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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
' O( B$ J3 ?7 V        操作系统:Android10.0( [5 g/ \7 f8 e) [8 E9 q. j
; s  z" J& z2 j! c
                            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。- F5 K1 c, I" K! m& d0 L4 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。
; T1 B( w( ]. L                                0 o/ Q+ f: m' V1 D4 s' J  A
        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。
4 `% U6 J& K( u  b* B        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。- z; q& s/ u" W7 ?8 W/ r5 V6 X
        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。
3 {- K. ~2 e% H7 m9 w' o        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。
" n2 q3 R: }! K" E' I3 A: P  m        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux" v' s( I: j' 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。- n# x- v: S, G- c& O3 Z
                              
! J3 e7 j. N( i- `, |
" C, ?+ s$ X0 g7 P                            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。1 s3 M6 R$ E# `! v. J6 ^' r0 x
        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。9 Y( s! V- X. e) A& \& 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。
' F* J. o3 T0 Q3 m( N: f        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:1 _9 F/ a' O* C# i5 w
1 p: a; I; p0 o+ \3 e2 p" [
                            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 Q# s2 R" W( p) L  X2 P
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。1 ?1 Z4 p& e) u3 C, X: j: l: w, ~
        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)。, C# c3 a+ V& u' h  w- J- c1 S
        策略配置源文件         1、external/sepolicy/ o0 W& `  ^, |/ a' u
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改- X5 C2 S# Z$ F! U3 |4 r
2 F" ^: L5 b9 O" ~
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy! q+ ]* D: k" k: \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。! t- j0 A6 g: K  N' A) d
1 V  {' I% O0 h2 J, G1 i) W. x
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:# ]) B5 n7 R3 I) Z0 Y. |  b
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
4 s3 S; a6 T" [        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。1 G  R2 X& ?# _

7 Y6 D) d& e& z& @                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:4 B5 `; X/ A1 m5 s& Y
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
+ t/ o0 `" p  y+ z        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
* k4 h' r, H6 Q% w% {        2、property_contexts:属性安全上下文( M  A' u' z# Q0 y& `: s

* q+ N: _' q* V  J; x                            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 k; u: K: \: k( V6 q$ C
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
2 C9 T% g+ Z: `) W1 `) c2 L        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
# Q# t- }* c" W5 n3 g        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):6 k$ s2 C! c( A  Z
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
  D% D* m) l; g) }* t+ Q1 I        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
! X" d  ]0 S3 w0 V& M        3)system_app 有android平台签名和system权限
; y2 A7 Z' G2 ]        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app5 j3 g( U6 T! 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
* \2 |9 q7 }/ [  B4 ?, m- F        system/sepolicy/private/seapp_contexts+ D! h. L8 C( I
        isSystemServer=true domain=system_server_startup& d; h; a/ y. f
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all3 Q# l5 \- P; `3 p. K
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file5 M1 x0 }6 q; l/ h% F
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
" Y0 O: W0 g! K% A  w        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
5 V! \0 R; l: {2 ]        type=radio_data_file' Z3 K7 B" ^4 [
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
/ c6 E( Y  w) K( _* F        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
) q8 E% F6 Z. u9 G! F" i" i( O        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
! o% F. K$ e, p& W/ K; }! B        user=shared_relro domain=shared_relro: C0 D8 \9 T( T3 l) w
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file* X; K& m+ @. N( x5 D* Z$ j
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote; F/ M/ R" S  {* S7 }
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al1 e" o6 `- s4 j. g( a: ~0 F
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
: M( k1 H8 d" b+ |* |8 M4 z        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
$ U- \; l' S( _5 T1 h6 y        levelFrom=user
& l" ]' W9 C9 b0 g9 X, h        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
4 `) U, w% m1 D- S        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all( P2 i* |6 \( @3 W. ]% n
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user5 u9 y% L9 a% h3 }; x. {
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all. p3 W% I7 A. ^" A* I
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all2 F- _6 d. ~5 J: _2 O# h
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
9 g/ C3 [8 l3 |: Q. D, B9 E        levelFrom=user
& X, _4 n" r9 G$ }7 p- |- U/ R0 ^        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user4 {1 H, T& |: I' n8 ?3 |
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all) E. Q& U# M- @" [6 g
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user9 w' B& p% n6 g6 P8 w2 G
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568* I3 l  f2 R" D1 N2 w5 k
        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。
8 L# w6 S" P) g. x- P% i        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。+ ^6 n& S8 J6 ^5 r& m' k, `' x
        Android.mk
7 d: I: t; D" z2 z# M# V7 ^1 ?1 C% Y# l        LOCAL_CERTIFICATE := platform( k- R1 Z7 k" P9 k
        有platform签名,所以seinfo是platform。, i  m; |( i4 V, `; P
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
8 ?- y9 u2 m. _# a        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。9 e8 U3 u% v6 M7 w
                              
1 g1 d$ ^! |) ~7 i( ^        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
" H3 @2 I: l  S  c$ |        console:/ # ps -Z
. k* l7 I$ Y- w& `5 E# [        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
9 J: c1 n) y1 J; ]        0 S forlinx.example.app1 D7 O9 v4 t; v3 b$ ^  ]
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
+ \9 D* D. Z+ ^  {( ]        0 S com.forlinx.changelogo
" S4 J1 l2 p* e0 C        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。' O- I- H$ l4 `* s; [4 y8 D
                              
- t5 q$ S8 Z( F' r. s" g3 \  N7 f
                                                   ; B7 u& J2 l; h  \7 p! G& u8 P- q
        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。
- H6 d2 _2 c  d3 t* W- @: U        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:
* T9 ~( p+ ^- T9 _! u. z        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
* ~4 [/ j/ w' y/ t( t& x; e        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te, T7 n" w: g/ A  {

! {% m8 \$ t$ V1 p                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:; f. x7 x$ R9 B; ~3 k( I/ z

/ n' T) s( n3 ]! K$ k                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
" @0 A& R  _; Z" I# W" c        ...
, A' U' u% }2 f; d# Z3 t        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
' O  k2 u  W3 U5 v! E        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };: V9 e- R! g9 [/ R2 ~
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };7 T! \. l- y9 o6 U6 ~1 B8 Z
        ...
- u- m$ G2 r: n' V4 k6 l& J        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)& r7 W2 f' y7 J% X
        分析:domains:system_app
1 k0 l( G5 a  ^, Y9 P. J4 k- p9 @        types:vendor_shell_exec
* D4 q. o+ {1 q9 ?3 x) t        classes:file
% j. o5 P2 `4 N, i! G6 g        permissions:getattr open read execute execute_no_trans* |% j5 a; ^2 k0 B: ?
        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:
3 _1 |: z& E* _2 G2 U+ C, ?. N) ^
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
5 H( L% O1 S4 n, O0 ]* |        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
5 j8 _. ^: N6 X  b/ `1 t        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
. p* O% u" W3 i0 {         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };/ {: ^- t& N" W
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
1 D7 m5 V8 B# R" N1 ~
- G! N1 h) e$ j+ L" B- M                            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。
7 g# D" U# r) t2 x* d' n7 K3 e9 c' O0 p0 i4 L0 w+ l- n1 a
                            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。
$ ^9 G" p+ A8 ~) I! U- J" Y: t/ b/ J% P- G0 e7 A
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