X
                               ! N! H2 C4 \2 u$ u% |7 ?" x
# }5 j! u3 r; Z' N( l' k
                                                   2 c/ m5 w) q& B
        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。- ?7 b" r" S5 {8 J
        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:8 P- V# [  D) F3 }
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te) }% X2 J" A+ n0 z* y
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
, p& u9 n$ p8 l7 Y# x  B1 D
$ X5 @. f( e/ _                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
' g0 r% ^3 C1 |5 x5 w( W
& E2 m: G1 C( h0 A! \4 [                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
) R5 r2 p6 D2 g, L        ...
2 k" J8 a. c' y5 }" W        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
6 [' U5 |; ^  d0 M        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
' v7 C, ?1 }. d* g& w        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
4 W8 S9 M% p" ]. d$ a/ l" C' m/ z5 M        ...) M5 Y# p" a+ `
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)& O: O& J3 B- l/ c( y- w6 ?" q+ m  ]
        分析:domains:system_app
6 z: r; F6 R) Y* ^1 V  H$ q        types:vendor_shell_exec
7 o  X/ N0 G& r        classes:file4 w! h* j+ F$ g% @* Q2 b# A
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
; ]4 m$ F. R8 R4 H3 b# Z        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:& `+ W5 h* i( T5 U; }9 b/ k  z, [

+ v5 X: _, D" ^+ k. R                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te + s$ q. L6 O3 l9 M* U
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };! Z  U) z" O0 B  L- p
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te* P7 k8 A5 H4 E/ w2 D; E# ?
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
. f2 d! F3 J' F& o( Y, a        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred# X, p: a4 u; R
- |; u" y& ]/ W0 Z; T+ J
                            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。
2 S; [9 D- E9 Q* L( X, f9 d( ^# k8 t2 P: @0 D8 W
                            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。
; V7 Q- e/ b4 q5 R, s
' e5 Y) b8 h% k$ ^; D$ u
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