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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8 g, l' u# n+ ?& j, s
        操作系统:Android10.0
/ n! L" D- G; e1 u( M" I1 O* N! _6 |; Z' m2 u( V& X7 s
                            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。
& Z* D1 Y, y! F  P/ p( I! [        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。
- @7 G# O7 v- V  G' ?6 `4 O                               
; d% t( |/ C. s8 L$ Q2 B        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。9 [# Y$ M( p6 W+ A$ x
        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。
2 ?! W) i( I9 _* S9 Y  M        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。2 @7 S( h8 A) H3 _# h1 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。" {' i- Y& B/ {. T- }
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux6 ~% p3 [! W  x
        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。: h, _+ E# h& l$ F/ V3 Z1 ]9 A
                              
# q1 b- F8 o8 n' f1 O" Y8 T' p: `- V( _9 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。
* S) j/ W4 H6 q. 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。- C8 W0 n" n5 f, t
        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。# `" G& k$ i3 c: H- q5 W
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
7 O7 E- `- t1 W+ N# t
, [( D# u+ I; Q9 V3 S: B                            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。( d/ v  l  y  {4 H9 ?7 Y& H
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
9 E9 R0 C0 H' t2 G        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)。) m2 o9 B9 i6 t+ A  v
        策略配置源文件         1、external/sepolicy. d/ I' M$ O  a! a) E5 u  U
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改2 X) ~, X$ Z2 Q# _8 k

( @+ A! @( J. ]9 w3 A( F! Y                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
$ @$ K6 t! y: o6 S7 o3 d0 A        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。
6 m3 G9 q4 z+ {6 ^0 h) Q; n& F/ B3 \# u5 p+ i/ e7 m. B2 J1 ~
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:6 ^9 p) |5 e# p0 J' B
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
: k/ S3 H2 W6 |) A        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  j$ u7 n8 ^. d; y$ v- `8 p

" o4 m* j: [& @& Y2 ]1 ~6 c, q; ~                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
) Z* \) b' ]' e+ M        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te# ~& F" @! Z1 U
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
6 F* y' c* v+ @  \# z6 T        2、property_contexts:属性安全上下文
& w$ w; h& ~" k+ {/ U3 \( Z* y  u5 [9 @- q) 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:1 l; e* T$ }! n7 ?
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts: ~) O" O. }( w  l3 b! l7 X% |
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
2 S. I8 }2 ~! [% |        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):
/ Y; g0 g; w2 i0 Q+ `) o' Z        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
6 Y7 y" ~5 V! G' A/ c        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
1 Q7 `/ d; V7 Y" Y4 ?* [7 q        3)system_app 有android平台签名和system权限3 e- r- ~1 @9 |' T+ y. x  G
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
4 ?* S2 }, C% ?( f2 B8 B7 D* L/ c: y        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7 P) q* m6 F( }4 A5 H
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
/ U& u/ e  x  d# p6 T/ b        isSystemServer=true domain=system_server_startup
4 D; F3 }8 O% J( K# \2 ^        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
/ U8 q) L0 u- h6 c9 e! ~+ {) K        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
7 ~- G, N1 {; \" q4 ^        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
  y* Q9 K5 @8 t# ]        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
" `( x# }1 I# V2 N' [$ n& o. f        type=radio_data_file
6 Y7 p  k  i8 b9 P" x        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file* t' x( M0 ~; b( r2 |7 C: H
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
, {' R$ \. k& a. D0 [        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file8 ^7 A+ y- \7 e8 [3 U7 w
        user=shared_relro domain=shared_relro
1 T! E! D, A. _" a& N5 K& j        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file  D5 {. p/ S% F
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote0 N4 F8 m* Q$ [( n! Z
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al- x; [# O7 |9 q4 a" P; u# @. S5 k
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
$ X9 t, L+ _# ]        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file ; B3 f4 r, z' x6 L! h  {" G
        levelFrom=user
& c/ }4 {+ Z, u6 L        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
- d8 W1 n1 O! s  f, K+ d  m9 I        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all/ I* H3 N: L5 O' g) m! `& a7 R
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
  {% c% u1 ^: B( T. x" q& j        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
$ ], J& B8 Z( j) s' L6 L) c8 a        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all7 G3 Z7 ^- Z, S6 O1 ^
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 1 c1 m: \( [3 v
        levelFrom=user
4 n9 C" D- U, N) I1 {0 v% ^        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user) D) s" C7 x6 m1 Y  R# {7 m
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
6 F: t5 {$ K5 g, Y( ^. e        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
! l" r- J; P0 L6 j6 _        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
3 l. B4 _; j, }* O3 X7 H1 I) G        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。9 [% M3 W  m  f  E5 S4 w5 Z8 G
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
* G: e) y, U" \+ K# \        Android.mk1 h* e; V0 @3 q
        LOCAL_CERTIFICATE := platform+ X6 i! ?& B4 f& ]  w4 I
        有platform签名,所以seinfo是platform。- e0 \$ {$ _# k( M6 E
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
7 w0 h! G, D0 s8 s1 L  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。& M9 ~9 X/ K' `' z9 u% O- n* f1 B
                              
9 B: J4 \: y- u7 o5 q+ Z; |4 f        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:4 L+ P2 Y% [( |
        console:/ # ps -Z; Y% A- m; N" D% h; F- B
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
  |& K( X8 \! J  k5 r% [  b( x        0 S forlinx.example.app' [' U. X$ I2 z9 I" K
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
$ F: z! y2 U1 N+ D! d0 F) z        0 S com.forlinx.changelogo/ ?6 Q: A% X1 k
        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。
- V/ ?' N8 A; W9 ~6 Z) w% j  V7 G+ i                               ' _% L$ {4 H4 {2 y

; i+ F3 C6 v) _$ V4 i                                                  
' B3 I. |; D9 ]2 o' c$ _        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。
7 b+ T8 O1 z2 m, P; I; w  A        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:
/ j0 s" v/ @) _$ ^/ G! m        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te- G0 L2 O* j0 l. \& h
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te6 b: S  `" X, [) p+ C/ e3 c
* V3 D: ~- b( t4 J# a. l
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
$ _! p( x: X, V5 F" D0 c; S- L: V! {' {, {) h' e8 U! X& T7 q
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
3 w  s, d$ l, [7 U        ...
4 a' M1 _9 {" k; X        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };9 }7 U! X1 O: t8 |% m
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };2 Y8 }/ q- a- Q7 U( P6 F: m- w' e
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };5 N  E2 _. [' F% D
        ...$ J& a) A" J0 B0 [+ J. }
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)) O8 K: S4 y. x( Q9 k: N
        分析:domains:system_app
5 z+ U' A1 W  n- L) q        types:vendor_shell_exec- ?+ W+ N9 r2 \* n3 g: s9 `
        classes:file
, Q5 u) N$ T6 [        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
* O; A8 t4 Z/ u- |2 f7 L2 x        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:
2 v/ ~7 @" W: m% T3 ^
- @5 o$ U) x8 K                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
& z. z( d5 |. z" f        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };& o/ Q0 z+ J+ F# s) S6 s3 n
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
& f- {9 t, d! L$ `1 V2 p/ j         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };  H9 j5 [: Z: k2 X, O
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred- D* f: s7 }) j4 Z

7 ^4 u6 T9 ?( S1 ]- i- x2 D. i                            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。
. n% s, y1 t- p6 A( p5 I1 K& H/ e
                            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。  N, K- _9 l$ i" O4 c* p
# E5 J7 h! L1 y
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