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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* M: `4 _8 R% i- R) z/ S4 N% t9 C
        操作系统:Android10.09 G* s. D. b' o

$ c0 p3 E& ^5 S6 g                            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。; I5 c3 h' x9 Q3 W& H
        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。& `+ a  Q, g' E( _- x  Y! K3 a) J: K
                               
9 z7 g$ ]' u7 ]( S        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。( z: V2 {# H; p3 X" l+ F
        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; \8 u1 `! W$ b4 y
        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。* P+ @( i: y, x' X. ]9 ^
        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。
; p# [, O# K6 N9 I8 V6 x) t        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
9 {& ]9 I; C+ O        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。
. \1 E. M; N9 e- x, |2 D6 R' J                              
, |0 y& H5 V6 l0 D
  r# S" n5 n7 [6 h                            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。
/ D3 Y) e, k& l) G- H& b3 b& B        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。- F- w( K% E  c4 d% |. d9 Z- C( v
        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。9 d/ p* U2 _8 E
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
- X- v/ L1 X+ Q0 e/ S( l, \0 y* @: P5 J' b- T0 k: }
                            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。9 q5 H- t- s) R9 N- r
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
" m% L+ z& V1 K7 S! Y        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)。
& X/ u9 a  V3 t5 X# \        策略配置源文件         1、external/sepolicy3 v) V" |/ T6 ?: s& r' C( s0 ]; G
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改2 E' {1 q- Q" r& U. N  j+ a

5 F1 \- E3 W: Z; @* n$ S9 J5 o0 ?( R                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
7 c) W$ p% a# Q2 z4 y4 v        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。
) `: ~' K' z1 ]( y3 `/ z* J" G" H+ @- Z; O
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
  `6 M9 ^4 B) d+ y        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
* T7 k" V3 k3 m2 _3 K& ~) q5 x        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。. M1 t. B' q7 ]8 f0 |

% B) |( Q2 c, j7 g                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
7 g' u. D9 I6 W) X: S( b9 ~5 q        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te8 ^! B* t7 C. z7 V
        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文2 K9 w, ^- l; C+ E3 Y
        2、property_contexts:属性安全上下文
' r) }0 c. a9 _7 ?5 Y6 T! f+ Q
/ a+ l" v+ W' j  ]                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:" G$ F  m2 G/ W" j
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts( C7 z: c7 U, E( L+ }) H
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
% W3 a' D' S* m9 x        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):
1 `* _8 ~6 D" g; c! J  g        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限  Q! z1 U- Q6 v8 s$ S; L7 J7 o
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限% T4 q+ @% f; D/ S3 D6 y
        3)system_app 有android平台签名和system权限% C+ e6 S. Y- p% S$ c" n
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
4 n4 q. K; {" q" Z& u6 j1 f9 Y        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
# D1 v" y, r: s        system/sepolicy/private/seapp_contexts' M3 y4 E: j( c# h9 |2 _
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
$ x% n1 S9 e" m4 h+ h        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
" L7 W' R; Q/ a) k. @1 u        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
% U* x) W5 y6 R9 R$ ]% @        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file7 ]0 _6 B! s' Z3 @8 g. ~
        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
0 o# o2 |. N: W* e' N& p        type=radio_data_file% A# F# M/ m3 y+ v( K+ K
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
$ l' x7 L- |1 @3 @, f0 t  m$ u  u& \7 T        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
7 z3 [5 q" q0 H8 H0 h        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file0 P5 J- s# ?5 Q% L% T, E7 D
        user=shared_relro domain=shared_relro
4 W' f1 I  R9 _8 B7 Y        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file# R7 l6 t. b5 l! g( J6 {+ X6 N. X
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote9 {* e, x0 _! d( U7 Y' \
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
0 z: v; M1 Y& R  N( `        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all) Q, o! M$ k0 ?, b
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
) l9 u- R1 ]- o, u        levelFrom=user1 M- W: \! ]* x( X" g$ [$ |) i0 o/ [
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
) |8 @! ~: w( @8 ~+ \* {        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all! N1 L2 U1 X# }- Q. Y( G4 v  W
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user9 n* S# T3 o  ?( D
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all7 q( o1 p1 X0 B% R3 y
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all) x5 I6 c$ |8 K6 K) X
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 9 g. _; r9 r) G  N0 t7 C
        levelFrom=user% @# ~+ D* c  N8 k6 g, F& k
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
8 A/ F, X+ u1 `' b7 J9 g        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
6 }& V, F4 o! s) v' Y! z        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
2 B; v$ x' V! Q' g( x+ M4 d2 y        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568) @6 @) V. D: E+ x* f
        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。
2 E4 M% t! _. X. t        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。. a, z9 g6 u. I' H' a1 ?
        Android.mk
8 X" g7 T& u6 [        LOCAL_CERTIFICATE := platform
8 |% F5 V+ x: Z        有platform签名,所以seinfo是platform。
' k; w2 M7 `: r        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
" y, B' K8 G1 c        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 S3 x9 i7 }6 h                               4 y* Q& w8 {; A1 V: z
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:, m: n# c3 U: ^) Q1 X2 q# H: G
        console:/ # ps -Z5 t" b) O/ B( f
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     ; y( v  M- E8 J' o8 u+ P+ {9 j; I
        0 S forlinx.example.app
- Q  s# ]0 H7 v& ~$ m0 j  I        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     # P" C: \# @8 j8 R7 T& H% m0 ^
        0 S com.forlinx.changelogo
1 T" G; B$ n0 U3 `; {$ @* B        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。8 j: s  O" |* ~# G
                               . U# D  G9 p1 f5 n7 Y

' p3 c4 l0 ], s$ J                                                   + D# G$ P  L  E
        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。
! d+ g  m# |& q; ~        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:# y. J( q: B$ e8 U8 z& u1 A
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
% A8 |: d- k  s3 H( c) J; ?6 t3 ?' j        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te: O7 N0 b4 E2 @$ C, u- E( g2 J& T

$ x0 |1 P0 v6 g* w/ p2 @                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:' d6 w; R1 X+ u) I

( e# Y2 H- f; P- _                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
" B6 U* l0 N4 e5 {% U        ...2 F4 d5 u- d9 D: G. _' u6 z
        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };" b0 o4 i- N) B) j4 X
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
& Y1 Y6 _* j( ?6 Y, L        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };4 r/ \# e4 [% j7 \, {  t
        ...
4 L$ B6 t0 B* N  |9 b& E% V% x% p% @        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)) d: B3 r3 x2 d- D0 I$ e5 V
        分析:domains:system_app! K2 F  a% m, N7 I9 L
        types:vendor_shell_exec) C# X. M( ^' U5 w- \
        classes:file
" F& q4 v: M2 d  z: C* ~  m        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
: [4 y! j; k' _' U        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:
1 d% `8 I' T! @- b2 n5 _- S- W) n: }2 O. C+ ~! |& k  C$ e
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
' I  T% ?6 E# A4 t4 ~        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };3 `: N; L5 G- ~8 p( R8 w4 G8 J
        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te" e8 `% L  f9 Z* t
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
& n  {, y4 T# F1 r) w1 R        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred8 B; M) K0 _$ j8 C3 C! t

6 i! `3 s9 N0 @8 K- Z. X7 H2 t                            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。
* _2 ^3 w9 b  N5 X) Q
; \' B/ A' q/ u5 d" u( Z                            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。- a# w( e1 A% z; [! F- S9 t/ A

; B0 f' K/ W; J
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