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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5 |; l1 ~' t  M/ M9 `. {9 T
        操作系统:Android10.03 Q$ G4 ]) Q9 t# y+ E! P2 }. r
7 v5 q( L' X+ V0 O. l2 V
                            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。3 J, D. w) `, X9 V, g7 E4 n5 g0 n
        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。
' e& I3 F0 e3 V                               
' i# F0 z% B+ T( B+ \        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。
+ E& R: }- S# c' w        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。
' w0 r) U. |1 }/ e9 V" \        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 g% Y0 l. {2 L5 ?+ S8 f        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。# N6 |5 g7 A' j7 c4 [2 f
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux! H( x5 u1 v- g; f) p+ Y# M
        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。
( T  l# U! M$ T" j                              
3 |  Z2 D4 p$ I# Q4 \- W
" f% |7 Q( ]8 g5 s. G1 v                            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。
9 i% p# w0 i) [1 C        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。
$ z% g: a* @5 @- U& c- ^        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。" c/ I3 B% A; i' M
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
* _" e$ [$ s5 q) n8 H) Y9 G( z* M& q  S' @
                            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。
+ I! d4 o3 D( Y) F% |$ s% [        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
3 F! G- ]1 |9 b        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)。, {( b" U( [% g& s
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
( m* P( W5 q8 V$ F& T6 m% M        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改6 g( o; r2 z2 V9 j% s1 B( P  _
, R7 C" C2 G- v9 s" T
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy; H* B9 m' q0 }' Q+ Z) u
        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。
, N8 Z/ _, I" o7 s) r9 E; ^# n; q% |
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:# K4 i7 P$ ?; \- U" Y0 f+ U
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
1 ~, h& V1 F. L# E; `2 }) E0 Z        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。
) m% ?) w' ~* Z% F! j3 Q. F" x7 G0 x' W0 k6 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:: Q% B/ v7 E9 }+ h7 R
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
  _: z8 G$ B& o5 \- }6 p4 W$ `        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
: ?9 i& Y* R* P5 W) d+ K. C        2、property_contexts:属性安全上下文
3 D( }6 \+ |. v2 _7 U" u
, I) l: q0 K' ?% P3 @  P5 R8 Q                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:8 I6 R' z2 P/ ?+ T& M, v/ H7 [
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts- F( {: i! f$ \/ k( ?; L! S5 H9 Q
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts  {& u0 @9 K5 Z" ~
        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 S. o, \0 x3 G0 c: \% o* z* w        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限- z% h8 U. R0 p8 W- @0 Q
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限: _* L: V3 E- B, _# u+ i2 K
        3)system_app 有android平台签名和system权限. j* {' V4 Y- e& _% E9 h3 ~! c  ]
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app- R8 P& H* J5 G$ w) }! x
        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, p+ L5 N& T! r7 L  {
        system/sepolicy/private/seapp_contexts8 q) D' q4 F3 w
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
  o; `3 u2 F% Z( j        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
! K  z0 S5 @$ V4 @0 C& ~6 @9 o        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
% H/ S% b" @" ^- g        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file2 A- e9 t/ s. z- ?7 H  N
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all 7 l0 \5 F7 @# G. h" T
        type=radio_data_file( q+ m: O4 e/ D5 Y' O+ ~0 }3 l
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file1 g1 K! i2 C% N# \/ ~
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
. Y* a% w. V5 f! z& b        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
" G( f+ M$ ~3 R3 @7 q; I        user=shared_relro domain=shared_relro3 r/ [1 a7 h6 m" s
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
0 x0 @+ @  L7 \: C        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote. `1 S. s, U/ {; _
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al/ z7 i2 ^/ M/ e# _( U9 j- U* w# l9 I
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
( r) C* N3 [# z, s  p+ W$ A8 I5 F        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 5 Z) A) w5 n6 W# S6 U
        levelFrom=user
' N6 ^/ X8 B+ v+ X9 {' p- \        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
# d4 d+ b' G8 [& K. p$ v        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all3 L) }( q9 v5 ~1 L1 n
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user3 m4 a2 W% ]* [, q9 P& y9 S
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
& g% [, j3 {1 p* ]( p3 Z, _        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
  k. O6 r) e8 g4 L# c  \  ]        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file * k( d# u5 H, K7 s6 J$ j
        levelFrom=user
8 V0 V1 q% E. R1 r        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
) Y8 r* j3 \3 M1 L. q( b  |        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all4 s: N- p! l" u# n, M7 j
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
. s: A; A& I* @        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
! z, K1 z( o9 K        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。
+ p, ?# b+ a- a4 R2 ]        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
& W: A) }' I+ ~7 X% ~5 w% O0 t        Android.mk  y% g: n+ I, B
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
% ]" U( E3 j' ^6 F! |6 Z0 F1 j& P2 n0 K        有platform签名,所以seinfo是platform。
% u) d- w* Z  u) Z* ]& T: I        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
+ k* d9 O) S$ U; t4 U6 l        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。
: f/ l1 s; e, o4 o. V                               % W1 m! T; H6 E% n7 J" }
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
, ?4 V- D5 t) a* F( T        console:/ # ps -Z
8 _7 U' @; j- D. z        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
! ]  m( M0 {  B: g$ c        0 S forlinx.example.app
, O3 {( g& D. U- L; T& h% E4 c3 [        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
$ _( t5 u  o- _& p4 R        0 S com.forlinx.changelogo  p* I5 ^/ o9 c" k( |( q
        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。
5 e: M; j+ \8 f1 D! y$ `                               2 o! f2 y- ?7 c) G' n
% f. \+ m. y3 i! u
                                                   9 w# Y1 g, j) l+ G: I
        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。/ e$ e& ^( ^: ~* w& n5 R5 B. k' ^
        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:
: S. B2 O3 U( ?9 `/ N1 Z7 |# ^# r' s        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
4 e4 _% z: D7 _; N* i5 Y        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
6 t; c/ _; l: O  o" _' R0 H( y9 R8 }$ q
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:. A% w( Z% q( G: m' ^0 Q/ }) v
! O# V6 n- r3 y% e; n; T
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te9 G" V5 m: h% l* g" c$ @- g
        ...0 s: ]. Z% ?; ^  v3 j) G0 R) q
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
* A7 [4 ?7 q) ?& t- b4 A! N        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };/ O& v; T& g) J. y
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
, H) w9 P: ^  v; X4 {, F, F) |& z        ...
$ L7 I1 B2 Y" U        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)5 [1 |7 `$ I5 g) h* y1 K
        分析:domains:system_app
7 H; M1 y" r2 s        types:vendor_shell_exec9 l3 _% j  j6 g/ Q
        classes:file# F" [5 U' }8 _" R3 @
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans4 k( A$ a3 w- O' X
        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:4 \$ V8 L( m9 N, N
- c( g) K+ D1 j- x6 Z, N. g
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
; K& w- U  l6 I, y9 @0 A. f        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };/ ~. r2 a0 ]; |3 z1 U
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te1 E! N6 n' ~8 G- z
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };- E/ K- S5 Y( O  m  r3 l
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
3 i' _+ k2 b) a! @) ]) A
7 I; \2 X. }( f- d1 t                            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。* _0 ]; z5 ?7 O" p
; ~9 I( m, C5 `1 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。
2 ^  Y" B: |, {( [  a& v
  }, A' X: O+ l5 `
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