國產(chǎn)平臺之T507 開發(fā)板Android 安全策略漫談
T507
2021-12-02 17:45:00
T507
操作系統(tǒng)：Android10.0
飛凌嵌入式 T507 開發(fā)板 Android系統(tǒng)版本為Android10.0，默認(rèn)開啟了SELinux。基于MAC訪問控制模型的SElinux，可以更好地保護(hù)我們的Android系統(tǒng)， 比如限制系統(tǒng)服務(wù)的訪問權(quán)限、控制應(yīng)用對數(shù)據(jù)和系統(tǒng)日志的訪問等措施，這樣就降低了惡意軟件的影響，并且可以防止因代碼存在的缺陷而產(chǎn)生的對系統(tǒng)安全的影響。
從系統(tǒng)安全方面考慮，SELinux是保護(hù)神，但是從軟件開發(fā)方面，SELinux就是一道牽絆，這是一把雙刃劍。
比如我們開發(fā)應(yīng)用或者增加系統(tǒng)服務(wù)的某些權(quán)限的時(shí)候，我們必須遵循SELinux的規(guī)則，給我們的應(yīng)用設(shè)置對應(yīng)的安全策略，否則我們的應(yīng)用就不具備訪問數(shù)據(jù)或者設(shè)備的權(quán)限。下面我們MAC訪問控制模型開始，簡單的梳理一下飛凌嵌入式 T507 開發(fā)板 Android的安全策略，以及自定義飛凌嵌入式 T507 開發(fā)板 Android安全策略的方法。
訪問控制模型DAC，MAC
訪問控制是指控制對計(jì)算機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)資源的訪問。沒有它，所有人都可以訪問任何資源。有了訪問控制，用戶在獲取實(shí)際訪問資源或進(jìn)行操作之前，必須通過識別、驗(yàn)證、授權(quán)。
自主訪問控制（DAC: Discretionary Access Control）系統(tǒng)識別用戶，根據(jù)被操作對象的權(quán)限的設(shè)置，來決定該用戶對其擁有的操作權(quán)限，read、write、exec。擁有這個(gè)對象權(quán)限的用戶，又可以將該權(quán)限分配給其他用戶，此謂之“Discretionary”。缺陷就是對權(quán)限控制比較分散，不便于管理，比如無法簡單地將一組文件設(shè)置統(tǒng)一的權(quán)限開放給指定的一群用戶。
強(qiáng)制訪問控制（MAC: Mandatory Access Control）MAC是為了彌補(bǔ)DAC權(quán)限控制過于分散的問題而誕生的。在MAC這種模型里，管理員管理訪問控制。管理員制定策略，用戶不能改變它。策略定義了哪個(gè)主體能訪問哪個(gè)對象。這種訪問控制模型可以增加安全級別，因?yàn)樗诓呗?，任何沒有被顯式授權(quán)的操作都不能執(zhí)行。MAC被開發(fā)和實(shí)現(xiàn)在最重視保密的系統(tǒng)中。主體獲得清楚的標(biāo)記，對象得到分類標(biāo)記，或稱安全級別。
基于MAC的SElinux
參考鏈接：https://source.android.google.cn/security/selinux
軟件通常情況下必須以 Root 用戶帳號的身份運(yùn)行，才能向原始塊設(shè)備寫入數(shù)據(jù)。在基于 DAC 的傳統(tǒng) Linux 環(huán)境中，如果 Root 用戶遭到入侵，攻擊者便可以利用該用戶身份向每個(gè)原始塊設(shè)備寫入數(shù)據(jù)。從 Android 4.3 起，SELinux 開始為傳統(tǒng)的自主訪問控制 (DAC) 環(huán)境提供強(qiáng)制訪問控制 (MAC) 保護(hù)功能。作為 Android 安全模型的一部分，Android 使用安全增強(qiáng)型 Linux (SELinux) 對所有進(jìn)程強(qiáng)制執(zhí)行強(qiáng)制訪問控制 (MAC)，甚至包括以 Root/超級用戶權(quán)限運(yùn)行的進(jìn)程（Linux 功能）。例如，可以使用 SELinux 為這些設(shè)備添加標(biāo)簽，以便被分配了 Root 權(quán)限的進(jìn)程只能向相關(guān)政策中指定的設(shè)備寫入數(shù)據(jù)。這樣一來，該進(jìn)程便無法重寫特定原始塊設(shè)備之外的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)設(shè)置。借助 SELinux，Android 可以更好地保護(hù)和限制系統(tǒng)服務(wù)、控制對應(yīng)用數(shù)據(jù)和系統(tǒng)日志的訪問、降低惡意軟件的影響，并保護(hù)用戶免遭移動(dòng)設(shè)備上的代碼可能存在的缺陷的影響。
飛凌嵌入式 T507 開發(fā)板 Android系統(tǒng)版本為Android10，SELinux默認(rèn)開啟，即使獲得了該系統(tǒng)的root權(quán)限，也只能向相關(guān)策略中指定的設(shè)備寫入數(shù)據(jù)，從而更好地保護(hù)和限制系統(tǒng)服務(wù)，保障系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全。
標(biāo)簽、規(guī)則和域
SELinux 依靠標(biāo)簽來匹配操作和策略。標(biāo)簽用于決定允許的事項(xiàng)。套接字、文件和進(jìn)程在 SELinux 中都有標(biāo)簽。SELinux 在做決定時(shí)需參照兩點(diǎn)：一是為這些對象分配的標(biāo)簽，二是定義這些對象如何交互的策略。
在 SELinux 中，標(biāo)簽采用以下形式：user:role:type:mls_level，其中 type 是訪問決定的主要組成部分，可通過構(gòu)成標(biāo)簽的其他組成部分進(jìn)行修改。對象會(huì)映射到類，對每個(gè)類的不同訪問類型由權(quán)限表示。
策略規(guī)則采用以下形式：allow domains types:classes permissions;，其中：
Domain - 一個(gè)進(jìn)程或一組進(jìn)程的標(biāo)簽。也稱為域類型，因?yàn)樗皇侵高M(jìn)程的類型。
Type - 一個(gè)對象（例如，文件、套接字）或一組對象的標(biāo)簽。
Class - 要訪問的對象（例如，文件、套接字）的類型。Permission - 要執(zhí)行的操作（例如，讀取、寫入）。
策略配置源文件
1、external/sepolicy
這是獨(dú)立于設(shè)備的配置，一般不能針對設(shè)備進(jìn)行修改
2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
這是特定于設(shè)備的配置，基于 BOARD_SEPOLICY_* 變量來選擇對應(yīng)平臺的策略配置。
以飛凌嵌入式 T507 開發(fā)板 為例,T507策略文件的路徑如下：
OKT507-android-source/android$ ls device/softwinner/common/sepolicy/private vendor
Type Enforcement (TE) 配置文件
.te 文件中保存了對應(yīng)對象的域和類型定義、規(guī)則。通常每個(gè)域一個(gè) .te 文件，例如installd.te。在 device.te、file.te 中聲明了設(shè)備和文件類型。在某些文件（例如domain.te、app.te）中則存儲著共享規(guī)則。
以飛凌嵌入式 T507 開發(fā)板 為例,T507 system_app的TE文件的路徑如下：
device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
標(biāo)簽配置文件
1、file_contexts：文件安全上下文
2、property_contexts：屬性安全上下文
以飛凌嵌入式 T507 開發(fā)板 為例,T507 安全上下文文件路徑如下：
device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts
device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts
SEAndroid app分類
SELinux(或SEAndroid)將app劃分為主要三種類型(根據(jù)user不同，也有其他的domain類型)：
1)untrusted_app 第三方app，沒有Android平臺簽名，沒有system權(quán)限
2)platform_app 有android平臺簽名，沒有system權(quán)限
3)system_app 有android平臺簽名和system權(quán)限
從上面劃分，權(quán)限等級，理論上：untrusted_app < platform_app < system_app
APP的domain和type
查看seapp_contexts文件，APP的domain和type由user和seinfo兩個(gè)參數(shù)決定
system/sepolicy/private/seapp_contexts
isSystemServer=true domain=system_server_startup
user=_app seinfo=platform name=com.android.traceur domain=traceur_app type=app_data_file levelFrom=all
user=system seinfo=platform domain=system_app type=system_app_data_file
user=bluetooth seinfo=platform domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
user=network_stack seinfo=network_stack domain=network_stack levelFrom=all
type=radio_data_file
user=nfc seinfo=platform domain=nfc type=nfc_data_file
user=secure_element seinfo=platform domain=secure_element levelFrom=all
user=radio seinfo=platform domain=radio type=radio_data_file
user=shared_relro domain=shared_relro
user=shell seinfo=platform domain=shell name=com.android.shell type=shell_data_file
user=webview_zygote seinfo=webview_zygote domain=webview_zygote
user=_isolated domain=isolated_app levelFrom=al
luser=_app seinfo=app_zygote domain=app_zygote levelFrom=all
user=_app seinfo=media domain=mediaprovider name=android.process.media type=app_data_file
levelFrom=user
user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=app_data_file levelFrom=user
user=_app isEphemeralApp=true domain=ephemeral_app type=app_data_file levelFrom=all
user=_app isPrivApp=true domain=priv_app type=privapp_data_file levelFrom=user
user=_app minTargetSdkVersion=29 domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=all
user=_app minTargetSdkVersion=28 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file levelFrom=all
user=_app minTargetSdkVersion=26 domain=untrusted_app_27 type=app_data_file
levelFrom=user
user=_app domain=untrusted_app_25 type=app_data_file levelFrom=user
user=_app minTargetSdkVersion=28 fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=all
user=_app fromRunAs=true domain=runas_app levelFrom=user
user
參考鏈接：https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568
user可以理解為UID。android的UID和linux的UID根本是兩回事，Linux的UID是用于針對多用戶操作系統(tǒng)中用于區(qū)分用戶的，而Android中的UID是用于系統(tǒng)進(jìn)行權(quán)限管理的。參考鏈接中的文章對于uid的產(chǎn)生講的很清楚。
seinfo
不同簽名會(huì)創(chuàng)建對應(yīng)的selinux上下文。
Android.mk
LOCAL_CERTIFICATE := platform
有platform簽名，所以seinfo是platform。
LOCAL_CERTIFICATE作用
參考文檔https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874
可以查看Android源碼build/target/product/security/ 目錄下提供的默認(rèn)簽名文件，不同平臺可能會(huì)有差異：飛凌嵌入式 T507 開發(fā)板 提供了media、networkstack、platform、shared、testkey、verity六種不同權(quán)限的簽名文件。
以飛凌嵌入式 T507 開發(fā)板 為例，查看當(dāng)前運(yùn)行的應(yīng)用信息：
console:/ # ps -Z
u:r:system_app:s0 system 15712 1861 1050628 110868 SyS_epoll_wait
0 S forlinx.example.app
u:r:untrusted_app_27:s0:c512,c768 u0_a62 30259 1861 1052120 114132 SyS_epoll_wait
0 S com.forlinx.changelogo
當(dāng)前運(yùn)行的兩個(gè)APP，forlinx.example.app的UID(user)是system，擁有platform簽名，它的domain和type就是system_app。
com.forlinx.changelogo沒有設(shè)置UID使用的默認(rèn)設(shè)置，其UID為u0_a62，并且沒有設(shè)置簽名文件，它的domain和type就是untrusted_app。
T507自定義安全策略
以上面兩個(gè)運(yùn)行的app來說，我們?yōu)檫@兩個(gè)APP添加額外的權(quán)限，對應(yīng)的TE配置文件分別就是system_app.te、untrusted_app.te，對應(yīng)路徑為：
device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
以forlinx.example.app為例，我們?yōu)槠涮砑觕an設(shè)備的執(zhí)行權(quán)限：
OKT507-android-source/android$ vi device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
...
allow system_app vendor_shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
allow system_app shell_exec:file { getattr open read execute execute_no_trans };
allow system_app shell:file { getattr open read execute execute_no_trans };
...
以策略規(guī)則配置形式（allow domains types:classes permissions）
分析：domains：system_app
types：vendor_shell_exec
classes：file
permissions：getattr open read execute execute_no_trans
neverallow failures
有時(shí)我們增加的權(quán)限，系統(tǒng)默認(rèn)的配置是不允許的，比如我們上面給forlinx.example.app增加的執(zhí)行腳本的權(quán)限，報(bào)錯(cuò)如下：
libsepol.report_failure: neverallow on line 9 of system/sepolicy/private/system_app.te
(or line 41463 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
libsepol.report_failure: neverallow on line 22 of system/sepolicy/private/shell.te
(or line 40025 of policy.conf) violated by allow system_app shell:file { read open };
libsepol.check_assertions: 2 neverallow failures occurred
系統(tǒng)默認(rèn)的安全策略的路徑為system/sepolicy/，根據(jù)報(bào)錯(cuò)的提示，我們可以修改默認(rèn)的配置，修改system/sepolicy/private/system_app.te和system/sepolicy/private/shell.te，從而完成權(quán)限的賦予。
以上就是Android 安全策略的脈絡(luò)，以及飛凌嵌入式 T507 開發(fā)板 Android系統(tǒng)下自定義安全策略的方法了。
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