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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
! G: I& p" F" Q; U  T# Q        操作系统:Android10.0
' K8 L2 }( Q3 `  p* t/ A
& I  l: ?2 e. \4 m' I' i& c9 z- i                            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。3 E! }$ V# X; T) h' l* r6 y, v/ H5 C
        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。
' D4 H0 l1 p9 t/ o5 E$ j                               
0 D8 J) f8 e! ]  [) N  F  O) 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。
+ q" y- f$ B5 m: ^7 Z! s) ~  \        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。
% N& N$ r6 V! J- K( X7 W/ I        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。
. u8 Y' G& g) @- s, P% U. ~# d* {        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。
4 r, q6 l; J0 O" W7 x        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux: C3 ~( t+ }& \' D0 R& 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。
; }/ Y: Q* k+ i# t                              
5 P- s( D! p4 O& n. D/ x; R
6 Q) H4 x1 ^* K9 b3 V. `( Y                            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。
* v, D, n0 g1 F2 g( l: 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。* i3 j& m/ b; |0 u1 Q  u  O3 j
        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。. i$ D; X  H$ H4 h* q
        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:, @1 P8 X. U, [7 f6 B3 v; m

* r7 r. Z- g0 g/ ^* F) d                            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。" b* z8 v# h/ s6 C) {# D
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。4 i% U3 K* a- [8 I
        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)。
! m2 z2 W. m+ z: _1 @. z        策略配置源文件         1、external/sepolicy
% b6 z9 @9 o3 b( `4 V8 m        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
- G( u9 ]# U: N6 o, Q. i; d% M, N1 d8 i7 z; b
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy/ T! E2 Z- B! U0 u
        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。
9 U5 h4 k1 v: p0 k6 _' J, f$ T5 n0 o* Y1 ?0 S1 c1 f) w
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:
3 A( l4 |# q; a2 K" Q        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
# r/ t. d4 Q9 q- `( W  J& k        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。
+ h" ~7 `$ \) p1 E* H! L5 e. `9 l& W1 q  n0 Q& D7 B) Y
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
" Z( u$ J; J  j' a$ n        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
' K! \, W+ D: A        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文' `4 U- F; B/ x. f& J6 J% l# c/ Q
        2、property_contexts:属性安全上下文
& C# O1 H7 \* k0 B8 N1 p
  G  j. @  |* J3 y" F                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:+ c7 t0 Q! P' _# K9 l# C3 ]
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
2 l# F. g+ S; w% @. k) V        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts& E6 k5 l- O. I+ u( Q( p5 t
        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):
# h+ K6 q1 R6 u        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
. |* f# p- O. |7 ?0 E, s" p. C        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限' S, \0 e% W8 p& p1 \/ x+ Z
        3)system_app 有android平台签名和system权限( a, v3 m  Y) ]' C* i! q
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app3 @: v$ o  _. C6 [  \+ v
        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; ?  C/ T1 n7 t2 }4 z7 M% K9 }
        system/sepolicy/private/seapp_contexts) T/ [: x) k' ]: d& ?6 I
        isSystemServer=true domain=system_server_startup
# i; j9 L4 p' C7 L  W: {        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
, P& |- {( U1 N. g        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
6 Z* v' p" c4 ^+ G: k- s2 Y8 N        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
9 _' a) n9 k% s$ [3 y, P        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
' t* U/ }* A" t' u) F1 U        type=radio_data_file
$ @; n6 e3 X) y        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
( V. O, l. i4 X# v0 {& p: t        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all/ H# t  F! }. G' E
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file( H" c6 x9 U; t# R7 H9 O) N
        user=shared_relro domain=shared_relro1 ^, ]4 Z# }* `
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file( ~- M& [& }& [" v
        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
6 V. C2 \, g& z, n# y( @        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al, _* U% j1 ]( {- C- Z* I+ s
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all8 s& p- z0 }% I- |
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file , ~0 `! O2 N) Y- _  Q
        levelFrom=user6 H7 ?8 m0 r( X) o4 B+ _: |
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
, t$ r( l5 z" G' W3 m0 m        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
: l; e3 N9 b% {. N/ t, i        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
2 Q3 y) C+ X. X0 P2 r6 {% Q$ S        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all# k2 r$ Y5 I8 [& T: ~% l
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all& T  \1 B0 M1 u/ @* s
        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
4 N, m9 ^% X( @6 i0 S1 E/ j7 E        levelFrom=user
, J7 A/ q* C3 e3 k        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
! w2 g- P8 ^& W8 V+ C) i        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
) m! w# R3 k/ ~! g% r        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user7 c3 n# B; d$ |6 h
        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568# C% t4 }# y7 R9 o" ]2 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。0 y: X) \0 p1 M( L/ F
        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
5 n. M& {2 y5 S- X! x) F        Android.mk
8 u" Y& ]* I. Q        LOCAL_CERTIFICATE := platform
5 P6 Q6 y' O0 t3 I" _, j        有platform签名,所以seinfo是platform。9 }1 E; [" B  g2 \
        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874/ p3 g# P. v8 c( O4 _! A. t
        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。# ]3 g& s! U7 B0 d1 u
                              
& j2 u3 x1 I# U, C2 G8 s        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:! Y# X9 }7 x# r/ f
        console:/ # ps -Z3 s; c! ~! U6 b" g4 r( q, G, b
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
7 A0 m9 y: u+ w" y$ q        0 S forlinx.example.app; S, I( O, M" o
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     
& z* J9 V% @: ?- ~+ L" M; n        0 S com.forlinx.changelogo
" Q3 m* D6 b4 m, m0 j' m        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 O; o8 |5 C2 V. G4 \8 k2 z                              
# q  S3 j  a! M( a+ X) K. c2 \0 M1 v  H& g2 ]) t" F
                                                   2 q1 C; g% X# b) Q) w- l" Z" I
        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。
3 r/ y( d! J% J5 {" Y        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:' V7 D' j! o" i* `
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te+ f' E; R$ X! K% j; @8 S5 E
        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
$ g4 z$ }& |8 X' u, }% c4 W5 p( E: z6 [9 P4 s% _) \: W. ?
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:4 ^6 K% t- z9 A- B! a3 s& l2 |1 t

) J9 j, ]* r( N: G, C                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te; |- ~. E0 B, i7 u0 P4 Y; [
        ...
7 D4 U# \. `$ o+ I1 O& ?0 Y6 C4 i) R2 l        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };5 \3 `" h- A; D  x* f3 j* S
        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };' C$ B) `8 j; w( U9 L+ d. F. H/ T. B
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };  j$ g7 l. z3 _+ i! y) L" E
        ..., d7 X* H: k* c  G8 r  @
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)
% [% j3 A6 H" ^) G' Z        分析:domains:system_app) Z. q* N& w1 M# m! R1 ^& j
        types:vendor_shell_exec$ ?6 y) \. b+ g" N# f* B/ K& q
        classes:file
# n. p5 D2 u9 O1 S% M( o. q. @. E' L        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
- F' \# T5 H1 F  o6 q% c        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:
4 P. _+ L; A5 X; V! \1 l2 b
/ p; r- U5 y" u/ s" A                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te % F7 E! M7 t3 H9 @  Q
        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
6 S% _7 o: o# L. `        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
/ p! Z0 l& Z% s7 W9 V2 M# K         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };- t% \% B( M8 ^  K7 D$ Y, O9 u7 K- B
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred6 D, v5 p7 H0 @' k! w- g6 `
, p7 o, ~, [" P4 V+ p0 p+ y
                            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。, U2 B& u' }5 W; E8 N

& o  W6 P: G$ N9 b$ ^                            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。  q) J: L1 ]# k# ^4 h

) h1 B2 z. p2 {6 h6 x" v2 M
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