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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# |* @( t8 x3 E# M6 E0 A! N4 a        操作系统:Android10.0% n0 ~( w! G9 T

- j0 S. c! i' l1 X9 J4 b. J( @                            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。0 a0 W* S& w8 b) j, u7 O
        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。! d! f( d# U* U" c  L! ^) |0 L
                               
, G1 D) ^' I& p2 s6 B' h7 h        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 S' Q, [& O( P( u. O* y! F7 k        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。
& S. O: E, a& E* {; e        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。5 T- v0 g1 \( [
        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。
+ \  q2 u% Y# n7 R        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux$ d) |1 a7 j5 A$ r' G9 j4 V' P
        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。4 o/ Z% f. M' m& M+ Y& k2 Q* R
                              
$ H  o1 [0 V& `6 k8 H9 I$ g
5 P, l. H4 c9 P8 ^3 V' _7 E8 h& L/ c                            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。+ W' h7 d8 a9 h& 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。
  N( D" x: J' ?4 p! 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。7 V# k; m0 O6 N/ R3 R) L
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:5 l9 x) h0 m' t$ a) C

; _7 `/ Y# h+ P7 S& O: n; v! e                            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。
  ?7 m% E9 u6 ?8 I% c: Y        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。7 E" d+ Q' f- _7 R+ W; p6 a8 m
        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)。; h2 j' P9 s; h0 W! N
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
9 K7 E6 K; `- v+ R* u$ H3 @2 k7 `        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改; X* ~( n; m2 y; }

; Z# M' }6 M6 {) p                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy9 i+ x! P0 x' L8 I7 l3 Z
        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。
7 b- ~, l# p) F4 B
: R6 P& O& L! E: r: F7 t; [; y6 i                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:. D) o5 l7 B! w% s8 t
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
# C+ @+ m& G. j1 }8 A3 X        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。
6 i3 ]) J3 _2 k: i- \0 z
- ^9 Y1 t* b" D/ H$ [3 |                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:- h" b" l+ Q9 J. P: L
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
: C$ I" Z& P! X3 p% l        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文0 J$ q9 y/ _$ n2 _/ T# D
        2、property_contexts:属性安全上下文9 D3 [/ ]3 Z- Z, ^! F

1 }) s1 A& m3 U5 I: @& ]) 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:! M' i) g" k6 Y( l8 G. m
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts: }+ L' v1 |0 G2 J% V
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
2 i0 Y$ v3 E5 W: T5 {        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):
0 F8 U7 v) v+ I; Y        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限& x3 O2 ^% s# D7 b) |. w% m0 m% j
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
4 [$ Q( R" d* O# i- j8 M5 T        3)system_app 有android平台签名和system权限
8 Z% c; c1 b4 ]* B& Z# {7 J2 D        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
7 j) Y# G! Y7 P8 Z+ t5 m        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- U' z0 D1 j3 \' G  h
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
6 T1 y- {2 ~+ Y# l$ z        isSystemServer=true domain=system_server_startup
) W. |9 T: J$ P3 k% {        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all8 b) C* y0 G( N* e1 d
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file# M+ j) M: A0 b3 B
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file# w; Y4 Z7 e8 Z- }
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all 0 l, q$ N" `0 ?2 Q
        type=radio_data_file
0 I" O$ {! @9 |) `( _        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file- ~3 I. b. u  _, i" @5 r/ I  u
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all/ U6 `' \- [6 B  z$ i( V" q
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file. _4 @2 k3 ]2 w
        user=shared_relro domain=shared_relro0 y5 E; H% n# x7 i, u* \+ j' H
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file! Y# s, B0 S9 u) m
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
7 r! k( T, Q, w& t* U$ P5 w. P        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al( y  e2 _! U3 l1 Q" n1 J: B
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
2 A9 o/ B( n" k) y3 S! Y        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
! w- ^! q8 X1 _. R% L! K4 P8 {$ ]        levelFrom=user" S6 X) Y. Q6 Y& D# j! u
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user* q/ i) }6 u3 R7 Z) N; f& h
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
( t: D& |8 |1 J        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
- X. {5 d5 h' A) T( R: R        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all* E1 f$ ]9 n1 f5 u8 u4 S
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all. ^+ a6 d3 Q9 J
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 0 h3 A3 j8 t4 F& z8 Y
        levelFrom=user0 F. ^) `& N, {% V6 Z( N
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user$ N7 {1 N6 D& E  Q" c6 u
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all! H$ A) u7 a  w% D
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user; q9 f3 Q* c2 k2 w* c$ q
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
7 F7 f# b3 I3 b) y+ H        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 Y/ K- ?) h' ]! Q8 ]8 ?4 O
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。& J+ w7 |: k# Y1 O
        Android.mk1 _- I- ]2 F- T9 `4 J
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
% b! d. S' Q1 t; a. |        有platform签名,所以seinfo是platform。
$ w  i) ~1 Y! [( W0 a/ \& h        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/1078238741 n  K0 e( j3 _. x. y4 E
        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。
  D( X1 B+ l* H8 i) t- k! x                              
5 t8 |! J% S7 g7 |  h, K        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
* \; m% @6 b6 [' w* D" H        console:/ # ps -Z
" R# M) f6 s$ `" P5 {% D        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     3 ~! c2 z- \2 F
        0 S forlinx.example.app& C9 T- |- f- K% d& z! y+ k
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     6 |: a- N: U7 K# q3 y3 f" K$ O
        0 S com.forlinx.changelogo
1 s  f, b8 U4 M/ N& z        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。
( l7 R) x: i6 G) Z2 h                              
/ M7 z$ ^4 `6 n3 _$ _5 Z0 O, d* Z8 W. N
* Z( v. r$ I5 ?( y                                                  
" D" k& s( n+ K! D$ f8 w+ 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。
/ X% [' D4 z* 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:0 g9 @+ g0 g( x# V
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te" U# Q" W" F5 L! E4 ~
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
- c. `( C. K( p* X& J1 p
% F2 v2 V! d# C6 V% X  V1 U                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
5 d* {; `6 R" y- |3 d$ o
: ~0 b' q6 O  @+ N                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
8 r' ^! \9 q6 l/ ~0 d) C! H3 |  {) T        ...! r$ Q- }' E8 d: ]7 C
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
" @" B* B* m2 L5 c  w        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };1 w9 ?# H1 T" q& G9 M( O
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };  f( Y+ c* z; \! J, _# B3 W
        ...$ c" E( v2 c& s) h. v3 m
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
5 h3 I- ]# b) \" w7 V& C: [) ?; q* S3 u% J5 W        分析:domains:system_app& }2 p! C  L8 h+ R+ C/ T* U
        types:vendor_shell_exec
8 \; {; F$ i* H/ Y: {* g8 a: x& Q% i        classes:file! z3 _; [1 _+ ^# E! Y2 g4 Y
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
% K0 C% `7 H/ l        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:% J/ w9 f8 h5 ^6 z6 @2 l1 j

. s. O  J: A1 o" v, T& _                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
2 {1 E9 S. U5 J        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
( i+ \$ c  _1 \. z6 v' N        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
6 f; ^% `5 z* \         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
4 @. h, N) y9 h% D8 A) Q        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred3 Y, `& }, |4 B3 A) a# N8 `" X3 Q9 i' j

" T& w3 h) b3 S& N7 Q% N                            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。; J6 K6 N# P$ D1 Y

4 B8 D" w" D$ j4 S& D( k. Q                            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。1 G1 U$ m. p5 `6 v, ^5 F

; S9 e4 H8 A/ H& ]
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