國產平臺之T507 開發板Android 安全策略漫談
T507
2021-12-02 17:45:00
T507
操作系統：Android10.0
飛凌嵌入式 T507 開發板 Android系統版本為Android10.0，默認開啟了SELinux。基于MAC訪問控制模型的SElinux，可以更好地保護我們的Android系統， 比如限制系統服務的訪問權限、控制應用對數據和系統日志的訪問等措施，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生的對系統安全的影響。
從系統安全方面考慮，SELinux是保護神，但是從軟件開發方面，SELinux就是一道牽絆，這是一把雙刃劍。
比如我們開發應用或者增加系統服務的某些權限的時候，我們必須遵循SELinux的規則，給我們的應用設置對應的安全策略，否則我們的應用就不具備訪問數據或者設備的權限。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 開發板 Android的安全策略，以及自定義飛凌嵌入式 T507 開發板 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算機或者網絡中某個資源的訪問。沒有它，所有人都可以訪問任何資源。有了訪問控制，用戶在獲取實際訪問資源或進行操作之前，必須通過識別、驗證、授權。
自主訪問控制（DAC: Discretionary Access Control）系統識別用戶，根據被操作對象的權限的設置，來決定該用戶對其擁有的操作權限，read、write、exec。擁有這個對象權限的用戶，又可以將該權限分配給其他用戶，此謂之“Discretionary”。缺陷就是對權限控制比較分散，不便于管理，比如無法簡單地將一組文件設置統一的權限開放給指定的一群用戶。
強制訪問控制（MAC: Mandatory Access Control）MAC是為了彌補DAC權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。策略定義了哪個主體能訪問哪個對象。這種訪問控制模型可以增加安全級別，因為它基于策略，任何沒有被顯式授權的操作都不能執行。MAC被開發和實現在最重視保密的系統中。主體獲得清楚的標記，對象得到分類標記，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 用戶帳號的身份運行，才能向原始塊設備寫入數據。在基于 DAC 的傳統 Linux 環境中，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原始塊設備寫入數據。從 Android 4.3 起，SELinux 開始為傳統的自主訪問控制 (DAC) 環境提供強制訪問控制 (MAC) 保護功能。作為 Android 安全模型的一部分，Android 使用安全增強型 Linux (SELinux) 對所有進程強制執行強制訪問控制 (MAC)，甚至包括以 Root/超級用戶權限運行的進程（Linux 功能）。例如，可以使用 SELinux 為這些設備添加標簽，以便被分配了 Root 權限的進程只能向相關政策中指定的設備寫入數據。這樣一來，該進程便無法重寫特定原始塊設備之外的數據和系統設置。借助 SELinux，Android 可以更好地保護和限制系統服務、控制對應用數據和系統日志的訪問、降低惡意軟件的影響，并保護用戶免遭移動設備上的代碼可能存在的缺陷的影響。
飛凌嵌入式 T507 開發板 Android系統版本為Android10，SELinux默認開啟，即使獲得了該系統的root權限，也只能向相關策略中指定的設備寫入數據，從而更好地保護和限制系統服務，保障系統和數據的安全。
標簽、規則和域
SELinux 依靠標簽來匹配操作和策略。標簽用于決定允許的事項。套接字、文件和進程在 SELinux 中都有標簽。SELinux 在做決定時需參照兩點：一是為這些對象分配的標簽，二是定義這些對象如何交互的策略。
在 SELinux 中，標簽采用以下形式：user:role:type:mls_level，其中 type 是訪問決定的主要組成部分，可通過構成標簽的其他組成部分進行修改。對象會映射到類，對每個類的不同訪問類型由權限表示。
策略規則采用以下形式：allow domains types:classes permissions;，其中：
Domain - 一個進程或一組進程的標簽。也稱為域類型，因為它只是指進程的類型。
Type - 一個對象（例如，文件、套接字）或一組對象的標簽。
Class - 要訪問的對象（例如，文件、套接字）的類型。Permission - 要執行的操作（例如，讀取、寫入）。
策略配置源文件
1、external/sepolicy
這是獨立于設備的配置，一般不能針對設備進行修改
2、device/<vendor>/<product>/sepolicy
這是特定于設備的配置，基于 BOARD_SEPOLICY_* 變量來選擇對應平臺的策略配置。
以飛凌嵌入式 T507 開發板 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 文件中保存了對應對象的域和類型定義、規則。通常每個域一個 .te 文件，例如installd.te。在 device.te、file.te 中聲明了設備和文件類型。在某些文件（例如domain.te、app.te）中則存儲著共享規則。
以飛凌嵌入式 T507 開發板 為例,T507 system_app的TE文件的路徑如下：
device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
標簽配置文件
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權限
2)platform_app 有android平臺簽名，沒有system權限
3)system_app 有android平臺簽名和system權限
從上面劃分，權限等級，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兩個參數決定
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中用于區分用戶的，而Android中的UID是用于系統進行權限管理的。參考鏈接中的文章對于uid的產生講的很清楚。
seinfo
不同簽名會創建對應的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/ 目錄下提供的默認簽名文件，不同平臺可能會有差異：飛凌嵌入式 T507 開發板 提供了media、networkstack、platform、shared、testkey、verity六種不同權限的簽名文件。
以飛凌嵌入式 T507 開發板 為例，查看當前運行的應用信息：
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
當前運行的兩個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沒有設置UID使用的默認設置，其UID為u0_a62，并且沒有設置簽名文件，它的domain和type就是untrusted_app。
T507自定義安全策略
以上面兩個運行的app來說，我們為這兩個APP添加額外的權限，對應的TE配置文件分別就是system_app.te、untrusted_app.te，對應路徑為：
device/softwinner/common/sepolicy/vendor/system_app.te
device/softwinner/common/sepolicy/vendor/untrusted_app.te
以forlinx.example.app為例，我們為其添加can設備的執行權限：
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
有時我們增加的權限，系統默認的配置是不允許的，比如我們上面給forlinx.example.app增加的執行腳本的權限，報錯如下：
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
系統默認的安全策略的路徑為system/sepolicy/，根據報錯的提示，我們可以修改默認的配置，修改system/sepolicy/private/system_app.te和system/sepolicy/private/shell.te，從而完成權限的賦予。
以上就是Android 安全策略的脈絡，以及飛凌嵌入式 T507 開發板 Android系統下自定義安全策略的方法了。
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