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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
. _- u2 [2 j- H$ K$ F/ x        操作系统:Android10.0
% k0 T+ n1 u! K5 X7 p" W" |  M( C" X5 H  C/ N! G, Q/ i  o
                            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。9 Y7 b" v3 @5 k
        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。
  V7 E( }) `% L- y3 L) H6 Z                                % T  h, F/ Z& }8 e2 ]; Q# K
        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。
, r2 W7 c2 T" l' A3 i        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。$ H' t: L7 i  h6 W) J! z& @4 P- 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。
# W2 P7 w1 W/ W0 q, n+ ~4 G        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。
, `, b- h$ i' X$ n: K8 ^  |7 I        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
( B- C: Y. x  g) 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。
  u" Y3 N; @2 M' l. D) b9 c2 T8 R2 Z                               ) [( d. i2 E+ R2 M- r
6 L# B  d/ S- p
                            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。" S! p! s9 x  z( J) A  e  T' L
        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。8 \; L4 T8 j9 ]; v! 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。3 ^4 \4 W& k5 P/ T) B) p; z9 Q: T
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:" N1 ~1 B! i  T% z) S4 s$ B+ o
1 p' c+ C9 ^, d8 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。% W5 v) f( B* Y1 v" [/ u1 x
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
; Z$ x% c1 A- k% 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)。" C% v0 H4 o, _
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
3 B+ z  S! I$ u6 J$ D6 |        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改" S4 Z! |; y: d: Q* Y
4 ~2 U" M! ?  g
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy* v+ B6 |3 h$ v$ _% h5 q6 G
        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。6 o9 b2 I8 ?- }0 u
3 X7 l% w) ^5 O$ q
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
# q! n& f3 U1 Q2 ], ?        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
0 G, T* O( o! O  m        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。4 }5 W1 E# H' \- ^8 c

! X3 g! W6 A6 X. H                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
- D% r. g3 w! A: C. P        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te& J: H7 r; x" i) f! N! e
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
! X& S7 t! `; c/ L        2、property_contexts:属性安全上下文4 i# G! L1 ^3 S- T

/ P/ o! g( N5 z" n/ @                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:; D& b1 A5 G: x5 y5 @
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
( M* |* _2 r$ i1 ^! {+ ~7 q$ t        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts" T2 x! q& ^: h4 ]: Y+ V; s
        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):
; {& ~6 o6 |1 _: P9 Z# i# U        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
; U4 I: `6 R* @        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
) A* U4 o% y/ M1 c4 L8 Q; w        3)system_app 有android平台签名和system权限1 u" o! y1 b; y
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app/ y3 F. P; Q6 G  S" f, i8 c4 [
        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
+ r8 r2 p% N; s6 [# ]        system/sepolicy/private/seapp_contexts( J. P% E+ ]9 q0 X/ ^' P+ q
        isSystemServer=true domain=system_server_startup/ i6 U0 E& \! Y7 l1 s
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all4 t; Y4 u. g4 L, j5 m; c# ~- h
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
. c  g) Z9 C% S, O. c& e        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file2 q! w% n: i  c+ e8 `( @# X6 v
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
/ O' ^+ M8 O! P        type=radio_data_file
6 F: x: r% q; j4 u        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file/ V1 m  O9 |. a) V0 k
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all6 w0 s: I6 G# H2 `7 `. f9 V* }. \
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
% O7 N, G) o6 P# u. u  Y) Y        user=shared_relro domain=shared_relro
' a# V$ ^# n& \; \        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file1 b- t' ^, w9 j6 e' U7 d
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
/ H+ H$ k/ o* j/ ^' B' b' G( b        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
( b6 ~% Y" R- z        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
( w$ g4 ~- f- f# V# I* E' q        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
, Y+ o. c1 B2 f, }* `# `/ k0 @$ @        levelFrom=user
5 S, Z1 h1 R& ?  _+ W1 ~' u, V$ u        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user7 ]. `6 n+ l5 D3 b9 e8 s" G
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
0 Y2 C! ^, {- s! ~        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
  p- z# ^2 `! S! X# P        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
4 n. |2 S( c* H; V. h: L        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all6 s' ?! B$ h2 j! [9 J3 \; r
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
" N0 b/ Z& x. \1 u+ i( R        levelFrom=user
# R0 S% M+ Z4 y  k        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
) r$ V. B3 x: S4 Y        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
" j4 M5 H+ X* w2 s) L; d& v/ |        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
4 T8 a. v7 C+ K( q( U% f0 R- z- Z        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568" V# A$ s/ o( Z7 D2 N, t
        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。
" _5 q  {) |/ ~1 T        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
& i5 c5 T, X( a$ I! h        Android.mk
  f4 M4 T2 x1 }: l( u6 |        LOCAL_CERTIFICATE := platform
& @6 Q3 x6 F9 G# u, n9 W" |0 ]        有platform签名,所以seinfo是platform。4 d6 ^- B" I2 \  u1 R( @% {5 p7 Y+ q
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
( B* F7 C  i+ Z0 o$ v        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。
% `3 E  ^' _0 G) g: }                               : J, K% n2 U7 r
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
) ?/ o: ?9 u, M2 a        console:/ # ps -Z. e! a) v8 m$ y5 g% S* O
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
) D" A, f+ v, I( H% ~2 `        0 S forlinx.example.app3 a1 x. s0 y2 m* E8 v& p4 ^
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     , C" z4 k6 D. N
        0 S com.forlinx.changelogo) e4 M( `9 P* 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。) _# M4 B/ n" n1 Y& f" Z
                              
$ R0 u4 V8 w) _3 x: }  e) g' N5 C; X( c+ C4 u
                                                   # E" \) Q! w/ A/ V3 V, \
        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 a' X1 `- t9 ~/ ?8 b/ A" T        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:
5 b; L: d+ ~- j, m1 j: \6 [        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te6 _, c8 E$ M) g
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
3 A; k; _- F3 C2 q: t: G- v: y3 q0 X/ x$ T$ r$ `" D+ t1 X
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:" v7 C7 \8 T# X  i3 _" J* e! E( G: r. _
! C- H( T& Y- F# _$ \; z+ [
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te- H: x9 X& B2 m. ?) @" ]: b1 Q
        ...
1 @5 v1 B2 C" `% k: L3 q        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };- y: ^; i" n( ^; p9 }5 u
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
0 X" N8 p% w& }, j+ Q* P+ {        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
- M3 x( e7 K/ }/ E        ...- h' |, L/ Y4 `/ ~
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
2 l( F6 ]9 U7 ^2 S5 v        分析:domains:system_app
; B+ ^2 U5 a0 D* |) A        types:vendor_shell_exec, K. N4 s2 E/ E+ V- H+ H/ f
        classes:file
7 @- s" x/ ^/ }0 G        permissions:getattr open read execute execute_no_trans, Z/ @9 t( y$ J3 B" u! K/ ?
        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+ B3 Z" |. X, C/ C& [1 g8 Y- T: @9 z
) m& D' X  p$ j" ?: H. ?* R& _
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
& h1 p# s* q1 k- e3 B; O0 O+ u        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };7 C8 R4 c. r1 i( O0 L* ~0 S
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
; X- r4 c; Q* g4 V1 Y         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };$ _6 @* T9 `7 o  U8 P
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
& z$ e; B. O& d  T! D# C9 |, r: h, l+ q8 }* \# a" R
                            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。
' g! c0 F( Y8 A6 O  c' k9 t$ E8 q5 k4 G3 ], ^$ 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 D1 u; ?0 @3 o3 N: Q
4 }. u  W$ S( Q: H0 U
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