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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
. F( y' m' }0 _        操作系统:Android10.05 H4 O( b0 q; z5 n: [# n/ }, L

, A  v1 g: s+ R; Z; l4 J5 ?                            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。
1 }7 M/ t) {$ s7 V) o  `        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 W, _) F, j4 N( n                               
7 X/ h, w5 }( k+ i9 f/ m9 e        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。! T8 M9 O+ p2 s2 T
        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。% k- {$ A0 }# B, g, Z4 L' o0 ?
        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  @, V1 P4 n        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。% u# g3 l, K2 q$ J
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux+ [+ v% y, g1 h) u
        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。
, K: p6 b; `. v# B& x* l9 d                              
: V/ w3 x! x" \1 T# M3 c! Y& f% k3 W& F% W' G1 v" K! J
                            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$ `6 e  S6 ~  i3 s9 H; G# 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。3 M/ E+ i, U& I1 s
        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。/ W# g6 n3 ?& ~5 r. p* j  R4 J6 i
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:) R. P' F; N. z. R& H3 a
7 V5 Q% V+ m3 H9 a& o; 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。1 Z+ W" k; y6 V# R- S7 h
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
$ M. t) o: h7 O# E        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)。
7 k0 ?# K* H/ T" @7 l! @7 B7 \- d        策略配置源文件         1、external/sepolicy
- n9 f8 u4 s( p) Z" d" l1 J% \$ d        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
! i6 I1 n) l( ]* X- p; N1 Q9 ?; ^, X& S8 Y1 J
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
4 [# f, e% k, A/ {- W5 C' ?        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。; c* Y9 f- g6 h# m" @

+ x8 \1 V/ D+ r2 Q  E                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
% b+ i$ O$ M: Y        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor8 W5 ^" ?* y) K6 ^4 g) \, N2 W5 N6 }
        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。; L0 o; m4 Z! C7 u7 |! r! P: U
& s9 l# A! i4 ^; v$ v* F4 c( L
                            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  Y; W+ d$ n5 V* e        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te2 C7 }! B$ O' W3 H) ~2 B3 w) A
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
2 X/ Z0 H. `/ E5 E7 L: i5 O        2、property_contexts:属性安全上下文
1 q1 ?  H# |+ W, h. u( K6 ~& g6 p- `
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:1 a% b, j% u  H' n
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
; Z3 ~% j& q8 Y% N, u9 M' {        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts) o2 `- T! U; ~: }' B0 J  F
        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):
! S& s( w: Z5 p5 c, W        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
0 r' @! {( U& ?6 R# u5 o1 c! C        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
! g4 A' {9 k! o7 M0 H        3)system_app 有android平台签名和system权限
* d' S6 s0 }0 L2 l6 y        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
+ N2 D: I) y  G        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
+ Z# p, j5 e0 U% k' H. {) A1 _& ]        system/sepolicy/private/seapp_contexts: R3 `( ^* T8 a$ E
        isSystemServer=true domain=system_server_startup; _8 U- y; ~9 r
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all. w7 y$ h! g! ]9 Y+ {8 W
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
+ p) I7 {7 `; C+ h; f: y        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
) W0 Z. k7 x, B+ S/ U3 v        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
% g  i# l+ S1 i" c        type=radio_data_file& N9 c/ O) n. j9 T, c& ]# X
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
% R# N# P7 H7 N& \: c$ e+ @. [5 Y        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
9 g9 m1 J4 m( `+ T7 g) e5 E% ?: o  }* {        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
6 i/ R) B" {7 H9 U        user=shared_relro domain=shared_relro
! s9 ^8 h. ?. \6 {* j& _& y        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
- _1 d: u+ o. I" D' X  {! @4 c        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
& Q8 I) d5 T* b* s8 i( `$ u        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al0 Z8 n$ `$ X  Y
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
) E% o' v7 ], ]( Y5 n/ C( a- S        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
6 z  s# q; {9 @4 N( f        levelFrom=user# I4 p' `- j" s6 V. T$ W: G$ I
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user8 L# I+ _. F2 h5 A7 f+ a+ e( V
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all4 ]& T3 Y+ d; Q# w$ j. e
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user/ i5 {3 |& S+ l# f- g& M1 n; _2 e, I& R
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all$ G$ n- F: p0 u" S) p$ H
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
) E8 _% `- ?  i5 t% S2 D  I+ ~* Q0 a        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file $ N1 w  [' U: _  O  G2 y
        levelFrom=user! ~" l& l1 I& {, U
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user8 x6 n$ I' ]" a6 g) e3 u; R
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all! |1 [1 h: L0 `( D
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
* T. a2 w8 L" @. T# g7 F        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568! b5 S( ^2 g) l" e: n9 W
        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。) J; `" x$ ]* Q, A7 W- L
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
9 B* F$ h: R. W: H        Android.mk1 f. b) k5 J- m4 Q
        LOCAL_CERTIFICATE := platform8 z# m% n. P/ R( H+ X4 u* P
        有platform签名,所以seinfo是platform。3 z7 v8 Z3 }& T) E, A, f
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
( v- u0 {- _, q5 p1 B        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。
1 g" t+ O# K" T( U                              
4 t6 ~8 `8 f7 b1 m5 J        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
7 U' Y5 s- X6 p0 h9 @/ {$ P0 B2 o        console:/ # ps -Z$ S: ], a% F$ |0 ?
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
; f5 y$ l) m: d& Y, M# V, Y4 Q        0 S forlinx.example.app
2 J  M: f) p+ S. Y3 d        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     & Z& |+ F" e5 f. L6 J4 ]3 n
        0 S com.forlinx.changelogo
2 c, ], R* O" q2 @2 J' D+ ^        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。
; y! _% X1 u1 v% N: d6 R& d                              
- \( k# F/ T; @0 o7 j
  H) R8 f" D: D' Z1 B7 B1 `3 i                                                   * `/ K7 v& J; z9 T: R
        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。- A# R: {8 h+ T
        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:
' S/ c# {. D& V/ s9 p2 p        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
2 t. s. @5 }9 H8 P        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
6 {8 R0 b- i& J* c
# G+ w' i, o6 @                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:/ i9 c/ K3 f* M# E3 `' i
- o* y% T3 d3 ^, ^
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
* i5 \9 f& P+ E& {        ...  H& f7 k7 T$ L5 k" d7 G7 K
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };+ c+ L$ b! w1 I' y
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
5 l8 c2 N! i; k2 J        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };& j, x& [+ ]1 |' r$ {: U
        ...
* A1 G9 D' r: w' O. X" D& v        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
) L7 n; L6 M; z$ v0 i& v        分析:domains:system_app% E6 V/ q( D- L) N
        types:vendor_shell_exec; N3 R( i. |+ b, k$ O$ p
        classes:file# u$ T* Z  Z: s" g" e% R: P% t: t) g
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans9 [; _, A' J. }
        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:
$ q6 X( Y, Q3 n, m  F$ A) _) P9 z/ F8 F- U! I6 A
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te 1 Z0 t' G, A5 b
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };  K4 @; u* H/ t$ _
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
% }! y8 H. K$ d' i1 i0 j         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };" \) v" b9 Y. n& s% c& L
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred5 x( i* `# y* w

. x, l6 y" G2 k) [7 A. M6 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。5 [  X  m! t  ?9 x- N; t5 _
3 o: s/ w( q$ \! M2 s5 `4 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。) U, s) ^, u( R& H; k, W3 R
1 I* }4 Q) C( u7 d) t9 n
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