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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
2 M3 p1 ~# _. U" [# d+ M1 e3 o        操作系统:Android10.0# x0 {" V7 N1 u
7 h) K; @4 ?1 Y! Y5 \6 L
                            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。  K8 |) f- F+ v: c6 {5 ~6 K$ s+ E
        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。
3 F) B# X5 ~+ c4 W: @: f                                2 k; K( a/ X! t0 o/ T8 s0 ^
        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。
* W+ s/ n! q) r" @! w        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。
; m( H# o3 S$ i9 C5 z+ D3 s0 l5 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。3 y+ U$ l. X) s3 n
        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。
, I8 l, F& b4 A* e. D        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
- z+ {* }+ u* s8 a! Z0 B1 i        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* r0 P% u8 E# B3 k# c8 G# D: o                               ( |1 l( e$ p( K5 g& L/ Z
2 o1 K4 K2 i# }5 |3 s* c# J
                            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。% N7 p) q7 q, M8 P
        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。' N/ B4 }% ?6 m& E
        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 Q7 |6 m4 s7 w) x$ I
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:$ ^) ?, T6 G" X

& \" v2 n& H! w3 u- P' G8 r                            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。. q4 k+ W3 Y; c; R% L0 P
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。0 S8 ]9 _6 ^* a+ E4 q- A- \
        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)。$ H( a& E. d. T' M4 {9 A0 Y
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
# F! M& U( R1 ?+ O- |9 U        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
0 C% M8 p8 i  V# O, G9 i7 t! U8 w6 S: A' h
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy/ t( e" u* D3 T  z/ Y
        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。: G. [4 I+ g4 Z2 k& \8 W
% W; ]5 O7 R3 ^; _5 ~0 ?$ O, T3 W
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:: [# i3 @! U; r5 T  c) o3 n4 j
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor& e8 z, a2 v& 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。9 d$ P& A8 K, P+ j  P
$ n1 H* J/ c; X& i! P9 D- 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:$ x7 N- H1 D2 p
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te/ b1 r2 U% l( b/ F
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文3 k2 A, b! a2 {  j4 w
        2、property_contexts:属性安全上下文+ O1 Z& O( ?. |
1 Y8 A! n5 ~3 c1 ^) N
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:+ s. N3 K7 W6 m% b! H: ?+ ^
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
+ X/ {2 R, p5 A        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts0 y2 @/ F- O, S
        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):1 Y( k& ^+ I4 o. k3 V
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
* G$ \5 j5 N; F. t        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
! R, o+ b: D3 O# E9 ^        3)system_app 有android平台签名和system权限
) |6 @' J4 ]  x& V; V# p2 @        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app+ D+ b4 H$ K5 d7 P2 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( [" O& q! A" p) i5 r" N) r6 x
        system/sepolicy/private/seapp_contexts- X& I+ ^# |* A0 n, P( m2 S
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
: b3 S' d# {0 }) |        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all  P# d* u9 j- L3 A* T
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
' B) W1 L5 R! ?4 j; K- \8 n" }; ?+ ~# H        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
* Y7 L/ U! \$ o$ D) @) P. G        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
4 N! V5 R2 k4 _9 r+ {! J        type=radio_data_file  R) v1 G2 G" w) [4 J# A" I" E
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file  s% V# g1 n6 p# g3 w) _& P6 V
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all$ a7 W% x! _6 e% L
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
# m: J/ f9 [3 x. x# X0 s+ y        user=shared_relro domain=shared_relro
$ p/ r; y5 x- Q% c; M        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file5 k4 b9 e4 _" g+ _* l; y% d
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
4 e0 c! U7 R9 Y- h        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
8 s4 t1 F. ^5 C% n        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
9 a( M$ ]3 k4 o/ P, w        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
! `, S# V# s+ Y! m1 K$ k5 r6 p/ H% L        levelFrom=user7 |3 N9 i0 V9 }4 K
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user( m1 H0 B5 Y0 @3 |0 M
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all( I% N% j3 F# `9 t
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user8 `' `0 y, ]- s4 s+ l
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
: @3 p. r/ B7 G0 Z+ y/ }/ k        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
( R: t1 Q% z7 x% Y. D# ^        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
6 k. k6 U- |+ W$ \- J1 N. _        levelFrom=user
4 b0 b' F, f( f# _5 y        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user/ o8 H3 @; W+ m" s
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all3 }/ v4 \, B0 p* t2 |3 u8 j: z
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user( F# ~" |/ C8 A$ F  }' U
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568% T! b8 G, Y( i. V9 [' u% `
        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。
( l( {+ }- E: b: J& n) \% ~5 C3 m        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。$ M. p  z- s* R( f+ f
        Android.mk
7 q  }! e' `% u! {/ G" Z- ^9 [        LOCAL_CERTIFICATE := platform
' H/ I& b" z5 l; K, g; V6 }        有platform签名,所以seinfo是platform。
8 r/ R: N6 \) f. A* w( Z2 g        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
$ X0 Q! p7 l) Y        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。
5 ?8 M$ c! L6 p- l                               ( z/ Y) y' ]8 h2 V
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
1 Z" q7 q' n9 C+ O: x1 n; ]        console:/ # ps -Z
! c+ q; s& D. q" F. o3 G        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
( ~8 k& o+ L, ^5 \. |: `        0 S forlinx.example.app
1 Y" w5 p" U, k& B' a! A        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
" [1 o( c' U7 g! x6 J8 ?        0 S com.forlinx.changelogo. i6 K" B$ w2 N4 Y- 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。
: h. R, X/ B, j! k- F0 `5 }                              
' Y4 J+ ^& Y: J9 B2 H+ B( K+ m8 K5 m  u
! g7 ~5 S/ U. ^# f, x. E                                                   - h* x% w/ R8 o+ y# N2 {
        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。* m  O' Y: J! b: p2 ^
        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:- ^8 P3 @5 k$ H" K. @: I
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te  ~( K7 `& B; `' f, c
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te- q. E. T  W9 |3 N& ?3 s' g+ V8 H

1 ?$ e0 p. p( m2 S# l                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
! Y2 R" a4 m  d+ I' {+ r; B/ r) R  s. h3 `( E% p. m' m+ [5 j2 F
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
# o/ l- l" {! {/ O) j        ...
1 t6 x3 K1 m' p* V        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
( [( {! \' Q5 l/ }& X0 k9 u        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };4 ~1 A1 B: u2 c- c
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
6 Y/ R7 o' m" ]/ z! F        ...
/ k" G8 a2 m9 W        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)% I, j! Y* ?1 ~) @
        分析:domains:system_app
+ |! Y% ^& |6 P- T        types:vendor_shell_exec. y: a2 f  m5 K9 M7 s. l
        classes:file
! |: @% a5 N8 b! f& ?$ }! s0 K        permissions:getattr open read execute execute_no_trans" Y; z: o/ A" F1 {& Y) C2 Z- `
        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:
5 z, ^' N+ M; S3 o8 c1 n' \8 \5 f) \
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
3 {( V; Q" e! X' c        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };8 {* G' B3 u8 }' ~
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
/ O5 J: _1 [- i# a         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
. x- ?( J( f2 O! y+ l4 C: `3 N: b  U& ^( n        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
, Q; o1 w1 G# O% a% V8 _
' v% l4 z# s1 p6 ~0 a8 t                            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 f# Y1 {# v6 G
4 [" ~) u( \' K0 `5 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。
0 L& i! T" x, h5 t0 K" P9 @, x" y* r( j2 L$ x% ~- l' m
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