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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
% L, F8 {9 a# i% n+ X2 [. L& a        操作系统:Android10.0$ @" Y6 V5 w% b3 [8 k

: ]( r- i7 }2 k) f                            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。
- b, F# e% r; x& x; y# W        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。
& o& d6 O. Q6 u: S3 z/ o                               
9 O3 @# u$ B/ I3 J- s. \4 s        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。
4 t$ X0 d, P4 U        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。7 C& \% F2 p# p" q8 d9 O
        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。! X  K5 n4 x5 v
        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。" D5 p, m& J/ a& m# x: M
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
' X' Z, ~$ K: a5 P  S        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。% `" A9 t* v5 o, T& ^6 O
                               . ~5 w& d3 C( n( W, \, k% E% Y

  w7 O3 a9 Y8 A$ {+ O                            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。. _, @% }( t) |* M( r
        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。% E, X! ]' F- |5 Z( [( k
        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。2 T  o, T; n; ]+ o0 D0 C! M
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
" F' q& x$ [& P$ C# Y, Y
, g$ F" F! `: M' V9 ]                            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, \3 E  R: L( a, O7 t9 g. A$ n
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。) [9 A% D, f/ a( J" Z2 I, A$ \- F
        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)。& b9 Y" u% b- ~7 @$ @8 r
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
: s2 R: c9 R& z7 x* A8 O        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改' y5 s- H0 G& l! z+ l
2 |4 u3 O# P$ W9 g, a
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
4 v- K; I) ^+ V1 n4 H        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 [2 b' d4 g! i& u, ]5 v
( I0 U0 U8 V+ V. p- E% [7 ?                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
, r+ a2 m* W3 k* _7 Z: F0 i        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor  `: G: o7 X3 e  {# B4 X, L
        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。
$ d# O5 ^4 p; O, o2 g: T  w+ V1 u- J7 ?- ], A# E
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
; N% `; u: J) ^, ?5 ]        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
, B7 K* A$ a4 [8 d* V# k) W6 I" T) X        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
# u; g1 H* l! }/ a9 v5 D) i  j        2、property_contexts:属性安全上下文! O9 d. N4 Y) X( t/ D8 p+ z

! C( |3 \% t  T9 w% 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:/ j) N4 c: }' q
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
6 x3 H! S  J$ ?: \# H        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts2 h- V# _$ P! |6 h! ]8 B! J
        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):8 Q+ e: [0 l& Y5 n% s; h
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限' t+ f8 o5 d' p4 X7 Z( U
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
% f4 c" i6 o0 |3 E        3)system_app 有android平台签名和system权限/ {; X: P1 A1 ^
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app# h- z' w! d. R$ g
        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9 P% u! {# d! ~: W6 N
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
  \; U2 I. b5 k: a3 F( E, W3 F0 [        isSystemServer=true domain=system_server_startup6 W8 K/ P4 @: C+ Z/ y$ x
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
( D* H9 E- X! Q9 ^        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
, s+ G& U" L% V( g; w        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
* F  d% @# h8 m# \3 o0 m! J% ^        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
8 I. I( X3 }  m. \: x' B        type=radio_data_file# K' v* P* e7 F3 \0 J7 P
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file4 _8 q1 B$ n0 h
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all. U& ?% [) M3 c1 }- u* {* W; k& W
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
' R% r1 x& j, t6 B. A3 C5 U" K        user=shared_relro domain=shared_relro0 }! |' R9 D3 X4 O. m8 v# M
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
- I$ e* b+ f4 w1 l5 g        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote& R7 O' Y1 p0 y7 L: @; j5 f) i
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
8 d- S* _2 y; I" c- m$ j        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all, x) e5 F% h7 i0 g: X
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
( j: K3 @( Q: k: i        levelFrom=user* H6 e3 ~4 s9 G6 {+ H( Z2 d) q
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user/ \5 n, k8 D4 P# w) F7 P& g
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all. F" s( j& K7 ~; K2 ~. B$ @! t
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
2 B& M; c+ a- }6 B* u        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all, V8 G. Y, n7 T, A! N& }% ?
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
% y) {: P( e# \, [7 C        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 8 \# e; v8 x3 y# O) V
        levelFrom=user6 I7 m& f+ b$ b
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
# e( n* R6 R  r" E: y  f        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all' u  ], r/ i% Z- u: c
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user# v0 _2 I5 z$ |* I$ O
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
- a; O6 ]- t7 B' Y7 Q3 G& k( s  A0 v9 |: o        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。
2 ]$ F. V7 @5 g3 _: H, I( m  p        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
* S/ H' N: |6 ~$ S- i        Android.mk4 C+ r$ _; J- }) T4 x. r
        LOCAL_CERTIFICATE := platform( `  o4 U) t. k, q3 h, q
        有platform签名,所以seinfo是platform。- G+ M' G: k/ i/ @' y* E- U3 h& A
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
) C0 C6 @' h: N% @1 M; t+ G, \0 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。. ]9 }. r! D8 l$ q
                              
- u' ^6 a& d0 S6 q& n: n        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
7 v& x# _* J4 h% X- L; @: [# l        console:/ # ps -Z# h+ `* i" |$ t; F; m& ~& w
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     9 L' x1 l# u8 m- Q
        0 S forlinx.example.app
% {. n+ C8 D/ F* {& m        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     1 h% A7 P" L( N6 Z+ i: g1 O$ N- r
        0 S com.forlinx.changelogo5 [* P$ d# e2 Z) B) N/ H2 s
        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。7 C2 p" T; \. j
                               ! W+ P9 x# w7 [

- V( _! ^/ i/ \* ^$ e* k/ ?0 m4 ~6 W  f9 i                                                  
8 E9 p$ H! }$ U+ 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。0 O& j4 O# e6 V
        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:( p# ~; q+ i$ k* K: F) C
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te7 U) ?- Y2 d  L* s. E
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
3 |9 Z7 X. J* N/ h9 s
0 f; ?+ B1 L  j6 k' ^                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:4 ]6 k1 F; T: j$ T. }* j
9 c; S* V9 s1 N
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te' ~5 L% ^9 p, s  Z3 n' {  g( M
        ...2 m& z4 f" l& [5 _7 ^
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
1 j3 T+ q, b7 |1 T" C        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
/ r$ l" R6 p8 y        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };6 e2 \  H( s6 c+ `) e
        ...
0 H$ {3 g: N6 M7 H* @* i3 c        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
1 n4 {# s4 B* {8 Y* ^5 h3 R        分析:domains:system_app. E8 H6 u4 k( o4 k# C* l
        types:vendor_shell_exec
- h  K: F/ a' Q, z        classes:file
! K3 b# x! a9 \8 U5 I" z$ ]. f        permissions:getattr open read execute execute_no_trans! S5 R+ T& ^% P4 ~. c; t
        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$ B8 y% k  j) k+ `, T; A* S
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te " ~" x1 |; w2 ]$ j: P7 S. m
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };* o, i/ |/ t$ h/ }% \3 N
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te( h% g& [; @  }4 K& c) S! Y2 _
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };* @  v0 q' ^% y1 M- H( P8 N
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred7 R, y( m0 L/ g/ D4 I2 G
! n% R, O" i% I, |, ^) Q$ s3 G' A
                            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。
' a# s+ h3 S) n( `0 X8 @0 P: R  b# i, M! v2 Z$ v  c& m- M
                            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 N- ?% Y; Q6 J$ L8 D. e9 B

, a- N! O6 J2 i4 @7 c
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