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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 v3 a( F/ P5 a" v. i7 @
        操作系统:Android10.0
; f9 `  V! ^& I& f
, g( e5 o: d& S                            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。
; V( h6 N5 }/ m3 C6 c. ~& P+ l9 x        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。
  x# W( ]1 c/ C: ~3 q) j2 m  B                                " s# T+ o/ s6 z, I$ X
        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。# h, c- Y# [  r0 p2 g/ K( l
        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。
9 F1 }4 M; U3 f/ s! l& p" b        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。( u" f& ^$ L1 j3 b: O5 F
        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。
; R$ g% P' ?- }        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
: P" W3 \- B1 C! i        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 \9 k+ A( E2 `7 {: Z0 N' R                               ! E# @' U  M' |

! j  P# E3 d# M: |: x: K. J) A                            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。
( C6 G' ~% Q$ x5 ]        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。% H# I# r. U" C* {4 u" v8 W
        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。
7 _( M) D8 `- U7 Z3 f& ]+ n( V        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
9 K# S, O/ Q/ y0 V: G, r
- n3 v8 ^4 j# }" R. K! x                            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。
6 m! B  [4 s2 |6 }6 |# p& ?        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。. r4 }. f- a  O1 u- l- V
        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)。$ T( l' `7 l& l; L5 n2 G, W9 F
        策略配置源文件         1、external/sepolicy
9 B7 f* q5 v& j& ?        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改: Y2 i- ~6 J; e0 a8 D- z/ z

* T2 |7 y0 R8 V  o9 G& r+ e- O                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
" v1 C  T5 C! W" 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。
( R9 [4 q9 D3 p, H6 w
/ e$ I( |; n3 v                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
, @# ^# o# c# f3 [        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor/ V. p2 c4 K# 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。/ j" g3 o. ^8 P% @

, V) L7 o. N; E0 `" a                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
! A9 w; H5 I% Y2 Y6 ~3 s5 N) c        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te) p* P9 w- m7 ~2 |7 d
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文
) }8 N9 ]: q& o3 G3 m: T+ _  w        2、property_contexts:属性安全上下文  m, _* Q1 _+ F- w. m
& X1 S! |- p# Z
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
! \3 {+ ^9 Z2 w5 v' x* z        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
3 A6 Q# V% o1 I  V; J        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts; ?# `- ^& w/ B' |
        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):
: x  m9 K; e8 ?& r. ~) H) y- N. X        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
0 X, N# L' B9 `3 C! ]+ g1 z        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限
$ s0 }+ z. P. I/ b9 d1 Q9 a        3)system_app 有android平台签名和system权限
1 U# z' V9 t. w: Z. u+ C2 t        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app0 p5 A& l( U' M' w
        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- b' K' d0 e2 u& g
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
- H1 `4 V# A, G7 g        isSystemServer=true domain=system_server_startup' a2 f6 N( l: B# \. q2 \6 ^
        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
, q+ `: {, D- d- K3 b        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
4 V, u' q3 C' ?        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
# w. T1 S  u$ G9 z* `/ M' z        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
4 h7 }  a% C% K' g5 U6 O5 A: {1 Y        type=radio_data_file
3 F5 f* I, F# m        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
, y6 J+ ]6 x8 W; H( y        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all  E3 A: c: c1 E) p; a9 s( u
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
8 ~& V) @, U$ K2 V        user=shared_relro domain=shared_relro
& C8 u  x. u- h) v0 ~8 o% {        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file" A) l; t2 Z4 _  F' `- Y; u7 h
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
; ?1 U4 C+ f' q5 z1 h7 d7 ~5 ^        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al! Z& e, `/ K) M8 ^' L* t2 H
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
; S# h  {' U1 [! ~: v2 I        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
5 U( v% @) H* E+ V2 C1 _        levelFrom=user7 E! X3 f+ _+ K8 J/ V7 V7 K* h$ B
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user5 ~: @6 a- v- _
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all) N8 Z: V7 d$ b. r
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
$ h# a) ?4 S5 ^. W/ _        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
! ^, [5 Z5 `% [" Y        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
6 U; h: z6 I; [, V/ K  K/ b$ I4 m        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 4 t4 e" J; q8 d) [* ~) k% q
        levelFrom=user
: v# D4 D' M* I        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user& e2 {1 P4 R' K! }
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
, N' u# s: T- E. D  F2 W- p, d# i2 {; ^$ L        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
( ]) g0 x! y. U4 |2 v1 r0 [, s* h2 K! @        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
$ ~) j% E3 ]5 e        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。" v7 k1 a; z# y/ l! q
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
2 L  G# }  }5 G" v  ?& I        Android.mk" {5 k3 D) c5 t, O5 w) H, u( ]3 I
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
" ]1 y6 ^+ z2 d) q8 S        有platform签名,所以seinfo是platform。+ ]5 I5 r  f# J  q( C% q% U
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
3 H  t0 k. L3 H' F* 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。
$ X$ Y) h0 D# x8 u$ m                              
& B5 P, j( `8 U) @2 c6 z        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
1 E. ^4 [4 l/ Q/ E, e  F6 N        console:/ # ps -Z: b% M+ W( {; z4 i  X2 s' B
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     * b; Y4 ^" a/ p. [" J
        0 S forlinx.example.app
. I6 K$ M9 h9 y" i$ B; `, z' G        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
$ S( s# f: U4 O1 x) G4 S        0 S com.forlinx.changelogo
, g% w7 t+ [& @5 ]        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。
' @3 y/ R) f& v6 G2 u2 p8 {4 x                              
1 _, m( r" q) {9 Y; e7 \
3 O( h. f+ a; @( S, [' Y# ^                                                   $ z  J% d% ~, K8 d$ h! t
        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。
& Q. T: ]" g: M/ I, ?        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:+ t# [+ \" z( x0 @
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
: |) W% G8 g- l  s        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te( E4 b0 i) g+ p) @' {6 o

4 j/ r$ a$ Y  y                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
6 V1 [5 }0 ^/ d9 I
2 F9 D, L# w7 y* A                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
6 F3 z$ J2 r" h  n' V9 v" V        ...1 x( ]; }7 B) y: s$ N. y
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
3 \: n$ O' @( J        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };$ }! G/ @2 i0 O) @$ m! p
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
7 S) P' e" Y. ^        ...0 H  f+ {' X4 E
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
5 [( B( t4 E' F$ X        分析:domains:system_app
7 S6 b, h' G1 Z7 a# q# g* E% d        types:vendor_shell_exec. L, r% [% m) j8 k5 ~/ |: }
        classes:file
7 C, `6 [4 m' S; l; O        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
+ l0 \0 I$ T4 w4 i* F# |5 {        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:
* V+ K, H) ]: M$ ~+ S
  ?) d3 z  x  G4 d, Y6 Z* R: A                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te 7 T# T3 g# a3 Z1 y. B" _! [0 ]  {
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
' N8 P7 d3 H) t' ?, Z) c% o0 Z        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
- |" M+ z1 [2 q8 r) g  ^; }         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };1 B: \# s% _# Q4 N+ `- q
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
* A3 [7 m6 i( x+ p. J0 W: }6 ~' ^1 j, \6 W6 H" x
                            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。
- n  t+ W( q) \  F- G7 [, L; ?- v0 Z* _  [- W
                            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。
/ w) ?4 {  P: @  v8 r2 d9 H& U5 w  d+ S3 I' J
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