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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9 b" ]7 _; b" s9 z
        操作系统:Android10.0- |. a1 l/ {! z* T  |+ Z
1 B0 t8 R1 G" r$ e; f# ]
                            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。
% g, o0 T6 Q1 u( h0 W        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。- }1 W7 h+ K/ u( n
                               
5 p' q* K1 x( Y7 r$ \  `6 T1 J        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 i( n( D# S5 H! Y
        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% A# M. b) G) m1 S8 R  W        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。1 d2 ~; B- W/ k. ~& \# b) l. @
        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。; v2 H. r; M  P& j+ G
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
+ w+ r5 u) d9 f. r* T: k+ Q        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。) \& q8 m9 k1 _$ y
                               + B' ?3 O; `1 g' `  B; t6 q
: {/ }3 e2 w$ {# Z
                            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。
, Q% n" m0 e0 V        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。
. J: C1 g7 W" M- k" B        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。+ r* M* X& A! j( b: L0 @5 W
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
' R( V- P: Q4 f* ]1 I* J3 P4 C* e: O# C4 Z6 U
                            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。. z/ c2 b! \! W4 t# ]2 D% f* t
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。& X2 t2 f  Y6 ~% O$ W/ s
        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, z% G) h9 a" [
        策略配置源文件         1、external/sepolicy  U5 s3 c" c6 M. z- V
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
8 i% w2 q+ i2 T, X1 }) r2 K
& q1 C9 T1 ^' [" Q7 ^1 k6 Y. y                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
" s% I$ j: w5 G7 a1 c8 _2 ~        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。$ R4 `5 D: L# y( W! d
1 X, u3 q/ r* K) R( }! u
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:; f9 o* Y* v0 z& `! X9 T: b
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor( _) h% d: J" |* P! G2 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。( _! }: q+ A! v( ^$ G; G

! c8 @$ q* b& R" V0 Q' B                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:' r- q9 o% r5 T
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
3 K. `% J; _$ E: j( E5 o        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
6 A: I# L1 N: I$ U7 X4 o' Q7 G        2、property_contexts:属性安全上下文
# C6 _) b9 @- j; P- n! u2 U$ h, T
% E- n3 a# n2 C* l                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
) `7 O$ \1 O9 A2 f2 t        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts- \& {1 |9 D) `% e- y- O
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts2 b: `$ [4 [" g% M5 N: T  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):4 s; _5 H0 i3 Z/ u  {5 S. p( A
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
8 [; r& M9 Q9 B6 ^! k0 M/ c/ V" Q& M        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限- M# D' f, V& l2 T! u! [
        3)system_app 有android平台签名和system权限, D( S1 X  ?# m+ i- e8 {- Y
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app! H) J8 J/ Q5 h' P/ A& y5 E
        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, k* Z* I/ V) ~. v& s# q; j% i
        system/sepolicy/private/seapp_contexts) c/ {4 B5 |$ ~2 e/ `# F
        isSystemServer=true domain=system_server_startup4 c/ Y% d7 b' Q0 D7 f. W
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
) n! N+ w+ F* s3 K: m1 F. k        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
; @3 ]* y3 `5 O6 z) E% U. z$ B6 q        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
, h! V* F* o" M        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
4 ?" U% U4 X+ ]! E# i/ H  D1 m        type=radio_data_file
  M3 E/ ?6 N! ~) h( Z! @( @* M" p4 Z        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
  E! ]$ J3 G+ B* o, V1 n3 S2 J" r        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all/ b0 X! l. x/ }& E0 @# l
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
: O; e, G2 K3 i+ \7 i' u0 V        user=shared_relro domain=shared_relro) z- j) ]. ]( }& j
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
* S5 B$ k4 F; ^, H- i        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote0 X- \: G( p) r. c/ n7 x9 S8 P
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
' Q$ c- ^$ j8 n2 G+ i& h  V$ h        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all" ~% |( K2 M( G5 s# f7 l
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
. H0 p9 F2 U( |3 ?% r9 z2 b        levelFrom=user
5 r2 j# T; c: e0 W        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
% l% ?' i- h8 j6 a        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all* j; `9 `3 \& `. N1 r+ Q  D
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user% u8 |: F$ \+ ^( M: W8 o' x4 a
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all; b& s9 p9 P' p: q4 o
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all0 s3 ~% g$ S* B- U% B6 M, Z
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 6 x9 K4 k$ a0 \' J
        levelFrom=user
% s; v* Y! E6 _4 @/ |9 G7 {        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
3 g$ i  Y( L. L6 ?+ Y2 ~        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
+ j0 X6 ^: N. H. q2 x9 m        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
9 S- g; r3 ~) B  K, `% N0 U4 D8 _        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
( D* J& ^6 r) R2 ?' i  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。3 \+ |+ ~/ j' z  j0 {$ r
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。; d' L" p* l7 E" H9 b0 f- f
        Android.mk$ N9 z, ]" B  W% X# T# w& l
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
" e  k- y, Z. X7 _  N        有platform签名,所以seinfo是platform。. ]3 e( k/ l" s
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874- ^& J  J' i7 c- I' t2 r( h
        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。
+ x2 o% y9 s6 p1 e: q: n) s: {" J                              
* }0 \9 _+ c; a, s3 y        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
0 R' }0 K( {( s2 w/ H        console:/ # ps -Z# U2 F: u0 v1 e; p. `! |7 }' @
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
8 i. ^1 }7 o# @        0 S forlinx.example.app8 e' M! @; ^; z, ~
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     0 ~( q! v7 e0 T# R! H% i
        0 S com.forlinx.changelogo
" u- ]8 ^5 e$ r+ p3 ?) U4 w        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。: k  {' V& o, D, e
                              
6 ?( N+ ~0 d, D7 D5 M8 y1 L/ v+ @: P: U+ S/ h
                                                   0 w  G3 _! b' n+ v6 f# }8 O
        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。
0 H6 s8 n% ~: y6 J        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:
/ L- D% h% R2 ]: Y1 j: O) S        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
8 j- r2 S7 e$ b        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
0 r7 z7 }! F( U1 l; ?8 v- J
3 o, S# L& L. C7 f& Z                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
" j/ ?1 }, `; S1 p! g, A4 w- x7 N& C- {8 L+ y
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
, K3 u/ N# C' W' A1 _5 e' ^        ...8 }+ O: ]  D- `" V* f
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };& H2 V) D2 W' z+ Y$ K) _9 _
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
6 s2 k: G' \* L* j' }( u        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
! u3 f: Z$ P- m        ...8 ?6 h! P& d3 E( c* l5 {4 h2 h. _
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
9 S1 }! c' l% ]% G% @2 Y: G: X2 [* g        分析:domains:system_app
) h, ]' b  Q! |  w7 j1 p        types:vendor_shell_exec
( E- Z6 M5 T6 H        classes:file$ ?/ J  G' u" |4 p5 h$ G4 e: I, U9 ]
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans2 y3 W) H$ G3 g" N
        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:* j& l3 f  c& V* S
2 p% P6 c) i  Y& H
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
3 F2 l$ u' {. \% A" M+ k        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
7 a, ?* r5 O4 _4 }4 p& s- ~        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
% o- b/ M2 Y+ F; A; q         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
  \1 r1 r% b0 b% d( v        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
* {4 T& m8 \; D" X" J, X6 B5 @5 o; d9 G" [3 F+ p3 j6 ~' A0 D# N
                            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。% [+ J% m  H4 Q& M- f
- _, S7 `' R& i7 D
                            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。$ N  _. B+ }& O0 \9 x' ^

0 X3 g, S! ?! e: _$ B: F
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