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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 a! A7 S: a& y# j" n2 l9 u        操作系统:Android10.06 b  w6 R' b) W3 m$ ?* `

+ j' i# l' ~0 n- [& G                            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。
- k/ r8 _! L( U! G+ r! `0 g        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。# N+ N; s$ o0 A/ A$ C) n6 s
                                3 y% f/ @1 @# d7 U" ~3 I0 r
        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。
0 t$ d0 A' S' a- ]        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。
9 H: x) ^% T- `) R        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。% _+ }& @# Q$ e5 A9 l# N7 V% T) c
        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。
- `  W  i9 @2 a- {  }" J6 f        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
7 j* ]6 a# i% U6 A) 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。
1 V9 f! q+ @9 U6 C                               % K! L2 S- Z- L+ X, y4 ?
! J- `7 C2 v+ P& }: @4 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。
9 [2 `! c9 w% i+ _0 j& b# ]: P3 M        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。) W) b. ]8 T- w! z( ?3 l5 f
        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。; C; D6 Z/ V+ l% J2 S/ q# s
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:( i0 R/ m5 o6 r

& J! }- U1 S6 O/ k8 E! Z                            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。
4 i$ f# `5 z. w. I% G& b        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。2 s# z8 h6 n" ^2 H1 s- f
        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)。
) J. @, D, R0 f; S7 ~9 {; _' W( Y        策略配置源文件         1、external/sepolicy" ^- m0 q7 n6 ~) D
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
! e: j- H  h+ a( V" @; I' {, ~2 j+ T  ^6 X" g
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
* M& p# {: s. W: [5 h        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 g- s$ v0 o1 `/ @, y3 O) _- V, @
0 N3 x2 }% B' A- W1 M' _
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:( O- d9 I  p' m  M
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor0 k' e) ?' `/ P8 p: e
        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。
: ?+ Y7 E# z9 S2 V4 N" ?
" R' j! s- S' w7 w# ]* D6 @/ s                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:- V1 Q: \6 A! {% w3 B- e4 u+ l
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te/ Z) e+ O% n8 ~5 q$ [
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文4 z2 X/ ^. R  F6 d# c' j" j8 T" h# |
        2、property_contexts:属性安全上下文+ P8 |- v, W' J$ |  X8 B9 o
- e8 u" X# v8 O/ U4 i
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:4 d8 P- J7 d7 F8 k8 Y
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts2 ^5 Y$ p$ ?* V; [& c- |
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts% T8 Z- n; ]: H4 n, r2 V, ]' a3 _
        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 |7 ]7 U0 s; ?% F
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限* q/ z0 p, ~. Z3 M! e" V
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限* [' M0 b4 ~# U& b0 C
        3)system_app 有android平台签名和system权限
  O" K/ |5 P! X0 T* |        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
. U8 G+ t! s3 ^" R  {        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
; B" c3 y+ Y8 p! X( s7 M        system/sepolicy/private/seapp_contexts( ~/ z+ q) I# v% }
        isSystemServer=true domain=system_server_startup0 d) K' \, j: n6 E9 M+ u( ]0 F
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all; ^1 }( k2 t/ d7 v$ G: t
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file& k8 P! @  R% A; Q1 g$ P
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
6 A) {# x# N3 L3 x# X        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
* U9 j' d$ l5 s8 Q8 D6 o/ S        type=radio_data_file
/ r- ~( R6 U7 _" o# F        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file, q5 }- I# g& _& R) c9 v2 C
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
; \% \& o7 l6 q$ q$ r        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file, s2 |0 B8 K; z3 z3 C: `
        user=shared_relro domain=shared_relro( @! Z# }  m0 x2 H: |2 V
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
* N# e. D2 m- Z. ?$ C        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
" s4 r* a6 h5 u* |3 o! K: ~, U, M        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al6 d6 H& }: z% M7 S& e; H
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all6 ~7 S# g6 a; [  U  ~/ M* ^, R
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
- g- ~; [5 ]) G) ~- A: b        levelFrom=user9 W# A. l! S  P/ R  I1 @" M+ o, j4 n8 r
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
  D/ |5 W2 Z& [3 j  w: N        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
9 X1 d% _7 @- O        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
3 f2 o& T" y0 f( A7 a        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all7 V! L5 }2 d2 B4 m9 ^
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all3 h% J4 z+ ?: b, C+ L
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 3 P- ~/ r' f# z. e- |$ j# M+ }) H
        levelFrom=user, V3 ^  E! {5 W) o7 ?
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
: t/ F. z5 l/ Y+ l        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
. E1 M2 ^3 ?2 m        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user* g" \& M7 U6 l) u/ ]
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/815305689 l8 v& t3 ^6 _: z; o: n
        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。
9 b, [/ Z9 k  U3 P5 Z: `        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。1 a6 E6 `% h( t' \8 I+ y1 V0 {
        Android.mk' U) C% ~4 Z( s, x/ @, K
        LOCAL_CERTIFICATE := platform& h2 n# u, U! j4 ^. G- M
        有platform签名,所以seinfo是platform。7 t$ k: P6 d8 Q( M2 t7 Q
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
0 [; p# [2 Q! u8 E' P% p( G        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。8 X: }3 M( D* Z
                               $ \( p3 z% m& `5 D
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:/ ?1 F5 _5 W# C
        console:/ # ps -Z
( A  P8 ^! [: |5 c        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     6 ?2 K1 ?1 l/ h' p1 }
        0 S forlinx.example.app: c! @: N  S7 c
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
1 ?1 z' l% ?& U+ `8 Y2 Y% o( a        0 S com.forlinx.changelogo9 J5 s! d4 F1 _6 \  P* l8 O. B
        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。
8 K' K; r& A0 W0 i2 n8 Y                               . e' T) J- V* V# _9 m

, v6 G9 G! g5 D' N* k  e                                                     x. @; d! q( \7 M
        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。
4 N/ t& ?# v# K        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:, n; _- }1 n% w/ g9 J
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
3 T5 Q8 x& f/ [4 `' B        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
6 B, `+ b0 h3 L- M5 e8 S. k
' T' n5 T( q% f                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
: Y: @4 F8 z* K7 x: n) {8 |  i, C0 a, a/ @8 C0 [; A) ?% \  V
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
: O9 {& b' l1 @  j  S# V7 S0 B/ P        ...8 c* c7 @2 k3 _2 \# _$ L
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };9 Q. R- Q! K( b. |! D; r
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
4 N$ E. U( D8 j4 `1 G4 K5 y: S        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };' x4 A5 n) g, E$ p5 w
        ...
2 R, U5 d+ n) @0 j        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
3 F! ~" T& N+ o. p5 p6 }$ G2 A# {        分析:domains:system_app3 Y% Q# c+ a1 H% e& H( J/ h
        types:vendor_shell_exec
+ i; u! n  O1 `$ e, }* u4 C) T. G        classes:file
8 d' v/ G& l3 N: g4 b        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
( {9 R% Y7 X* v7 e8 a! g: j2 x        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:
& K& C" Q7 _% _- T3 a: |9 e- [
, }! O& d6 j+ J/ ]& T1 J, R2 P- V                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
* H) O: d! [/ Q/ _        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };: ]/ B8 {% P2 Z7 F3 W+ V( g5 a
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
# G4 }3 k1 t3 Z4 C! A$ X' e         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
0 [2 i! l8 f# \9 {" S        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
5 T# t$ E; U. y+ R/ l4 ~) i: [
) L- `* [: f0 X* _& 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。' V2 r1 w2 @4 @  d: n
2 i( X' q# o; n% U7 C$ X
                            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。
: b  h; K1 N; k) O) P7 I3 e5 _0 U. P
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