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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
( _/ i# Z# b. ^1 Y2 u. G  {3 J        操作系统:Android10.05 P9 \. o2 h3 V0 d2 g5 W+ G6 ~; {

( b0 I2 w" e7 u: f- a: }0 }8 c- 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。
- A- h& ~* h( y/ a1 b0 H        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。
; ^& C0 K9 H8 N                               
! R4 ?; Q$ q5 ~7 @2 A        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 l6 Y# n8 c" T* o" G
        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。8 [2 a0 Y6 S- ]2 [5 Y' {
        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。
! A7 ^$ {) `) E( ?: v" r        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。
$ H9 }5 E* H) t$ L, v1 J% Z0 N" M        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
8 P9 S7 t0 Y. J1 ]        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。7 S0 y) q* r( T8 p; J# L6 w$ m
                              
9 S5 E" _& _2 O  ~  Q
: C6 E1 @) _. s( y& H                            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 U/ Z) A/ }7 J( z
        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。
, r, D. x# e) X4 V. T- o. o        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。( Z) a# S; C: x+ R
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:- z6 X+ b3 m( x9 t, `3 F' S

0 \7 s2 N! c6 N; c                            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。
: J. {$ N# G+ d$ e7 z. t  L        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
3 f7 S) [" H& X" G5 N        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)。, S' M, ]" j  m, C7 B
        策略配置源文件         1、external/sepolicy# ]) g  v/ X1 R+ ?$ N- {. C* u9 t
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
( n8 r$ x( N5 ?( i" O1 w) p. @: _$ ^) Z
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy2 W' G, J# ~0 W7 `$ {6 _
        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。2 X* V: ~' s( n) x7 `
% k4 z/ r! x. ?
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
4 {( H: a# k% ^5 Z        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor+ }) G  A. `) M7 z1 c
        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。
; C, O: C& w. n' h  p. E- c  f. g) p/ u" O/ T4 }! |, x
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
: _/ u# b- ^% Z0 d        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te7 ~  i7 p5 |- J6 \8 f( v  P
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
# K8 T6 X7 ?( u; O        2、property_contexts:属性安全上下文
( r4 ]1 p2 O: ]( }( V& h" w5 u" ~; f5 m
                            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; [6 o+ @$ u; k, ?( [        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
. F. D! K/ H, X        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
) E) v! Y% n" g0 e; O, p+ C        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+ W. y6 p4 {& A  m
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
  H: l; Q( k, w5 |9 w        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
; N0 k/ i. H, D5 n5 Z! Z  A- b9 [        3)system_app 有android平台签名和system权限
" E0 Z1 A% {' Z4 c' U        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
5 r8 E; {1 o% x- d' 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% t! ^! ?6 s/ D2 F3 ?* u
        system/sepolicy/private/seapp_contexts0 ~. ^1 }; e2 _. ?0 Q" t* c
        isSystemServer=true domain=system_server_startup, L: v3 i0 f( W! ?  }
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all5 d" @& u& z' n+ x5 i$ a
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
8 K; r' g; @1 C0 w8 R, L7 v; r        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
" @8 J# K( v3 g3 l        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all 8 ~; E: m3 H$ t3 A7 y1 ~: d
        type=radio_data_file
2 X# h, q. v% O        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file$ q- D9 F5 K8 P& ?- T/ ^2 m/ y
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
9 F$ D& M, I+ S. d$ a        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
# n+ o/ `. M' h        user=shared_relro domain=shared_relro
# ?$ `5 N* D' r) v        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file/ I! D% {& U+ F9 j( S
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
5 c1 w6 z; w- Z- {0 _        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
) K* ?/ X0 M) k8 M- k4 V9 x. Y0 m& }        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all' \% b! h7 C: p9 b8 v  z% Q( f( x9 }
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
& W% M) }' D4 P5 O* O+ P( ]        levelFrom=user
& T3 q. v: u) I( y; P7 F0 `0 _        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user9 s6 l9 Q! I( D2 X; p7 b
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
6 e$ ?  l! c$ @/ [# h% m        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user( Q2 ^0 L% z8 l$ m) A, x
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
. C! a0 z' j3 k. z        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all! s' @3 c& c9 Y( F' M6 V! w
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file ( h( Q6 p, \8 y8 F8 L
        levelFrom=user
  x: R8 |5 r7 y1 B& E        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user2 c$ V! m4 ?+ |( g" v
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
4 ]3 K  \! W- r$ i7 q5 A        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user2 z0 i. d2 k0 h: ]$ V
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/815305680 w& _3 \( V, `% a2 N3 v+ Q
        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。/ N1 T6 _' p! K" [: X$ C9 M
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。8 m6 e" W# ~! o+ s' N6 f
        Android.mk5 A; I; _) x- w$ Q& Q2 B& M
        LOCAL_CERTIFICATE := platform, i+ Z) b( ]: R. I& ~. U6 c
        有platform签名,所以seinfo是platform。! {0 k# G( u# S
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/1078238742 Q6 O9 u& y8 S/ {  v
        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。7 d6 H2 x: a9 A2 N1 ^% y" Z
                               3 f% w" G" U& e4 E3 z
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
0 w; n# B: z2 f  u        console:/ # ps -Z
2 h' a; W: m( }) B+ ^        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     $ A. ^' A( G, p  \% e1 X
        0 S forlinx.example.app
( r" R! w, X) L6 t( b5 i! m: Z        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     ) h$ k0 W; E5 h8 Z2 D, h
        0 S com.forlinx.changelogo0 Z. s- j% B6 O2 q" _
        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。  L% J1 K( W" Q3 ~$ I
                              
5 }/ t. D# B, }, u2 e' y8 L( r5 q% i* C. q4 X
                                                   ' H9 G9 N# c8 y9 _5 K- \
        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。+ W: x  B: ]9 G; D# a7 @% 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:' f6 G. g0 X; n6 x) n& |  B; K4 t) A. g
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te: R8 u' }! z( n
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
: x9 n$ e" d9 E/ l
5 _. v6 v6 X4 R% ?9 X( i" I                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:, J, Z  U* ?' I4 P  N
& x7 I8 h8 T7 y) f3 Q3 K. r) n' l$ L; n
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te9 H7 X  [. r8 H
        ...6 l! e- h1 K$ }- z' q0 {% ?
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
+ ?! k3 Z: X8 \$ {3 E        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
0 h$ X0 s) V6 a9 O( i  O        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
6 t5 w- d7 p! K" h6 w/ @( r        ...
& F; W+ i3 I: |& K( ^        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions): u* f. o2 P  \+ I( x# k% y
        分析:domains:system_app' H: w: T  y$ t9 P3 w: ?
        types:vendor_shell_exec+ A- y; Y5 Y+ D+ ]9 B1 I
        classes:file+ I( T3 `$ f: g  Y& l# u  x+ e5 V, _
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
5 A: V' l. Z. r1 B4 e/ ]3 J0 n        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:
$ a8 B+ C! W. Y, @
+ E7 E5 B' v! A                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
/ q' w: F* q" d, A  O        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };1 O1 q8 V: _* k6 Q9 ~7 N
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te) c/ V6 t; Q& v, A  \3 i0 H
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
7 }1 v) ]$ T# A# N        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred+ g- B) ^* Z& c$ F9 |6 r

0 B' V2 V% e3 R6 i% D$ _% \                            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。
* [5 T. i  `/ N: t, A* h
+ S' F7 L+ @7 F; t                            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。! B5 X& T/ }) c, e! Y3 j

3 v) [4 I7 X$ {/ {1 Y( x# {
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