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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
. R- V/ H' @) E        操作系统:Android10.03 t/ M2 r: x% P4 S) ]8 G0 N" v) O& K
& M! I. c; j, T. P
                            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。
" y# A& w( q$ L  ~  b$ X5 |        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。. ]: s/ b" \) ^5 w) `
                                8 I- h+ M/ Z2 t  \9 \  Y  J) h1 C
        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。8 J# `  O3 |' A. Y: [
        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。; t5 m* e" s& P$ ]* V
        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。; X% t" G5 v9 }* T8 B  q: {* j& P$ 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。4 i/ x( p1 N$ u
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
7 b* Q8 v  }& N* d        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。: @* L, |! G* @" D+ z4 `/ f4 a
                              
# o) }" y$ V$ w8 T0 }2 n( o; @
                            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。
+ r3 B2 Z3 u" q" a5 U# O9 S        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。; _1 o; s3 X( |0 B* 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。
) O7 l4 p: f9 z3 R        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:, R7 c0 |0 l' F9 D

* |. a: a8 [0 u                            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。+ L. `9 w* A- D* r9 W" @: ?
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。# a: N* e+ e/ C9 R0 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)。
, D" J' n2 H& |- B  X/ L7 d2 w/ t        策略配置源文件         1、external/sepolicy
( \" d9 `2 Y; B        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改1 i/ L$ Y5 b/ p4 m1 d/ J# V

- r+ U" ^- @( j! I' S2 x                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
1 _5 c4 `; }8 L6 K/ x& w/ k        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。
0 h+ m" E" w; g' w; @
& P8 ~  [( K% w& o8 S                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:  }. g2 N1 l) u4 B! U- g4 V4 W) [% `
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor/ `; ~$ Y+ O/ |0 n; z, L3 h( f4 ]
        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。
7 O0 y1 s6 O0 `' h. n) |8 x/ s
4 W( C( I2 d+ d" T7 y                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:, P' E8 D" B0 \
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
* f) E) a( G/ b        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文  x, E9 X  X' ~' I0 u6 M
        2、property_contexts:属性安全上下文
1 w$ m& j7 q  k: {' F$ A+ n8 B  \* ]. g9 e
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:; i6 ^8 w9 A( T  i3 }2 U; ^, {
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
+ W0 l; X' ?! y6 q0 a! A8 ~        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts0 A2 M8 m. _. r+ C: J2 R
        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):
9 L8 t! o' \( Y        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
7 Y* m4 ?+ c# d+ f# j        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
& q. {- l+ W  \. O2 W        3)system_app 有android平台签名和system权限( S  a! ~( |& y2 T; H  b& P+ T
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app  H( I+ o) W* I" ]: C: [, q
        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( C8 Y' b" ?  c( u
        system/sepolicy/private/seapp_contexts+ ~/ f& w* ]+ g% G( B+ s
        isSystemServer=true domain=system_server_startup9 n8 k( d- Y5 e# l# q$ Q; d% w
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all6 v, J. T- A; E8 }4 |
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
2 _# t+ r- {7 F* k! M, T$ u        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
9 d" f/ ^5 q% j  r7 V0 O        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
# n- y# E/ T8 S# a        type=radio_data_file
0 S5 O) ]" y+ k% b  D4 N$ T        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file# A1 d5 R+ V! ]( e) \1 t
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all: z* r! H) [, }( ^4 o/ g, q
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file/ `) S! ?2 W8 u* k' J: g
        user=shared_relro domain=shared_relro2 }2 s! ]+ p2 O
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
2 E( d9 [- s' ]* \        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote/ V9 D- {8 f1 e% @# o! o7 |2 q0 [
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al7 K; M0 N  ]# E, f1 R
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
) k% ]0 L" L& v. M& w8 d. f# s0 W        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
! O& Y. i* L1 T& p& Z  y+ w        levelFrom=user
9 g) Z8 J  P5 I3 o' u0 h! \0 i        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
, W7 S. y6 E* |0 x6 i( N, P* y& D        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all# x% r7 B# m  v1 w! |4 b
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user, D5 A2 ^  P9 A  V6 T' i+ D
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all4 n8 y' v# S8 |
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
0 g2 @7 e1 X' M9 X+ j        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file ) @9 |3 T/ s9 L3 i* {
        levelFrom=user% R: Q& O- \0 \
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user- Y2 w- l3 d5 m( B( u/ j3 [. _
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
, H/ p+ g/ D+ m( z        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
( k5 i' F8 O  ?6 I5 Y        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568$ A$ ?9 r. \# H7 z7 V
        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。) W& [8 _; I6 C# p$ d( Q
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
( r9 M$ b0 {+ n6 C9 w3 O2 p        Android.mk
, s! @5 P+ L6 O# K$ ^        LOCAL_CERTIFICATE := platform  p0 k& i* @- Z4 b+ c  k4 s
        有platform签名,所以seinfo是platform。
, f7 `' ?( ~5 a- A! f% Y        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
9 h  B. a# P) r, i        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。1 d' i4 ~! w. D' q. I8 ]. p* {2 C9 \0 ^% w
                              
& P" ~9 _9 l7 R) z$ [7 n3 Y$ q, K        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
; T1 b! Y' X5 N4 c        console:/ # ps -Z1 n3 x1 f$ o5 L
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     4 Z  h2 I' F" H9 R& h" d
        0 S forlinx.example.app# I* q8 e5 t& I( q' V
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait       @8 k+ q+ c+ I+ k& R% M+ E3 z: ?( ?
        0 S com.forlinx.changelogo
! q; \$ C2 A% j        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。
) k2 R* _6 d) [% S                               % Z; r" w# {4 t; ^7 t6 A

: o" U3 Z1 X/ \9 g, ^1 I5 H# S0 @! B                                                   ; H1 @' E  P' \0 g- V  a" Q
        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 A# b9 u2 }) y" x
        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:5 H6 g- W( X: P' }2 O
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te/ y0 ^6 T1 F& m* L5 t/ P
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
: p, i3 K& [' y
( A; u4 F' _5 _# B                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:8 y4 B" j' H" B. V6 O8 M
- }/ Q5 B, U7 m, S* _4 a# _& P
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
; O) ^+ Z6 H1 l$ |7 F  G/ p/ j( v& f8 Z        ...6 w0 E* a7 f, U. m
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
! r$ A, a6 A7 g        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
1 J/ M! L7 C& I, S/ n' K& X/ I        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
: `; X& W% w4 R! p        ...
& d; S- X% L) t, e& o, O1 `1 L- t        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
0 I) s/ C0 f8 J' K2 {        分析:domains:system_app
; i5 b- N9 S3 q% x7 [. i5 N* Q        types:vendor_shell_exec
8 k: ]3 c, K! |) D' h2 N3 \: q        classes:file
- V1 d! ^4 |8 W& m3 L. f8 V        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
! `$ G: E6 R' E4 u        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:7 N; V5 T1 x$ x  B; J9 o0 C; C$ O
4 ]$ d4 o4 q" w' r( p+ h
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te 9 u$ s' |0 P, q$ d2 _9 s
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
) w" K- I" U! o+ ^/ v$ H        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
$ ?( @3 S% a) w3 j1 D& R4 Z         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };$ N: x( C$ K% l9 L! g/ h5 F5 u
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred- K$ \8 b7 C# o! {" u
  R2 L- `. O6 h; S0 e
                            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。" m# C: U1 U# x" K8 `. ]

7 _3 D& b. {" M+ l. J* 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。
3 q4 H  Y0 d' e, p& o! b: `, N9 z2 a! d6 k0 u8 v/ x' u- R
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