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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
3 H8 N, e$ j" Q) B% F        操作系统:Android10.0
, M7 |6 I1 [, ?* H) P: Q8 Q) Y' C0 f6 H+ t
                            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。  N4 o% S6 S" n0 A
        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。/ G, _# u3 Q$ ^2 `! c1 [+ d7 T8 P
                               
3 k5 F% E) E) a$ f( k( a7 N5 p- d        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。1 T# L) ~# F, K- M+ A+ |; {1 L
        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。
: B3 S+ V, l* Q0 n- w( ^+ u- I        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 @! i* {4 L& q: j        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 \' Q. ^, J) z' I) D# N
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
5 c8 l/ r6 h; c8 ?        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。
1 m& T5 I4 t( G$ [                              
5 L4 d. r: P/ I
7 R# D# l% W* A$ ?' \8 W                            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。8 Z" C8 S" h$ l1 l9 ]/ c+ M
        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。4 ]/ i$ k" ?# _& 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。
7 O: g+ ]& `6 `* r        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
8 }& u; ~+ R* `& y- G- l" j5 C
8 f7 N0 M4 }& G% L3 _& ]1 z                            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。- _* w# \# W) t: S5 O1 A
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。& ?3 S( z& I7 _& S+ A: V6 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)。' `% }  U5 r4 a
        策略配置源文件         1、external/sepolicy- l' u, W3 g* T2 g
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改+ v4 V8 I% w" p- b
: p8 N9 y1 ~2 l7 t" q7 m
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
6 o8 P2 e9 s  ?/ p1 ?7 C        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。
( ]" R0 R5 Y- A: c$ P' e; b# D( U$ J! b) R! ?
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:9 c1 J" F+ l( U8 z8 y% e
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor( r9 f7 G* i# w
        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。+ u4 U+ q2 J/ G' n
" ], J' z: J! N7 @, q" o  a
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
7 g! g0 o" v5 t* z1 F        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
4 I9 ?1 `! w0 _) c" y        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
+ u1 _" w) Z' U' I1 ]/ m* A        2、property_contexts:属性安全上下文
$ R/ b. \- w! v, E1 |/ x
6 q) z- n4 W; n, a                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
% F, P$ r  J5 C; k7 B        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
2 w, h* q5 t  P8 V3 f! y        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
- ?( ?! R/ y6 P8 d        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):% J( p, _5 N# B- K# s
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
+ j0 [9 r6 q7 o- ^3 |        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限; r/ j1 Q! t4 U# g; g2 E
        3)system_app 有android平台签名和system权限7 c& ?% Q2 s2 c% p/ t! q
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app& e" C6 }" y8 b) n* C5 D! U' w, 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 W7 H1 ]2 t: d3 K* m: k
        system/sepolicy/private/seapp_contexts& l3 ?" [1 f6 @/ f8 H( i+ k) y
        isSystemServer=true domain=system_server_startup7 k; u! O3 m9 e$ J8 d2 S8 J
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
' ]% K5 b- w8 y, B) H/ y* J        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file8 @* _* @4 e# X" S4 V" m/ [/ w8 e/ ], |
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file$ A9 }' z9 X6 s4 S' |
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all 1 j7 y2 d" S9 V3 y; E
        type=radio_data_file( j- Q, i& C6 x+ Y. S2 E
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file5 E9 ~( f6 b/ F6 {% x
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
' T% E4 [; @& P5 Y0 M" ^        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file0 N! Z; N4 K4 ?8 W, C- {" B
        user=shared_relro domain=shared_relro2 w" l( S8 J/ A8 o+ k! l( S3 k
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file$ F" o5 x9 X; Z( I
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
" d# \$ \6 f* `1 _9 ^        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
6 P8 l- ?% d+ o3 B        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all! ]' f2 E# [1 O6 u, c# c$ _7 I7 ?# K
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 8 A  |5 q; N  S2 u8 }
        levelFrom=user
0 ?, r7 D; k, H# m( }5 e        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
! x1 L$ v. u% G        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all- O/ H# d. J5 l
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user+ E+ Q' G  E$ _( I( q# C
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all& z5 \- H, s; ]
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all, G2 t% Z2 d; ?3 Y, r  U. B" J
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
  H- A+ m/ f8 F* w        levelFrom=user
" w# u* {+ G4 ?5 }' f# m% q( F4 U        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user+ O% D: u# e0 o8 s! X
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
; U+ Z3 e* b. K* z. O+ u4 i        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
+ {0 ?! Z8 @  o' N        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
- i( t: Y8 x+ N, E/ i0 r        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。
7 }3 q1 U: A0 }. h5 F, Z        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
. p$ H; ]: m/ E4 ~) F        Android.mk
& u! J# T% o, f7 t" h1 J9 _- o; q        LOCAL_CERTIFICATE := platform
: _% C/ b, H7 }6 k1 ~        有platform签名,所以seinfo是platform。5 C2 v( x5 ]1 a- Y/ x
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
1 }9 y: P5 W" P8 m0 ?8 w/ X! a  t: A        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。
# O2 I  U  A, F1 K                              
3 {! q5 g( U8 m+ L        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
% M$ B/ ~$ H4 l2 I7 b3 p; M        console:/ # ps -Z$ \( ?2 o% {0 |' T# w1 n
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     ! v, U, ^& j8 U5 v' z" g& b
        0 S forlinx.example.app
/ ^' C, X: F8 \& x* c2 h        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
% _8 m8 K7 o& R" x' K" E8 s        0 S com.forlinx.changelogo+ _9 |2 Z! O" ^& d. p5 X
        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。
  T1 H/ w2 ~0 \* t8 ]4 r& Z                               5 i2 Y0 i! ]( \$ Q& K" p
4 V' T9 H  d0 a6 k% N
                                                   ! a/ }, N/ d0 g, G3 k/ P
        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。
2 z/ e; e! c$ y3 |5 G" z6 e) ^        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:
4 j8 b. m7 c: c        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te& ?7 `8 m& D  L, f. x
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
* k6 D) P1 F+ i1 L  h- R! [
: Q9 O1 V5 `# m: x                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
" {' B8 j6 \: R4 H2 A
0 e3 ?# D& J* U9 t' F                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te! b! a" C, |; C. Q) ?
        ...# \: J0 V, F$ w. P
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
, d4 x7 Y( D9 \3 A        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
9 w3 Q  i8 I0 y1 x: O        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
! t8 r2 s1 t2 \9 c        ...4 m/ c& q7 [. k: d9 n
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
! @, o5 j/ m" k+ _2 @4 N# Y8 a        分析:domains:system_app
% w$ k# h. x. k6 N' W        types:vendor_shell_exec' Y* c) A) A5 r" x9 Q8 H, x5 a
        classes:file3 w5 d/ I, ~1 {9 k5 Z, V- F8 w# I
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
! W# E: i6 Q# k) c$ O( t8 D" v1 H        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:( U9 A3 V8 k& l' B4 Z# @
6 y1 a1 M' l% Q% ~! P
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te 8 O# W( V. J  {  G
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
) H" z6 f6 {9 R( \; L        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te4 M7 a$ ~+ Z3 @% r+ l" \
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };6 G+ |% S! ]4 a; c, o5 m# O
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred! z5 A6 _) @( e6 H7 L1 T. Z- n
6 D+ q! J/ V8 u7 ?
                            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。# y" t; t8 E% k% P& N
; s8 J  o# C: P5 ^. _; S1 m" e! p
                            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。$ m6 s3 j& l9 p/ ^- \
/ _# g7 U, U5 A* @! \
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