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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# W" k6 V# U* I; w
        操作系统:Android10.03 y$ e3 t5 \2 |; `3 d( S1 n

4 G1 |# x2 r( ]- p; _                            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。
. n& W# z6 y) |  q$ R& m8 ?! n0 n% n2 W1 F        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。
& }# s, \1 W- u5 U                               
. C" N* u% H' i" ]/ s1 A) O        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。
* a4 ~+ X# W0 H! o6 e        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。0 e1 t5 s$ T. Q; Y' W) k
        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。* f$ Y6 @/ Y# a- 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。
4 p( l1 M$ V& ~, x        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
. z/ F$ U1 Q1 `; {9 [2 Z7 G5 O        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, w+ Q2 \& z                               " _" C0 |; v( B2 B8 f$ |' n
7 t4 v! K, @9 F1 Z
                            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。
5 l; [1 d) ~- C% Y4 @" t  _) g3 s0 X        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。
  V& Q: e  E+ k6 _* o: \9 [+ H        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。; Q. i: b( L! F5 @
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
) U) J6 M; L, m  }
/ U. x# q: \1 l( A7 ?                            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。
: v* [2 X9 W% _& i        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
4 C/ H( p# J, R5 [" {# r% |% t        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)。0 o5 j% O0 G" X* @( |
        策略配置源文件         1、external/sepolicy9 O$ Z& \" p, q& e
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
- D9 u2 F+ O# K% A& F. D3 e# m) c& K6 I) M1 E" N3 g
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
8 z6 ?6 _* Y4 u* I        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。
9 u! s8 g8 `' x6 _3 W. N- V4 y
: Y# g  ^" g. \3 o; F                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:" B- R3 d' ^  Z$ |5 b
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
& D9 n( N: ]' {% x) o% d& G4 @        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。
" Y8 b' H4 F+ {/ Y* }& g0 T
; Q$ O8 a4 D" b' v+ S! g                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
1 R! q$ t1 W7 B6 m+ `. N        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
" {' I( @/ Z1 {9 H  m% z        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
2 W& n' g: j: A" a9 \        2、property_contexts:属性安全上下文9 V: K) g4 j. h0 M. J
& |* ?8 O' y& W/ y$ K
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:% q) K3 k$ r$ w
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
0 C( P( l+ ?# d( U! J        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
' x" ]' X* g  V        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):  Q8 o; r2 a) P  r/ ]/ r2 \
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
: S, P1 d. U+ v" V5 `3 Z        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限8 M9 Y  F( x! U9 Z  t; n
        3)system_app 有android平台签名和system权限
  Q8 P" _" W( \0 _: C7 I5 @        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app0 I6 l7 T) M, o: ?1 S6 U8 w
        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
3 F7 Z8 E4 i  L( `* w5 l, R5 M        system/sepolicy/private/seapp_contexts
. x: b1 ^5 z( V3 ?/ z( I& p, A4 f        isSystemServer=true domain=system_server_startup. M6 d8 S& H( D: p9 @
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
, G2 H  {5 E7 Y! T, Q- s        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file1 X( C0 f; P5 }+ G
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
3 x2 a; ]% h  M4 C8 Q8 a8 D+ `        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
* [/ i2 n! \  W$ M        type=radio_data_file0 `: n$ |( e5 @' s- O% T
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
0 h' A* \# V* X& n/ M) e; `        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
7 x0 S6 t$ A+ ~        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file/ t* h' X. L% `- G& k: D9 f# h5 ?1 b
        user=shared_relro domain=shared_relro7 z, x, F8 A4 \9 i3 t
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file% j9 a6 y$ N5 X0 p3 h% h4 q* c( W" N
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote2 A# J& G% t! M8 S5 S  o8 W6 k! x6 d
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al& s: N6 s$ g5 v/ C4 n( O
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
$ `) ~6 d0 d2 o7 }- _/ A4 J        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
( {; M0 _0 R% s& I, T# c        levelFrom=user
7 y5 k1 d- b$ ^3 @/ a# v        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
  s+ z; H2 M2 v$ p) `        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all& g' i/ B; o- E  m) Q2 D
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user- T% |( P& D! O0 W) |5 ~9 a
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all# v8 }) a' K% w
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all3 |; c' y. ~5 q
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 3 I1 m* p+ v2 Y6 j+ b3 i8 X+ ~
        levelFrom=user
: a3 y3 b& y' \" W. ]        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
. ^3 K5 _7 d* e        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
2 Z/ H8 ~% r1 n3 e% i1 \        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
  z4 k/ t( f0 p" ~0 p6 b0 K        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
, F8 n* ?# r" G5 @% r+ g        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。+ Q4 q4 h0 C9 S, x
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。6 F" ]  L' B0 v
        Android.mk
6 R: i$ u  K  ]$ M  f& @4 Y% |. O        LOCAL_CERTIFICATE := platform" S- x7 n& w- ~
        有platform签名,所以seinfo是platform。9 i) q* v4 X! W, f( `
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874" N1 l& y; d# D1 t: X
        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。. c3 j, `, @/ E( k, k0 g
                               # k2 j& A1 ?  j$ N& X
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:# }  u4 `0 v8 `/ |: S. m1 e
        console:/ # ps -Z
$ k' W! z/ W/ v; E, x        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
9 E) u( k( @; V9 W7 S        0 S forlinx.example.app- v* H. l. ?  B2 x
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     2 T3 g- a. M$ n/ O
        0 S com.forlinx.changelogo2 `" j' M+ ]* ^
        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。& U& F+ o" [+ W* a! H; o7 t3 {
                              
* C# ~. F. R" i5 o- X
( Y9 K9 R, \/ g* [* C- e                                                   4 _5 p) k+ V2 U1 Z& w
        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。3 b% ^' g; O; G( 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:6 E1 c3 I% ]1 x( l8 N) T0 V8 J4 O
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
* x1 y) h& c8 X2 C        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te/ j. p5 P2 R, a" B( `
* `4 K( s+ a( [- Y; q) k4 k5 P
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:% R- Y+ ^: v. A
, p  F) O+ ~1 e2 @' U+ B
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te+ S, d5 f1 x7 o) q& }, @
        ...
  b; r' g5 o4 M' d) o, E  _* m        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };& A  D' v8 k4 x2 d6 _& _# l
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };% T) a. g/ W0 I' v& T
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
: g% w% Q4 N4 B0 r  d" ~1 p        ..." @1 z" \. B( j, F+ Z6 t
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)8 t; `! U5 m# H3 E- ~6 y- X) ?' e2 l
        分析:domains:system_app
% x. ^* o8 ?& v: i        types:vendor_shell_exec1 Y8 M7 `) M5 N$ b# U- @$ C
        classes:file
" y* S# m+ R* V8 ?' p+ L! Y        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
+ T) f, Y- d2 d7 A1 G) e- B        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:
/ O  m+ G+ E* Q. q2 r' h" J4 D; p$ @. a% m) F9 `
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
8 G; z1 A" B9 F- z        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };6 B; H/ H" V5 u
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
$ n2 K" |& U* C+ p# Y         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };/ v  \8 F8 c2 o4 R- @8 o# |% ]! y) a
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
- U- Q2 I5 |% f& p$ c
. w! E/ T6 I4 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。! z4 _& p" R' r6 K5 ?5 e8 P

# l! p5 {1 [/ G  h. G5 q% c                            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。) b1 r5 n8 g. y+ _3 O

9 N/ g( s* V2 L, K1 u" _6 |
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