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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
! p% r9 J$ X' Z4 w1 N* H6 J        操作系统:Android10.0; N2 R# O: K; j8 w
2 h' t) w8 T: 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。
9 J2 M  S8 c# H* ^3 K- L& 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。
# d4 U/ P, v* n+ {: `  B+ C                               
& N; A3 F% P+ s1 ]4 y* S2 X        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。
+ _. Z) z2 U: q. s- H        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 F# }6 K6 y( O7 P, K1 ~. x3 s- a5 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。
8 A4 e. g& E4 D        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。
7 f2 T. |3 {! C/ F6 U* c        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
# P/ C/ i' U9 p8 V4 f6 t& a        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。9 u  Q: y6 j! ]/ A) X! ~
                              
% o6 _6 W4 ?' L9 T, C9 s/ Z3 |1 x9 E/ f- O7 j; h' `' g, Y
                            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 q( R9 F+ s  ^) U4 O        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。
9 t* h3 Y1 N# [        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。6 o+ f; r9 l0 `, ^( \$ A: d, p; l3 n
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:$ d: P( s! O0 a8 V" v1 I1 a
% [. \8 f/ H# ~4 r
                            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。4 m! \  z% M( ~3 L) g! E
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
( x- |$ V$ B0 [, N& b; 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)。
* d; V7 V: k* ?& s; h        策略配置源文件         1、external/sepolicy
/ A# i" a6 l0 @- u" o. F+ h/ `        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改5 }+ i  Q0 V4 i- `
  c# |5 q9 ^" O
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy3 g- G0 g  O4 B( C" R
        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 e: M) b9 z
: Z% F6 K& ?' ^( w* y' y5 `
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:# R: r; }; p7 t6 X
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
; R8 G8 Y. c2 h; a% _1 ^        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。
/ Z3 `9 b, g4 }- [9 L, l7 B1 H: T6 \; J, q) r
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
9 {; W$ h/ \7 _" A        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te0 _3 c8 a: @- X- t. G
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文+ O1 ^  N  @8 Q5 e1 I
        2、property_contexts:属性安全上下文& G) p$ q8 h5 P' t
& m- Z! l' F+ ^) v
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
$ X; S1 [! r( @: k$ c, j" q        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
- M/ h: E+ P+ A/ F% C) @* l" U4 X/ a        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
& B% @' y( P1 R% 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):
/ I) }6 E) o+ F) y  H  ?; ^        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
8 N/ d" ], ]5 p# J        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限* P8 s% h  o7 Y1 m7 B" F7 t% A; `7 E
        3)system_app 有android平台签名和system权限
, ^- m( _4 [/ h        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
8 s7 j: M: ?1 n( H- {        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4 \. a2 i6 D" z% a5 v" ?$ k
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
* n7 C$ j5 K4 t5 }1 f        isSystemServer=true domain=system_server_startup/ Y& r* F0 u: M- P4 r9 S
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
: L9 x  A: b" x' S* F* @        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file+ l7 e" I" |+ {  N: A
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
& j( n7 l2 j0 f" e        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
0 Y) [" e# Q6 x+ f4 B- j$ D        type=radio_data_file, r" G! A6 s, X
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
5 }) ?; @$ B- Y) k8 l9 s0 ?        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
5 L3 p3 p; Y6 S6 [9 Z& n, _        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
9 n  T6 U# U& T, f% u4 h        user=shared_relro domain=shared_relro
1 c9 f; W( b$ i: c- C0 }        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file  Y1 S" t- ~: B8 \9 g$ j
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote/ }8 O& z4 {' T+ g3 \% D
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al" k+ h  s3 j8 s& I# D
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all9 E: Z! m- b2 q5 B6 G( x
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
" L1 j5 H' T0 y) Z1 f- g        levelFrom=user
# ^- n( A3 N( B% ?4 h        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user- k9 ?  p# [8 I1 q( K
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all$ W1 p1 d. e7 \/ `( i; [: [2 C! x
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user1 k5 V# }8 z* @3 b4 N4 g8 A2 H
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all7 ~& b1 O7 c, t8 x6 a' @
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all5 W& R, i/ x! t& {7 C$ }
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 2 K& b7 p5 n& V+ [" Z
        levelFrom=user
% G1 B! g( Q1 c# j# b        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user5 S% @4 r" T$ Y3 \% }" s
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all) e. @  L& k$ r2 L) i. x5 Y
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
' z: W: j0 d" h7 Q7 _9 H4 i        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
: C! v' @: f' f# r& V1 w7 J        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。8 b" t$ ^- s, v9 t( L, H3 u
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
- W+ w- {/ h4 n% y" _        Android.mk
5 L" ^3 h7 x* y5 L7 A2 C4 |4 [        LOCAL_CERTIFICATE := platform: ]$ A$ L# f6 D0 d$ A
        有platform签名,所以seinfo是platform。
; E7 n5 M4 S, Q. ^        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
7 P$ R+ O" E9 j% P, ^, Y' r1 ~& b5 C        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。
* U8 E& y3 t2 e6 F                               ' h7 a0 N, D, S( G; Y. H! T
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
( S/ _2 K7 ^) p+ j9 x( f( A% i0 X        console:/ # ps -Z
7 z% S7 ]9 }9 Z; P& `3 L        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
& ^) ?, D+ {) K) {9 M7 |        0 S forlinx.example.app9 D- N+ d4 p: }
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     / b  v! Z2 Q- _0 G  r
        0 S com.forlinx.changelogo
7 d3 A/ D8 A8 l        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。
8 I% O2 r0 v4 }' `& }) V, Y                              
4 Q/ q$ p+ |; z+ N9 h6 m7 n9 @3 Y( R# K$ Q- c
                                                   7 x3 b% S9 N$ y4 n
        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 Q) t  P1 z+ H# _9 @- c+ |
        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:# H2 x/ ~/ N+ S! h2 k! g( _! E2 f7 `
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te: G/ Z* R* M0 [% Q" Q
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
3 b& c$ ~* s& E( L# b
6 a2 X8 d2 }! e  c* g                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
! y; C% k9 A* b# B8 x. i! m0 F
4 @% I/ `3 r% L9 e, ^) M                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te* X! I* g/ ]) T. d% v
        ...
8 G7 t( P$ q9 u: E        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
1 E- E4 O; O4 ]2 [' y2 B( X        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
* A( o9 `, s1 p/ k        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };$ e& d0 `6 E  B9 I% o5 u
        ...
2 I& T* L- T& J  r( Q        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)& b+ }, _) ^/ m5 t7 y+ A
        分析:domains:system_app
* R/ o' \/ h% s: o+ Q* m        types:vendor_shell_exec
( [1 S+ }: q) c        classes:file
+ t# d3 S# L  {        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
# `# A" i/ e, v        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:
1 E- K7 q1 P- V3 i+ |9 J$ s: A" s/ C/ \6 O
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
$ u7 \. j8 \( k( d3 o        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
, j% o% ?( w7 I; b, k6 z: N        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
# M4 w: {( d' ~         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
4 ~) R  U8 |' d- ]& D; x$ G        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred7 Z' ^- h, B$ W# C& E$ }+ k$ p5 E

$ r1 S8 R! C6 A7 D' H                            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 d4 v$ q) q$ w0 z. C3 j- y

7 m! \) A2 h5 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。7 m0 L8 E, P+ M# g, w: A

; R  b$ d( m- M4 c* |" t
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