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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
! I7 |9 t: ~+ V* k  L1 O        操作系统:Android10.0
. h5 w) p, i6 f- P; y
" F9 ~* C  K" d7 n. 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。
) r  P% j  E1 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。; Q$ Y6 ?4 N  P
                               
, ^+ E  j+ Y/ ^/ }$ e4 o9 ?        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。
3 G2 o  @+ i% m        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。+ [$ ]+ T* b+ \5 l0 b- h
        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。
) T" ^( ~4 V( l6 u6 D& [7 T        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 B) @5 b  ?% A7 b
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
" a8 ~* o9 d5 I# v( P        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。: K+ w: X/ a' a7 A' B
                              
9 K! {& H6 b0 B8 y9 l& m4 D6 Y1 v1 }
                            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。
; G: z) k! \4 N, x" 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。
3 l; l7 V2 E7 J. ]8 I. m' j; U% ^        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。
* i0 i& z: @% l7 T, k: x  G/ d        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
% {8 {& A/ r) o0 l2 ?! z$ _; O) P) d& X+ H  N
                            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。
% C+ @5 ~. n! H( W' V! n        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。  G+ Y1 Z, m  H3 q9 \0 H- |2 J
        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)。
9 C. `! D2 _9 ]  {        策略配置源文件         1、external/sepolicy. N* w% U+ c$ j: u( ~
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改" }. T. N( }/ b5 N- F
2 ]/ B; }  K5 f
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
, \, X, m3 y9 q6 r! b9 \! [/ }9 J        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。* i- W' X+ F- K7 ]* U

/ Z% V9 n) I3 i, d6 c$ A                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:3 F4 H/ ]+ K4 k2 |" Q2 @7 z
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
8 B5 j: O4 U4 {! ]. x        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。( S2 _. X; p2 W

5 Y6 L8 ]  q7 I2 u" y0 u% P                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:6 c3 n& ^9 P/ \& d$ n
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
! u' \4 j9 ?1 n' t' n        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文' Q7 z/ Q5 }6 v& X$ Z
        2、property_contexts:属性安全上下文
% l6 V2 r' q3 a* K: Y% b
8 D7 O& Q) _) I6 q) {                            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 d' ?  y9 U8 M6 x, F! ~: q. Y  T# h        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts: {* m% r- F: Z5 A$ S/ H
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
2 ?4 O! F4 f) j% ^$ ^        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):' ?% Z- G9 V, V
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限# q( d. s( }# ~1 Z+ M3 P
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
$ w, P" t7 S0 i5 h. b9 V' G        3)system_app 有android平台签名和system权限
  h3 D" s2 s4 I! q        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
6 i8 e3 ?/ ^( B) P        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: z3 b. p: Z: d+ g, d6 M
        system/sepolicy/private/seapp_contexts$ k; z7 s0 `2 R7 o9 g; o# q: H
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
8 l8 @) G" Z( _1 D, d, `7 Y6 b        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
$ @. D$ T9 i7 T; z; X" |        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file2 ?. q- J  Q: X: A' d
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file2 A" L* |3 z4 n' d4 k* K) b* [9 u
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all + M6 B$ F$ h2 ~9 U' j' k1 ~& a5 d
        type=radio_data_file) F7 {7 ~5 P; ~: x: d* Z! U. c& @
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
( G0 [5 B$ k* T, D3 Q: l2 N& V        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
& m" d) H1 p' m3 }3 ?        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
1 }5 B% G7 x7 p9 W) L. ~, ]        user=shared_relro domain=shared_relro
; M0 z0 ?0 S4 |        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
0 k& J9 q$ c" D- p( `1 R        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
1 y& R& _$ M  U7 n7 l        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al% G* Z0 R* ]( ]4 S: a
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all3 p7 Y' \! Q/ H1 |: x
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
+ m" W+ o5 M7 t        levelFrom=user& m1 l$ s( V* M3 V
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
0 H0 y2 t2 l4 S6 r& k: |$ F        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all0 r; W; {# J4 y' K- ^  l. f
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
( G% w0 n& i* c/ z9 j) A        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
- c% p6 z' h% U8 [        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
% g" G& M& w/ {( H' q. o9 E  J        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
5 R5 n" G. S. G0 z# ^7 E, e        levelFrom=user  Z; P- f1 q5 y3 o) V# Z1 y4 ?" T2 A
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user. A6 Y) g! R9 h% X2 P
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
' p; r- n! X7 Y. A" a        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user9 R/ l! ~: s: L" f
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
* K& _2 k$ M5 ~5 K) X  n" H" a        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。) L8 G5 j: D* n+ f
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。- c4 J  J7 \$ r" F4 I2 s
        Android.mk
( W+ s# E' ^4 b1 U6 k% d% E* L0 k$ l) U        LOCAL_CERTIFICATE := platform
% G6 i( I, O" d5 n/ b* t        有platform签名,所以seinfo是platform。
& E. ~2 S- I8 \- b        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
" \6 Z! U+ j$ H$ ^# o1 u        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。
" h) C$ H& Y9 L( u* _" p) x                              
- v3 j0 }3 u2 {0 {        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:2 s( ~, \% f! t
        console:/ # ps -Z
) F$ ?4 @' _- u& Z( O        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
* l0 L6 ?: f9 r! R# l- Q7 d        0 S forlinx.example.app4 {7 |9 Y" X+ ~  e) C; `/ d2 `. j: P
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     6 {' r% G6 n9 p& k
        0 S com.forlinx.changelogo# Q  S) k' `  H- W$ t5 S# H
        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。3 d4 O+ G+ T) V2 x$ i. z% C( e
                              
4 c2 G, @$ ~: J3 z; i, u3 I" `  g
                                                  
. r" c  |5 Q( h( U        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。
& f' s' o: Q8 p# _( @( |1 R; e! 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:: [1 r$ x- f) Q! m
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te' F+ J! h$ C: E% H! k+ c
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
! D$ S$ M' v% R4 _/ U: H4 }7 i. u
$ M& g! G6 t" F. q# u                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
, V& C; W* c- o0 N- K: I
0 J1 N) W, O% T                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te8 d8 B+ ]" u2 y. L1 _. E
        ...6 x& y9 H* L2 f( a$ {
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
# ^8 M2 {6 [  J/ h- O( L" X3 P        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };" e5 J" ~) h. X# h
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
5 C6 t/ e& M* O' a        ...0 a# B3 W) U9 f3 X( Z0 r3 l5 [. A
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)2 l; E4 X4 L) p/ B4 d( v4 H" x0 N
        分析:domains:system_app
2 q6 A: a/ y9 w, q* r, p9 Y, l: f4 u* c        types:vendor_shell_exec
( ^! l% R3 p% n" L7 t7 ?        classes:file0 N; ~" O1 |. M! U& e
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
5 Z& _' R: I4 _% p0 y        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:8 }' I: P. x2 T) p6 b( ^

* J/ \! _, @) |' s                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
, h, m! |9 i8 |& X6 J        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };5 c* s- v# w) G6 r
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
* @" e& t4 a8 E6 R- v5 @         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };) A( K1 q! \- U6 J& p
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred0 E! g; n' y/ Z& X: R0 W1 u
4 f* V1 b# E" a% K2 y1 _
                            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。, I7 e0 a" Y- ?  A, d6 @/ X6 ?( }

1 Q+ x. ], S& x1 l                            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。
& G" t) l; l( x7 W  ^; j
' S! D3 U& J% E/ N
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