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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
5 z- C" C0 z3 C7 _8 y        操作系统:Android10.0. l6 h( O9 v; ?) l4 N1 z

  |/ W9 F4 \2 F6 V                            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。% c; {, Y7 `4 i1 g7 D* @
        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。
$ B# m& Y7 j/ b. {2 q8 i9 Z                               
& V+ ^# N/ {5 R8 \! X2 T' `        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。! A1 Q$ X4 L0 Y6 [8 C8 u
        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。* k  \- F% ?1 r" C( }0 d& |& ^
        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。: S4 r3 m) h( k, D, `) Y
        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。' T  w/ V* Q: ~! A
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
2 |( x$ N* A0 V        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。& y* x1 `# T2 @! E2 f6 G2 `2 N
                              
0 S% J! J* b5 c. E" Z5 Z
& P+ U8 T2 N9 z4 L6 w, v! j) @# q; ?! A                            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 m/ H2 N) Q1 |4 ]. L        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。/ |: J6 i. w, }1 Y& ]- C
        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。
- q2 n  f: r; Z        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:1 E! F% f) W* y5 n5 c; ^& }

% ~) @4 i% D3 ]+ ?& K                            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。
& k# _; w8 ]% p3 `        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。' q  [- I  v$ T. U7 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)。$ f3 W0 Q/ A4 X) Z! e3 A
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
% U5 y1 c6 S. H+ s% x7 ?* D. ]        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
4 f( ]8 M4 I1 y. c! A& H1 ~0 r
5 `3 h; K3 E8 ^% Y: R' n                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
. v& J: b+ b+ E. A: ]: U; 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。
' T: L8 S9 C: q. w' U
' Z" D7 d4 w" V2 D% T8 U& C% _                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:) Z1 L% J6 f) ~! d7 O9 B: I; ?, G
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor7 ?& B$ s+ l8 D/ c" k4 u5 \
        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。
+ J7 C3 b, k. [7 P7 i2 ]0 c4 [' e% \
- q/ Z- Q7 H- R: I. D- m                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:/ [: Y3 P. \% j* Z. Z
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
" s5 X. z3 f. D& @        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
# d8 X3 }( B) ]# U( }  X        2、property_contexts:属性安全上下文
* U! D6 i  O! G/ f  ?2 }  Q( q3 N* \; o( O6 s( s
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
! a; L* q3 j# d& w* s0 W        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
) a7 m1 U# S6 s: A, N. G) ]* K        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
& N' D- e# y/ V9 ~: U( 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):
9 w9 R7 e' _* ]9 J7 U- i0 m4 _8 p        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
, {1 N( r$ C7 ^! x7 p2 o5 D        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限" v9 R" \0 T2 d: Y. c& z/ A$ u& C
        3)system_app 有android平台签名和system权限
! H: T; D( `1 N8 k% W9 b        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
! {- f/ b9 Y5 B" x  m        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
: K3 j& M0 ?2 i  y: g        system/sepolicy/private/seapp_contexts5 w6 R- m. B6 U' a
        isSystemServer=true domain=system_server_startup9 S& e& m" G$ C; H3 P
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
6 X9 c& @/ r! x0 \8 k" u. G2 \        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file" H) _/ E5 E. _+ q5 b. S' x
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
/ `/ e3 l. y4 e        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
4 m4 C0 M% b( `/ I& N        type=radio_data_file* M! s( `/ g7 q- Z0 n0 {
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file/ \. z# D: c# y/ ]: U0 ?
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all6 p; B, y# k  a
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file$ J- m# ]! O$ F
        user=shared_relro domain=shared_relro
( e' i! e, L0 y        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file( q! c# f% r8 \2 e, t
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote% h1 l! R- _- n5 I* G4 t
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al5 A5 l" s. f* s$ L. E7 k& n+ f
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
; g  G8 t( G4 y( K/ R        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file ' p. U# ^$ ^' c: q8 ^, Z
        levelFrom=user! ]4 @; d4 e/ S8 U
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user5 @) p( b  |  ~5 O
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
5 W% c* z0 f0 ~, l' ~        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
3 \, b; x  p4 x        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
6 U$ @  C  ^# O, c' X+ {! A+ M        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
& N9 x" o6 A9 a2 G        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 8 u# {# m' B3 q3 z9 M4 ?
        levelFrom=user
- s/ M) a9 n, g5 b3 W        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
0 t% \7 I* U. s: l/ j: l% e        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
/ [) D7 D$ J' D        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
; @! e7 x6 }( ]& v: o9 M        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
5 s& I% h9 M/ c7 H        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。1 _# A+ b/ ?9 q5 Q
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
: F6 C0 s7 y9 I/ f) u        Android.mk5 |( j  M9 w" I# Y9 {- k
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
+ I6 \0 {8 O  ]1 A$ [- b9 @        有platform签名,所以seinfo是platform。# D' _# Q2 d( Y. I! P3 R4 W% a
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
" e9 {6 G* U; n        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。4 ^( @" i( G7 P) K
                               # J* \6 @1 D+ u0 q) `% c2 X6 L
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:8 D! [4 g+ E  J( P7 Q0 `
        console:/ # ps -Z
) B$ y7 B4 g2 i3 x* i& i* P. ^7 L6 i        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
$ [/ q9 L7 m0 Z! x1 T        0 S forlinx.example.app
5 f; `2 x$ v* r8 p        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
  o4 W9 }1 @7 O2 {. G        0 S com.forlinx.changelogo
& z1 D9 A9 u2 v9 _% {4 z; A        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。, [; t4 {2 j! b; I) |* z
                              
+ u- B& Y2 o# n$ {5 Y* r* R/ [( Y# ?; h
                                                   ; G5 h. ?9 E, G9 G
        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。; }/ t. A5 [: ]3 G- i* l4 w
        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:
  p. [' F: t! G- h        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
! @, V/ e* h# z# N" ]# J% V7 a' s2 m/ N$ t        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te/ I; g5 C9 H6 N6 H2 ^7 w: G! X+ Z
4 e4 W6 k! P8 I  L) P
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
  ^2 ]8 h/ t- g4 |$ @) T
& ], H9 c8 L1 c8 o                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
  z6 B9 `4 g  D1 V! k        ..., Q) l, c: v8 P& I% e
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };, ?# C: U  k7 p+ w7 w3 L
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
( Y2 E, ^) K' }; y, P8 S        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };! g- j5 W/ N% U; M. t% [6 |
        ...  y( _' \- C2 b3 m- y
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)/ i# ]% Y& M# @
        分析:domains:system_app
# o  y% {, o: p        types:vendor_shell_exec
/ h' J" b/ G* \" t; U) ~0 K3 G        classes:file
4 @- ~0 c, J/ b4 ]( [; m        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
1 _2 F8 s) H' R" t        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:: h* u9 D7 [6 ^: i% i3 s; I# ~+ _: o: x
2 U) n1 A1 i* B: B  v
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te ' Q  b! p/ x7 u; @
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };# n$ r+ g- i% x. g
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
9 L% V7 d8 H+ d" r: q$ f         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
* s' z3 Z& }3 M: B+ M/ |        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred0 V* U2 h( q9 ]( e3 e1 j
- K1 B+ N" U& _2 ~
                            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。8 x: a8 J3 J7 A& `: d* }: U6 v: K

7 z9 S1 l& |2 M1 \; p) y1 P4 U                            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。
2 [* r) ~. e3 ^( u
5 T. e( ?- d* l+ X
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