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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
+ e3 @1 p/ @3 G5 A7 g, L' v0 y        操作系统:Android10.0
5 H. u. }3 {3 X; u+ M8 v$ n1 C: w9 i2 R7 \' B- n* z! _5 X
                            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。
5 t/ g1 ]/ {  B0 j        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。
  V: H' R) N! c0 `                                ( X$ D) K+ b9 e6 {) E0 |
        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。
( j) u7 b4 `9 W2 {        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。  X' O! ?! g$ {4 G% A
        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, l* D2 m$ M9 p
        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。
2 c" B. L( O: Q* U. P! k3 x        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux- Q" r% C7 G0 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。
+ u  a5 M  E3 ?  H4 L5 ]; [                              
% L9 B2 G% M( ~; \  D  y1 N" H: r
                            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。
9 j! a: J, N5 E& g  k. e: S+ ^2 v8 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。
# M0 Y" E7 _. ^: ^( G- U! r        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。% g$ Z4 A% ?- ]  [8 R6 v
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:
: Q+ ?+ q9 K" g! ~* h. e  j, H; I, E! W* S( N1 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。
2 [2 i. w4 C8 c0 M        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。$ {- ^( f2 p, T/ ~5 j6 R4 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)。+ ]7 r$ Z4 S* i9 I9 S" n
        策略配置源文件         1、external/sepolicy/ t4 ^/ k7 W- a
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
- f9 e3 V' H+ T, ?8 f0 u
5 p9 x4 f+ }* ]& r) l/ H                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy4 Z3 K, S. L* C) 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。4 l  H( D9 h% U+ Y1 g& }
0 b6 [# R; ~/ H: P# E" Y4 @" R( F# {; J
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:. D  Y/ N0 l1 U! C2 Y
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
* V; T; @6 B, F3 x2 Z' S        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。) a$ P$ `* n7 S3 G; W
8 r$ ~. Z2 A4 \+ x& |, ?
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:3 S4 Q3 w* J" E- D' }. y$ E: d
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
( w- [0 t0 k3 R3 h% I% a% p        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文2 y3 y% y# r, i7 j; y* U
        2、property_contexts:属性安全上下文& f# c) C, c/ H5 U- a4 j, W2 r% K
$ D, H. I  }, L% q  y: }6 L" d
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:6 j" I+ ~9 v$ c  {
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
: e- g* S) {1 M/ d        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts. E$ a+ @3 a, ?# f- `" M+ D
        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):
3 n" H! o# B" I        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限' b# V0 k( p4 u, u/ e4 S
        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限. n, R6 ^4 c! u* Q
        3)system_app 有android平台签名和system权限
7 t0 [2 w. b( W5 @2 x* v        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app0 u$ d. X/ r- a1 T4 v. B* C# X3 r0 E
        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
  y! h. U$ o3 S6 J( ^1 v. _' Z        system/sepolicy/private/seapp_contexts& b' K( F. a3 b% s. {/ z. [
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
. I6 ~& |- b) `- o/ d0 r        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all8 A: G, @4 j6 |
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
/ f! M  F: l* o9 F/ [        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
2 W/ |2 k8 V: z; e% x        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all ( `* t0 _( l. i
        type=radio_data_file
' O1 e0 ^/ ?& p+ c" h9 t        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file9 k( v! s$ _, z9 Q' |9 V
        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
$ @. b3 X0 v* |6 e7 R% S7 o' e5 e) q3 w        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
! c6 k# I. i- X2 y( Z5 f: ]; n6 {' Y        user=shared_relro domain=shared_relro' w  u5 {9 |# R( M
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
! x, c6 a6 s9 s8 e" T3 n, p        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote! F$ W$ [1 J0 [+ C" J$ _
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al( t+ F; o& x6 _# {* Y5 h
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
8 i5 B3 Y3 ~! ?' _7 Y        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file ( W$ M. @0 o2 x7 f* r# \: y
        levelFrom=user
" m8 `8 ?  H0 U        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
9 S  p8 o6 b# R: i* g% r$ _7 A        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
3 \, h9 S; [* [- k* t        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user' P0 u6 v6 [4 s* _
        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
0 Y8 O& v% R' v2 ]+ g9 S( Z        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
9 ]& m+ R% l# k; S9 J        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
" u9 U& \9 v$ T# j! j% E        levelFrom=user6 ?* ~( K+ m1 z' ]
        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user, c8 j  \* H: E9 }& E, m9 l
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all$ P7 p2 H9 i) {" M$ G$ `2 Z1 G
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
) R  @; J: X5 @  Z* z" T        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568) F% c: ]6 I' `8 @% p, |
        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。
% u. C* P+ m( M) `# @5 \& N9 [        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
' ?* w) g0 `& `+ q4 X        Android.mk  I* O! Y0 u% z0 a- U7 L
        LOCAL_CERTIFICATE := platform; g6 T+ S1 P# E
        有platform签名,所以seinfo是platform。
5 |1 t& V, L: Y5 x& I        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
- _# V$ p7 i4 |5 J- H" s        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。
8 C$ {9 W5 }3 [% [1 b+ i                               6 y7 ~9 v' G/ E; M+ \
        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
7 s. H1 ]/ m6 o- b. y' H/ q& K        console:/ # ps -Z) r9 r7 b) E: e3 G
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
- W8 o3 _6 T% u5 E7 b        0 S forlinx.example.app
0 O, c; W# C& J0 S        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
5 n+ y" X5 b8 z' d3 Z6 o        0 S com.forlinx.changelogo
" D* z7 U1 [/ _9 s4 a, f" r2 A% i        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 v& ?, m2 q- _1 p7 g! z% D
                               / x% C5 {! r, Z' c4 h. o

1 S/ X  D& [9 J                                                   & b7 i% E+ V1 |* L
        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。
& O* t* }& ?1 E% {! 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:
/ K. O7 I( |/ q+ j. ]& B1 U        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
, j- s- p; V$ B" w        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te6 I4 |* C7 D- t

) i0 [- @  H  }                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:( _+ d' _, }+ a! [  V* L

4 z' X$ [" e2 Q. P                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te: q4 K" u6 t4 W3 B9 a
        ...
0 b' A; x8 e0 s+ `8 u        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
7 q+ |1 U6 J) T( _        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
2 U. ?  F! ~; D3 d% g: \        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
4 G" t2 s. b7 a$ e) g7 @+ F7 ?4 x        ...
, a' H7 x- B5 b5 J" @! e( ~; Q        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)5 [& M0 J- x, H9 z6 i. z: y. X
        分析:domains:system_app
, Z2 z& G, ~, \: g        types:vendor_shell_exec
/ F9 Q6 t; M" ]! O1 F        classes:file, o2 Z0 Y1 c; _3 _2 z
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans' W. x  m4 K' q3 o, k$ W# ^
        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:& g' C% h- W0 G: I
: F$ K# w( R8 c% h% c
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
" Q" Q- H% R/ A( X; V        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
, ?/ F' x" K. L5 {. @& f6 U0 k# p        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te4 f2 b, A, K* |  a. ^0 C
         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };2 q7 b( y8 b; w5 q
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
7 x' W  ]; G5 J/ F7 Q
1 G+ O1 I' E0 Q+ E; G5 E. S7 V$ q' g& \                            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。; x* r% H2 S# e' O" T
) w" p6 b, P9 w1 E' ]8 g9 n. b+ R
                            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。3 ~) o  q# h# {% o2 E! ]. a3 x6 a

8 i5 ]1 O3 w" d. T
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