飛凌嵌入式 OKT507-C開發(fā)板：安全策略漫談

硬件平臺：飛凌嵌入式 OKT507-C開發(fā)板

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(tǒng)， 比如限制系統(tǒng)服務的訪問權(quán)限、控制應用對數(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)應用或者增加系統(tǒng)服務的某些權(quán)限的時候，我們必須遵循SELinux的規(guī)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(shù)據(jù)或者設備的權(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算機或者網(wǎng)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(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)限的設置，來決定該用戶對其擁有的操作權(quán)限，read、write、exec。擁有這個對象權(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置統(tǒng)一的權(quán)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(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(quán)的操作都不能執(zhí)行。MAC被開發(fā)和實現(xiàn)在最重視保密的系統(tǒng)中，如軍事系統(tǒng)。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(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原始塊設備寫入數(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(zhí)行強制訪問控制 (MAC)，甚至包括以 Root/超級用戶權(quán)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(quán)限的進程只能向相關政策中指定的設備寫入數(shù)據(jù)。這樣一來，該進程便無法重寫特定原始塊設備之外的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)設置。借助 SELinux，Android 可以更好地保護和限制系統(tǒng)服務、控制對應用數(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(fā)板Android系統(tǒng)版本為Android10，SELinux默認開啟，即使獲得了該系統(tǒng)的root權(quán)限，也只能向相關策略中指定的設備寫入數(shù)據(jù)，從而更好地保護和限制系統(tǒng)服務，保障系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全。

標簽、規(guī)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(gòu)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(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(zhí)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///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(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 文件中保存了對應對象的域和類型定義、規(guī)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(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

不同簽名會創(chuàng)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(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?yōu)檫@兩個APP添加額外的權(quán)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?yōu)槠涮砑?a target="_blank">can設備的執(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

有時我們增加的權(quán)限，系統(tǒng)默認的配置是不允許的，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(tǒng)默認的安全策略的路徑為system/sepolicy/，根據(jù)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(quán)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(fā)板Android系統(tǒng)下自定義安全策略的方法了。

審核編輯：符乾江