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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
) |- [$ |+ O. C$ A# b+ Q        操作系统:Android10.0/ S* ~$ s, p- X9 E6 u
/ @$ `2 L7 ~, Z4 J) v
                            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。
- f1 e  f* A0 d9 W  H( Y        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。
2 G4 z) f/ M" p9 u" e3 t" f2 u9 p' {( M                                & w9 Z% S9 `$ Z; _( U
        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。
8 n6 `0 H6 C# a5 y6 v6 _  |# y        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。" a+ z) L2 E) i  v
        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! R' L2 {# Y8 A2 `6 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。+ K6 A4 n  d1 S1 o
        基于MAC的SElinux         参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux
: T7 x/ y2 [; A) ^# `        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。
3 ]: V4 n6 b; o$ y9 {                              
0 j3 ^4 S' Q# ?* K
: j  S0 v9 l5 ?5 ]% W                            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。1 g$ [4 {/ V3 z- F- Z. A- l2 _
        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。# e9 n: O" I$ W* B. F2 t1 v  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。
7 W+ V; J/ S  Y2 ~& u' T        策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:* `& z9 b) S7 d3 U
- P0 M" u3 |9 F' f+ g$ 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。( |: t- p) a" X" C6 n
        Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。
/ P: h& Y7 S- w9 w) m: [& u        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)。
% Z' L9 N4 C  U0 L0 h5 k, H$ j        策略配置源文件         1、external/sepolicy! A* R& g. a5 n* U
        这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改
% y# e: ?5 O* U0 Y+ v# t' n6 A8 {7 t/ I  R% ^: b, i
                            2、device/<vendor>/<product>/sepolicy) D3 ^7 L$ U+ x
        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* E* _. {/ R0 l
  s1 P  z4 \1 o2 L
                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:, X4 t2 Q; B/ d8 B: [2 |' v
        OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private  vendor
5 ?  `; `, {. S' p: E4 V' t$ @        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。4 K8 @) o1 C# |" c4 G* `0 c

4 [9 G- i! `/ h8 z) @. H                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:
: P9 }9 V9 `. e! ]* e        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
. ?+ D% K: E- \6 K0 G  [        标签配置文件         1、file_contexts:文件安全上下文. V  N  P8 M& _+ ~- \
        2、property_contexts:属性安全上下文
1 M! s) J; J8 S/ m/ X$ n
/ J. c) J1 J8 `5 v9 H                            以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:
% Y4 ?, @; r' n% w        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
3 P* V& j/ M' Z+ ~% c/ X9 ^        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
4 `: l) M% o* L        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):
" j* z; c+ Q: j# s# G/ @        1)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限
/ @7 Q7 g' d$ ~& k# R3 T        2)platform_app 有android平台签名,没有system权限, ]9 P! ?3 p. U3 }% p; u
        3)system_app 有android平台签名和system权限5 ?, D# r$ l5 a( E0 u4 |
        从上面划分,权限等级,理论上:untrusted_app < platform_app < system_app
9 i! l. J0 j' M6 Y6 P1 `1 K/ c& ?        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, d+ d6 x: R+ O# G$ I
        system/sepolicy/private/seapp_contexts
/ E; {( X; `9 e. S        isSystemServer=true domain=system_server_startup
# o4 z9 r6 I$ W3 `2 ^1 l        user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all' M) y5 A1 k# n% V0 Z4 ~% w( f
        user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
2 n  s5 M, h# g3 {        user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
' B8 o) R- W# ?" n" G6 X( M        user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
3 c& l1 r( b, I: O$ [" ^3 w        type=radio_data_file. @/ G( C9 P7 V" M( e' ^  Q2 T
        user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
1 i/ A$ E3 b) }' c& Q        user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all2 P$ A) h/ n2 M0 q/ q
        user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
; l, n2 ?6 p1 C& K9 |0 F" q* }" C1 H        user=shared_relro domain=shared_relro" b  }, ^- ~" s3 K, T% S
        user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
8 h- [; j& [7 _4 ~- [8 C        user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote' M+ e/ k( C+ p" x1 j
        user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al& i! @# F9 u& Z9 I' c3 Y
        luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all( f" Y) R, y& ^1 F" q
        user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
- S" M0 t" V9 S        levelFrom=user; G7 i5 F9 q  l, ~0 g" P% V
        user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user6 V6 m/ ?) r) Y" R
        user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all$ g1 F* t2 u6 _. Y* l
        user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
! l+ V/ [; O+ v, v% N3 A! `        user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all% V, t8 I% p, O" E* f) D
        user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
2 A& r. |- w, _. p( Y2 J6 }3 L* Z        user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file 4 C* n' e# {7 [
        levelFrom=user
7 S0 S4 \7 ]7 Q$ f. O8 A. s9 J        user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user5 }1 H, t' _7 ~
        user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all8 A3 F: d" V( o1 e. V
        user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
5 \: H/ |4 }# ]" G- I3 [        user         参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/815305680 J& i3 h- l  a$ J: J
        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。
7 P3 x& Q! ]9 ]# c        seinfo         不同签名会创建对应的selinux上下文。
5 I- [5 G( ]9 z        Android.mk9 q2 y' j* z  T/ h: a, i
        LOCAL_CERTIFICATE := platform
  I5 `; l$ t8 }& p" ]        有platform签名,所以seinfo是platform。
# \. E! Y% W  N* a1 }        LOCAL_CERTIFICATE作用         参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/1078238740 A  w' p- z& C3 x
        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' q% _% U                              
1 @$ d1 j# V1 U+ A        以飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:
7 i/ [2 H3 t, w7 c; J  M        console:/ # ps -Z- R: P/ @! i) K# N
        u:r:system_app:s0              system       15712  1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait     
4 D! x& q0 ?0 f: B        0 S forlinx.example.app+ G4 L$ e/ R' E% h2 ?4 V9 F1 E/ k
        u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62    30259  1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait     2 Z% d" L. _3 I+ z5 f# b* d# K
        0 S com.forlinx.changelogo- D7 o7 N% {; D6 a- 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 G- O7 P. d( B  g" A3 t
                              
* D# l  ~/ D0 ], P- q/ D, L/ p: ?- n" G
                                                   4 X5 ^, D% G. l' T* ^" l4 F! Q
        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。
0 ^1 B# u- @) M( g        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:
# [2 C, A" Y  j0 g5 U8 e        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
+ v4 Z& J# [* @. j        device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
8 B, a; J$ J8 }' J2 P, Y6 c  ~/ {. q
                            以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:
& I! h  S& U, A  O+ B8 l! H. e1 V, [9 E) x3 b5 [
                            OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te& s1 N1 V2 b# J: s  D" }! v
        ...
6 t+ Z, k5 b5 \        allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
$ D# Y7 E  D2 x/ \/ U* B        allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };  H9 p2 l% A3 o! X& w% `
        allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
& X3 q3 \2 ~6 B        ...4 V9 D4 v" d1 y3 m
        以策略规则配置形式(allow domains types:classes permissions)& N  X! B& j- l9 F" B4 x
        分析:domains:system_app1 ?- k5 g) b: W# V4 ^
        types:vendor_shell_exec, g8 \# y( A; ]; D7 u) R# L
        classes:file8 d. n6 Z. Q$ R
        permissions:getattr open read execute execute_no_trans
. A+ m! S+ A; C$ 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:
6 ~! j% a% @& ~- j" k* s% Y. h9 a& B1 f$ Z. e4 Y6 W
                            libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
, d$ m3 N5 t" \7 }" H0 }% U        (or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
' N) U+ f8 N5 F4 M        libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
( O" s: f3 g6 G         (or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };7 m4 e& Z& T4 h! D8 h
        libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred* I% {& p7 I1 P9 ~

; ~* Q$ }% o6 Z, A- ?% D# O                            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。- L, i6 T( T) r+ y( Z* F0 ?( }

4 y- J8 [. B5 n# C( k/ z7 d) G                            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。
) m- J) {: v, A" W1 a' Z& v8 ]- Z# P1 I" V' G
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