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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
8 f, r+ i+ |+ i6 _        操作系统:Android10.0. F$ v5 _8 @1 S! b

0 |' d4 c2 K! n6 k                            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。' _. u6 s8 r. j0 |) N, t
        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' Q9 ]. K' H- r& G2 e" X
                                8 w6 T6 B' r2 m; P  [, o% u0 y
        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。1 V, ^" q1 D, e: }+ Z
        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。
- R+ |3 s) D  u2 s2 E- T) V* |8 \1 f        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。
' g' N5 N4 S+ ^/ u! H        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。8 `) v  K# f! N* {
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
1 L+ ^- o8 Q: \6 d+ l        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。
7 y" Y8 a) y2 |2 S) b! Q                               ) N4 q1 i# T- z. N2 Q& t$ z. g' z
) J; S1 K( ~! \
                            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。
0 Q9 x, x$ d' c8 M  O; b1 @        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。2 h! V  f* w8 N/ X
        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。
! ?! z1 j, C9 A8 U1 O) a        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
* s7 m( m1 K5 H" D: d
8 E" j0 u' M4 ]9 }9 W* q5 p! l                            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。  Z6 s( T) Y; G& Y: k  ]5 R
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。! G9 C0 Y$ [* {+ k( ]: g
        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)。
' Q$ ]6 C' f! ^  E3 {9 `. A; v, E        策略配置源文件         1、external/sepolicy/ ?$ c3 o: ]2 z
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
% o8 Y' V8 k2 }) Q; I% m, o
3 s  q$ i+ k& q, `, {$ H6 |8 z                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy* w7 U, g" u# t8 q! \
        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。! v, a: F( h( W, j/ @: }
/ U6 J2 I3 C4 j1 r; e( d! _$ X: J
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:; P4 ^6 k2 \1 Y2 |
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor. n, c& y4 {* Z) c) m6 S# I
        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。
0 v- L3 i' ^! _$ N7 k/ W9 a; I! z3 T7 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:9 E6 y6 Z3 }( J4 |( U. j% j
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te# c# ~: |& G( b
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文2 u% G# Q1 `; b9 Y+ i) W8 P6 G6 h
        2、property_contexts:属性安全上下文* Q1 ]1 y- g& l$ ~; P
7 q) q7 x! U  V# [2 Z4 k+ 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:$ l  q# k  g4 K, W6 |* z# j4 W
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts+ Q7 g) d* R: k2 P; i8 z
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
! P: ?9 z6 [8 E& ^        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):
5 [0 c; R5 M, L# H, M& Z! s: m4 S        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
  l5 m- f  p' Z. o        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限* j. y. w% T! m2 P1 K
        3)system_app 有android平台签名和system权限
3 h( M1 Q+ p& q        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
& P: u& m9 G2 e+ E$ V% f        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
( e8 X4 Y/ q% H2 F0 H        system/sepolicy/private/seapp_contexts8 Q. I  E% P  C/ X
        isSystemServer=true domain=system_server_startup' \% G: k; B5 e" s( N$ Q3 |
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all) l8 k. w/ }( e# H* g9 s6 x
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file& U9 ^& i/ o( N$ s- \. y
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file* |. n" h& v6 O/ V
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
( D6 _- K+ d' J! u/ ]- E4 ?) t0 m        type=radio_data_file6 c' q5 r+ X) [. r: z
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file- L' X; r# s1 z0 p+ |) U; n) W8 Q
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
4 S- S* h* h& B0 I0 z- k        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file" r2 V) @4 u. i2 a- q2 ^
        user=shared_relro domain=shared_relro/ C% A+ E7 u' L) W) ?' j* n
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file; J! j/ r5 D$ S2 d
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
3 p  i! A! w' K% h+ s/ i7 f, \; G        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
3 e" F, |1 V* i" P1 g( q        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all/ C" X8 ?: _7 h+ h7 Z
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file & v: @8 e8 S2 E! u
        levelFrom=user/ ?/ j  I1 a! i7 w+ g9 C7 y
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
# g$ `8 |7 A) C2 n        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
% Q1 `6 o. n; |1 q: `. p9 |8 h1 M7 I        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user* J. `( B# P' z' y
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
! f7 T3 q7 `. k4 H% V' p2 d        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
3 Y- ~" V8 i' L& L' u- ]. P        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file . k6 o) U( z- I% n3 A* e1 ^* k
        levelFrom=user
; b4 X2 g4 _! B) z# l- V7 k        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
) t3 c! J* j$ `4 \, P, r' e" F5 D5 r) U1 x8 ~        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all3 N: O% ^9 Q; }" I$ k& h4 F
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
" j6 Y% N1 y% O8 L1 U2 |4 `. S        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
" Q* F# G9 v7 v) y& O        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。/ N5 G" B0 V# ]+ _6 V( m
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。! e; F  x: z% Q8 R* M5 {) r) h
        Android.mk
/ W3 y: l5 J! T. E) t        LOCAL_CERTIFICATE := platform% v% |1 ?; S& E/ n4 L5 K
        有platform签名,所以seinfo是platform。
. Z( \& ^- e* ^: J/ v& h* r' o        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874& p# r. o- G- h* D7 m# Z, `
        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。
) T! p9 G! X3 o                              
! j7 {+ Q: g7 E# G        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:. e: C2 k* T" ?0 Y& _3 ~
        console:/ # ps -Z; S, q$ i/ ]1 B: D. R
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
+ a9 B- t  t& X/ I  {5 v: v: R        0 S forlinx.example.app
5 {* `, s$ d; _5 a        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
( Q* l9 A  n8 Q9 ?5 u$ N8 L8 U        0 S com.forlinx.changelogo; o1 L2 w. V7 A1 X% S7 F# Q2 z+ O
        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。; s+ _# Z% h, }# g
                               9 Z: ]: z: A* [+ U! Z

6 [4 m$ s9 M: Z" S8 y                                                   + ~9 w) j- T6 m# @! C2 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。
4 O) T3 X) X1 n( k3 U; E        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:
; D  q! c  [, I2 l- r        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te2 b( [% J& Q, G$ C3 `6 D! o
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
  b( K0 F$ [$ ]& i
' M/ s& ]2 v, S# d8 [8 I0 j- t                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:3 L  S$ |' e: `8 Z
& }: }  }, u3 j; n$ k3 h2 C
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te- U- S0 C/ T$ ~* N
        ...- S/ ?- u+ `. I. F6 a  Z# T6 G6 Z
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
; z( t, T" E/ E' m        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
! Z) m' I6 a* A- M  h& P" ~        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };" m4 \$ L8 B9 v4 B2 Y$ A1 Z6 T* B
        ...$ e* _- R! M" T. P3 z' ~' }
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
# Y; ^. h( w- M1 B/ r1 w        分析:domains:system_app
7 U% D# Q! a( B- E, Y/ v1 \# b) p        types:vendor_shell_exec. {4 k1 O. h7 ^; u) f
        classes:file% G& N" \  u6 J9 B
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans) E7 H9 U( j1 z0 \( 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:/ a  w6 N0 W3 O, F8 V

+ i: ~& y& M- F; B. D- H0 H1 D                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
5 c' ?9 g  r( B+ P6 @9 r7 F        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };/ H$ m% ^# @/ P5 @
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te8 t- e- q; q! Z7 v& D' M3 V
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };  i3 _6 x7 e1 w
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred9 v7 L0 Y5 t$ d; E& {# f! q6 v

- M( H1 c( D# z4 s& u                            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。
5 ?! X2 k4 ~+ \; Y# G: P1 K1 k, K4 V" a( r6 _" 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。
5 p! c2 p  `  r) p3 x% U% d) }, O9 e; _& H" q
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