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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" }: i1 p4 o2 R' z( y
        操作系统:Android10.0: s; y0 R! L' h, V& w1 _
7 q6 Q: K9 P1 D
                            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。/ @9 ~5 N2 U* L6 ~0 D5 t5 G" u
        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; j* [6 d$ G: b2 D1 A% V* e                               
) a$ L; H1 o; _) N8 k        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。
! I! Y- B* m8 C5 q& ]  H% C        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。
4 F1 g9 U6 {& `& |        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。
, k( w- {- x* R* p, e* D        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。
& `( D( x# s3 X5 q' f        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
7 F" [9 r! Y. g9 G1 W' A! [& K' N  t        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。$ l8 Z) `. X0 i6 o* V
                               4 h# C6 N  `/ s, A: ?- _! O, k, A
2 J: Q  I" |# b# e+ B+ 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/ ~1 ?" T9 _0 _: P" r. 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。
. j( ]5 _' z+ m4 m        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。
2 J# a. [/ g) P: q* ~+ y* t4 y        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
3 r/ R7 o! Q- ?: X& m1 k% G" z2 z2 W) _% J2 V" l9 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。+ E! E# O( Z3 ]) D5 b" K7 e+ b4 g
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。, V6 W& M! h# h
        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)。4 s3 ~- u* d9 x/ J1 ~5 c
        策略配置源文件         1、external/sepolicy- A0 \$ A- m9 o/ `, ^! c
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
2 Q' h& u9 ]' f3 q5 |' D4 b; H5 @% Z) z- T
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
* }( ]: c0 h' x8 W        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。- B& E7 L  ]- U8 o' @

0 J3 B: ?! z7 l9 E% B                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
3 M6 {  O5 f; O* {        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
. o0 E- R# ~, O3 d! n0 W        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。$ u. U2 U0 R: ?2 U% |4 M
. b8 E% M( ?- N0 x* g3 ]& V! s: u
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
& s" y: ^8 b4 U6 u: m# [/ g        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te2 P) W* y2 o+ B# E* X4 h
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
, _5 j' C1 K$ i: k        2、property_contexts:属性安全上下文
6 H  x4 h/ f) J! W6 N
2 Q7 ~" Y. f, a  ]3 v$ S( k0 d                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:- ~$ |8 u7 g- o; v1 S& R3 V
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
0 z+ J: b! ^* P7 E/ g        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
9 N# w/ b: @4 |9 J) B, W' }        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):$ q0 u& z: [, `4 a- ~7 E
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
% S1 |1 r4 t, l$ l& ~4 l# f/ }& N        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
) n7 h& t7 {- e% _8 U        3)system_app 有android平台签名和system权限
# \, k3 _2 t- A) h  O5 l4 P        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app$ R/ _% a$ ]! B" O% q4 h% _
        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
+ K# c0 a  A0 V) x, o        system/sepolicy/private/seapp_contexts+ {* j6 {. @# K) ^3 h
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
/ G, w5 u4 {5 J2 K5 }8 y        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all: k: N7 ?0 E1 R) g$ F6 Q4 b5 b+ Z
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file: Q* A1 p, P6 i$ K3 P
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file9 b0 R6 q9 b7 [, \
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
: ~% O9 o# H, W: `' R+ @& V: `        type=radio_data_file
, v1 P5 y8 y7 j  B/ Z* ~& W6 R, U6 q        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
$ i; B5 @$ a  ]( Y9 c" Z) }, V% h        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all; Z' i# V. @, q  i
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
) N# x: X5 q9 p- d" T4 B; P! P        user=shared_relro domain=shared_relro; c$ R2 J: I" E  ?' Q
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file" [% x7 b: e, L: _8 i5 H( w$ Y) L
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote; }  n8 m* ~# n
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al- ], z( V: U2 D2 C# B; g
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all' `" N+ P  g2 e3 ]- N0 H" _% p
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 7 u) d9 G/ W1 L/ i
        levelFrom=user
! ~9 L( `) M+ i) T8 J* ^0 ~        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
2 r4 \# e; w  O9 C9 u9 B/ t        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all% j6 F/ o6 s; S& m
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user2 T7 o* r3 j2 B3 r3 u
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
1 |( `* O3 e  v" T+ Z0 f        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
6 W: z  w. u5 B/ I: e7 d% [. a        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file , d6 ?& B+ }2 X# u  ?/ n
        levelFrom=user* g. {) T$ ?$ P! y
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
) d( c* M+ a+ e        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
- e# ]/ G7 z& m3 h7 v        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user$ y$ ?7 {$ @. r' `# p
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568! L" H3 b. i- M) \8 p* |, K
        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。
4 Q4 n' Q( N' ^1 @        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。6 j* [7 i7 h" n4 ]
        Android.mk
; o0 X  k" E4 z7 M5 D0 F; B; O5 y6 s        LOCAL_CERTIFICATE := platform3 U! f. X* Y% X7 Q( l
        有platform签名,所以seinfo是platform。# R0 d8 X4 Q; P# J# x9 L9 q
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
- S8 e! [$ G; Y) d, S* a: |        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, x2 F. g3 R1 U( n. j6 v/ y
                               , |" m9 p2 z2 L5 _" R  M
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
! b' |6 ^/ F, w7 J" f% h        console:/ # ps -Z
' Q- x( h4 ?! n( G! m2 l8 {        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     ( o7 M" g3 s; g4 l- n# N+ x
        0 S forlinx.example.app
; X; J& ?1 Y9 [% ~' ~# Q$ f0 ^% U, C        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     ! i4 G2 ]9 J8 D& c5 ^
        0 S com.forlinx.changelogo7 ~9 Y. o& c& b! ^4 I
        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。6 C$ p3 V1 k+ ~8 v' d
                               * Q6 k0 z9 H/ Y+ s

7 D: b$ T5 b+ {! M1 g" Z                                                   ! t! F3 h' [" d8 j) `  p
        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。
' C1 ^2 w% a9 G0 U& 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:
3 R7 g+ n/ U! N) M: M5 p        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
: [; U# h5 L2 |, f6 o# m        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
+ o" Z  p% W) j0 ~
( }. Y7 Q4 r0 {: V! |                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:6 i8 y1 ^. X+ g# r
& `& k0 S* w3 Z9 A9 H
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
8 Y7 Z" G" S$ e3 M5 c% N9 Z        ...
+ M% z& r3 {9 i5 L( C        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
/ R5 ]! L! G0 V        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };" c3 ^+ l5 _+ K/ U
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
  `$ K6 U* o9 F6 y2 r1 U: }        ...
% {* W& o+ V$ J+ v- X# F) E0 W        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
4 f1 t7 I! r2 d; N0 O( q" X8 i        分析:domains:system_app
& y9 Q6 c4 S9 {) f        types:vendor_shell_exec
& k' ^  ?) {6 k4 p        classes:file, b+ E* m! }$ o8 \4 N
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
! K: X7 W; I0 b4 F2 }$ \4 G        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:
% s+ z- r+ V& ]: ~  ?. l
/ r% P6 m- Y8 c1 I. I& t                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te 8 X2 X( Z# U9 K
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };, c. `" a7 i# r, l# J: J
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te( t& i6 C- B; A) h6 R
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
& W( y! P. z% {7 X! ^; u        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred& c$ G  G8 z4 i5 Q& ^5 f1 V" }* @
0 Z' k( k) g9 ?5 W* q- P
                            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。7 g' T- X, H9 e. D, X2 u) [

; B( F: |: w, s                            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" w/ F2 [! }# `6 a

4 G0 N# @3 R& K( z" l) l
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