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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
& z( L% I! z) @" K# J' a( N" m        操作系统:Android10.06 H4 W8 k* B, m  f+ J: g) Z+ y

0 ~0 l6 M5 E( |/ a2 |                            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。
8 k5 ]7 [) h, }; S        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。
- F5 p; r+ l# G1 R6 r6 y, R. p# r                                3 d9 i# X% k) i$ Q7 |* L4 U  \
        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。
; t9 q$ p  U! b, T; G* g6 `6 ]        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。+ Q7 e3 s  b; L" x& C& o
        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。: |7 X' w1 E7 [8 z+ a" s
        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。+ `, M' e& K0 C9 F9 o) Z
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux- r- b) |* ^7 _# 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。
* M8 U- u7 n$ Q3 S- F  R; Z                              
& g8 |/ w7 k& k4 E* x0 {' Z: C
, z9 R6 M1 h2 j" _+ D                            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。
8 N: R5 \+ W# I. I3 Z/ Y; \        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 q% q; O' z+ s3 J" |$ z9 I
        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。# s" h- T* m6 Y
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:  _# v# }! C0 e4 S# I( Q, a' o( c0 k: _
! X0 p- J2 i* _' Z: C# @5 r
                            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。- i7 E2 b, Z" g; ?, ~9 X
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
  }$ r. |8 f# Z        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)。/ A" \- U/ @# W
        策略配置源文件         1、external/sepolicy! y2 ~; E/ H7 v( x
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
( X5 ~' \, g- n4 |7 D$ w5 _" o! Y0 z
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
+ b1 s* [' {- S9 ]$ _9 K; `, t        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。
! N1 r! K6 Z& ^3 a0 Y
" ?5 Y3 W" i/ p& l/ v                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:3 u' L+ g% ^1 a9 R
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor5 ~# M7 Z! A. ^  Q
        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。
! `; g+ V- c4 M9 |( W4 t% u# m& n- v& Z# L3 ]$ V
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
! e) c6 l. z  U8 W        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
* \( U! `3 }7 v* a, Y1 P; V/ I$ b        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
) B. W4 |, A' I4 _3 J' L        2、property_contexts:属性安全上下文1 ]2 x& @; j# X7 Z+ j2 H
' p& R4 e$ g% Q4 m0 N1 E
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
! t+ k: ~( n8 ?+ i        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts8 T1 T# A8 U  T) M0 s
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts7 A3 f9 W0 D2 y! `, D" R, ?3 u
        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):" L7 N* v; N, Z3 [
        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
, m* P$ i0 R% @. u5 ~        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
  S& ]. H! s* i8 Z9 z( J        3)system_app 有android平台签名和system权限, v* n# F3 C. l; h. S
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app! n% R: q# r0 ?3 A
        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
3 ]) E6 I5 t$ c4 J1 ^4 Q9 Z, J        system/sepolicy/private/seapp_contexts
; _: `% |3 x- [0 G& Q& H; m% a        isSystemServer=true domain=system_server_startup
* p8 H% ]3 U1 u/ S        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all, y( V) F/ c. g& [
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file% X& _) v+ w$ ~* A+ e0 |
        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file- r! |  S' z  y" ~) f# x
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
$ B2 ?4 u6 r" k1 }9 [        type=radio_data_file
3 m5 p7 L% o9 {2 U# [' @        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file. H* l3 ~5 p( m" N
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all) k. y8 U  P% ]: M; U5 }7 K7 k
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file# F' }5 C0 X: p* {4 J" Q( p/ k
        user=shared_relro domain=shared_relro
: F! c5 I' E' m: e0 P* }- Y' M        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
2 A5 f( ]; J% S3 Z8 V& _! L, [        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
! m  n' A1 B$ D        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
- M. a' X8 _" Y        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all% F0 `$ |/ [; X: m; K
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file 0 J6 V( b. h1 P& Z7 Q: ~. x
        levelFrom=user& |% D: z* O1 f7 x
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
$ T, M4 E5 F; S: M7 a* |( ?1 p        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all* p* u8 V$ m$ o( Y# m* u
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user" ^3 T7 N9 `. g: r( u3 Y
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
; V  h4 {+ _- S9 v; C        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
1 b7 d/ R7 k1 n) {0 l0 k        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
3 G* x* y0 T/ i) ^& o! k- d* H( j        levelFrom=user
& K) `- h( Q1 I# G9 r7 S6 N0 l        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user" H# d! Y4 m8 N# ?4 \" A4 G+ p
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all  o3 W. f/ o" C& J# @) t* \; Y
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user) D) E. m% @) [
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
- Y7 F& B! n7 e+ w( [8 M8 S% t" ?        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 u, W& w5 Z5 ?4 B
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
% T$ w3 i( T5 {8 U0 U3 O4 j        Android.mk, A) V& D, k7 L. N
        LOCAL_CERTIFICATE := platform' W8 o/ V' f+ X. P
        有platform签名,所以seinfo是platform。( o# M5 k2 i. B$ E
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874" o# O7 [9 `9 m; x5 ^. L0 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。
6 ?, E$ s8 ^0 F4 ^                               # I, _% i6 k. r7 c$ V
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
+ w. {5 e4 i1 B8 @) _        console:/ # ps -Z
1 r. Z% w0 m, b1 i  V0 ?) a1 y! n( O1 H        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
* I5 a4 h7 O  `; m9 x        0 S forlinx.example.app, d2 h1 b7 s" u
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     ' W1 f. R! d: K+ O4 P
        0 S com.forlinx.changelogo
) c8 |. I: |" K: u        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。$ P. v2 L6 L9 g  d
                              
5 V8 k) d$ E( c0 l5 c- N  w$ R% z# h/ w& [# p5 v
                                                  
7 m; e" {% M9 X/ 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。" m$ D  |' n! D2 M7 X
        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  P/ m6 Y. a) E% B  e
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te7 H6 w3 A- W& x
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te2 X. V# e2 C! A- ]
# f( |* h) ^/ O) l* }
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:$ V4 `, T0 ~+ a& S. E; _
/ ]& |1 a7 H" d1 i/ q" X
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te' ~: U  F7 j; p1 M
        ...( b7 Q$ @! X- N% A3 ]
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };( ]/ B6 i7 C2 M' ]+ S
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };" k) ~& _" L( h: ]6 x* r: H
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
' d6 ^3 z5 g# _, Z        ...
3 |% ]. _) R7 T* p6 K5 l        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
6 o& j# R6 d) @8 a4 A8 a        分析:domains:system_app
: s  o$ O1 z7 w/ v/ f        types:vendor_shell_exec
  X& k! B* x) U) I  A, ?2 H        classes:file
4 ~% A$ v/ M4 `0 B        permissions:getattr open read execute execute_no_trans# r2 I3 h% L2 ?( L2 a7 I) 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 e$ C" T% _1 a3 q7 L+ D  b
2 f& t# v4 f$ Q; f  j7 H                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te & q2 N/ u" N9 [( W' `
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
9 v' W7 Y6 F# j% q# l) I1 Z! N        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
* V# I' r3 W* \, x" |. O- C% i9 O% ?         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };0 \6 b8 R5 u( _
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred3 F* {" Q, E1 _  z- o" N0 Y& p- ~
7 J) b) R) B# k( {
                            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。6 z: [! d% S7 Q2 g

) X: g4 u* b7 s* }                            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. n9 m* p1 X- P! o1 g6 a# B4 c% X+ R
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