国产平台之T507 开发板Android 安全策略漫谈

原创 作者 T507 2021-12-02 17:45:00 T507

硬件平台:飞凌嵌入式 OKT507-C开发板

操作系统:Android10.0


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。

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。

  T507 Android系统 安全

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。

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。

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。

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。

基于MAC的SElinux

参考链接:https://source.android.google.cn/security/selinux

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。

SELinux for Android


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。

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。

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。

策略规则采用以下形式:allow domains types:classes permissions;,其中:


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。

Type - 一个对象(例如,文件、套接字)或一组对象的标签。

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)。

策略配置源文件

1、external/sepolicy

这是独立于设备的配置,一般不能针对设备进行修改


2、device/<vendor>/<product>/sepolicy

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。


飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507策略文件的路径如下:

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。


飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 system_app的TE文件的路径如下:

device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te

标签配置文件

1、file_contexts:文件安全上下文

2、property_contexts:属性安全上下文


飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,T507 安全上下文文件路径如下:

device/softwinner/common/sepolicy/vendor/property_contexts

device/softwinner/common/sepolicy/vendor/file_contexts

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)untrusted_app 第三方app,没有Android平台签名,没有system权限

2)platform_app 有android平台签名,没有system权限

3)system_app 有android平台签名和system权限

从上面划分,权限等级,理论上: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两个参数决定

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

参考链接:https://blog.csdn.net/huilin9960/article/details/81530568

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。

seinfo

不同签名会创建对应的selinux上下文。

Android.mk

LOCAL_CERTIFICATE := platform

有platform签名,所以seinfo是platform。

LOCAL_CERTIFICATE作用

参考文档https://blog.csdn.net/hnlgzb/article/details/107823874

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。

T507提供签名文件

飞凌嵌入式 T507 开发板 为例,查看当前运行的应用信息:

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

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。

domain和type就是system_app


T507 安卓策略安全操作步骤

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。

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:

device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te

device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te


以forlinx.example.app为例,我们为其添加can设备的执行权限:


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 };

...

以策略规则配置形式(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:


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。


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。



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