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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
, j: o! {- B) ^, Z6 C8 f        操作系统:Android10.04 @" r; q' p) m) z& x
, x2 X9 o% @; i1 T# u4 R
                            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。
! W  O: l9 Y+ p$ r7 c2 {+ h. V* 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。
9 e8 J( p# w8 E% ^                                ! P8 t) v2 @  |1 Z
        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。" N% O+ u  N! A' K& K( q
        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。
5 M& n- ?# i1 `1 s$ U$ f        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。- O8 p9 n" t, x, T5 I3 l9 e
        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。
% q. \/ i, S/ ?  d& }, b# Y* a        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux3 F2 U/ x( y! n: E4 y' ?: ]
        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 S" W9 D5 S3 x: G" g                              
7 @% p4 L* G* K( n8 ?! a0 R9 [9 f; j* s/ g* s8 r
                            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 `% ^, D- ?& s6 x) O$ @  C
        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。% o8 X& j1 S. r2 \
        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。
% _8 O* H( M0 X6 P2 X        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
$ ]2 e: W' W! s- U" Q# \5 r5 k: j, l1 J! U/ l
                            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。& I2 G% L) P5 {( w
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。6 I+ ~" H4 a/ s! ?; y1 e) Q
        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)。
3 [/ S' \, F- i        策略配置源文件         1、external/sepolicy
; f9 k: `6 B6 \5 W( U5 U: I$ g        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改  w$ H7 T1 w% `/ n* m! f9 z1 Z+ t1 l
4 O7 R7 _+ I9 J5 u  M
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
: M. Y+ z2 v: N0 w% |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。4 h1 H. Y' Z# p( b; @/ H
" T' L, n# w- V# u8 W+ _) ?- ^- j
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
3 _( @% Q, I9 |0 ~, h        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
" k, u$ S5 G4 e% |- J        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。$ n) z; [- S+ S7 m6 n( y0 b

* F$ V: _) `) k, d- g                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:# c* @9 ^4 b% _, z9 Q* Q6 Z9 R
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te6 Q* _! z7 k- h% G  ]2 [
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
; ^6 T2 F$ F7 E& R4 P  S        2、property_contexts:属性安全上下文( l5 i) T3 ^, F; j( ^% i
  I. a& o$ f0 g+ h. [
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:: w$ ^4 L& N9 R" H# O
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts3 ^' H4 p& g$ N! }% j/ E; }" d
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
0 n6 u7 h; n  |% _' h& y& }        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):
2 [3 }: f3 ]" v# O        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
5 I% K  N4 X* s7 Z        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
  M7 C/ Y! C1 i: x0 H2 l6 c* I        3)system_app 有android平台签名和system权限5 f9 k1 K  O( \8 }9 R
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app3 v. s% o8 @, H$ W! [: ^; d
        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
8 k! A/ o& R/ x& h6 C. u$ Q2 f        system/sepolicy/private/seapp_contexts
  w* U" l  J/ c$ G$ r        isSystemServer=true domain=system_server_startup
7 F0 o  `+ \6 P: H7 z        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all2 G2 g: `5 _' T
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file$ H1 ^" E. e' h/ A) R& q
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file: u6 v7 U) N: B; r) L
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
5 O$ P+ J& J) d. }* H        type=radio_data_file- ]; u0 v& e# g9 @; ?, O
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file" U" n) l1 I" @4 ^6 O0 i* m0 m
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
4 W- B  U. u: e! z        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
  Z8 {0 V0 p1 k. @* d8 R        user=shared_relro domain=shared_relro0 N1 Q5 {+ o8 ~/ K7 `5 K
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
2 ~1 W" K7 f9 [: M9 H4 t; t/ y2 r        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
8 W' o( [/ |5 {! S  `        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al) ]+ A9 o; N( S- K7 s' [
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
% ?4 _0 p2 }1 Q, g# F        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file # ~$ {& a/ U# q5 @
        levelFrom=user" X2 p0 n4 T( }* u% G
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user& Q! o: Q- r$ ^$ Q4 U% h" X
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
$ _* i% |. r2 J" z4 G7 N- l        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
! M. m" [4 [6 g# d% I3 A( r        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all1 o9 J: G* b7 ~
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all" h) l/ p; }+ q# ~0 e( ]  f, y5 C
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 2 ^+ }& _0 r- Z: o: p$ z+ U. X0 p
        levelFrom=user
( G  n1 K& K" P( H9 s; {! ^        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user& s" O* [) t* ^. w  z8 R7 p
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all% B" g, a! {& M
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
3 d$ L. m+ Q$ d, z  b6 v8 T$ ^        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
7 P* G* l. x8 z5 y- Y4 C        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。
' P# x9 R9 W# h8 C        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
1 k- Q3 j4 a: V: k: t        Android.mk
! y+ ^* `& q- ]) S# S  T        LOCAL_CERTIFICATE := platform9 u/ j8 n$ J: j, W8 r# C
        有platform签名,所以seinfo是platform。4 j6 J, N1 @  i4 B4 m
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/1078238744 t. k- N1 T" u. ?  X* M1 [* g
        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。
# ~$ o7 W) l0 n4 A( q                              
! [# [  _5 f' ^- {; |) q        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
! o' [; {0 h% R9 ]7 c. \4 w        console:/ # ps -Z+ J4 d0 H. Q4 d' ~2 h
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     / {+ p! C$ I$ s9 Z
        0 S forlinx.example.app
0 ^) Q  z. t5 a' u" A        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
. Y8 J$ J+ m/ ]9 t* g        0 S com.forlinx.changelogo1 @6 S( h5 g% `. u* u( U' t* {
        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。5 X! K! U- C% V1 c  D2 T
                               9 l+ v; V6 ~. d3 z2 m: m: L

5 r- e: `* u* }: t9 i* H                                                   ' F" }7 H$ H8 C1 H' W
        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。
' |1 L$ F6 A% _0 g# 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:" E" B3 Q3 f$ H. U+ g5 S
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te4 j- Y' I3 \1 n0 _8 w- R
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
( D2 ]% ]7 i0 B" R. u" \
6 l' T. v! |  [; O, H, v9 T% _$ z1 Z! z                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
( O# j+ {% i$ A) C/ H
: E8 D* q& J* Q  e( f6 V                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
% q; h" Q/ ]# c0 P/ t        ...
- O! y7 F& F! d5 X6 Q        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
( A2 `0 r$ U' Z( e* D0 d6 Z        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };/ y0 S, W0 n$ v" J2 X# b  R
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
' C, a  ]. s" y7 ~& t        ...
. B) S  J8 K4 [) q+ o$ ^. ]: `1 ~        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)* ?+ Y9 q* C( V1 j
        分析:domains:system_app
* \" G: v9 Y5 h- [, `0 q; D& L' L        types:vendor_shell_exec
0 Z4 }7 f0 E& F1 j% P1 Q; g        classes:file
8 h/ m6 u$ c  p' ?2 s        permissions:getattr open read execute execute_no_trans4 ^1 Q& x, d. ]" b
        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:/ n, P# g/ |# R9 Y1 K

, l- r6 Z5 u; c0 E$ i' f0 d                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
2 I& ?9 m6 h( G, @& W8 S" _' T        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
5 z, L' k$ T" u; z        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te# T& w9 F! \* y3 v3 @
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
/ |. x+ @9 K7 W- H        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
* O7 ]  k3 A. J; |1 w  p: J
0 k$ p! p' U  f9 s# {* c                            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。* Z" |2 w3 \, Y7 n3 e8 F2 m* d0 w

0 L& @/ B! G  c( G! \: p4 D& m1 T$ 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。
" F2 p& m9 X  }. n) G! {8 n9 K
# J+ V0 \0 o& I8 O& W& E! O7 Z; z
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