接第二部分的內容(http://blog.csdn.net/innost/article/details/19641487)html
SEAndroid最後一部分java
全文PDF下載地址爲:http://vdisk.weibo.com/s/z68f8l0xZUS9wlinux
有了上文的SELinux的基礎知識,本節再來看看Google是如何在Android平臺定製SELinux的。如前文所示,Android平臺中的SELinux叫SEAndroid。android
先來看SEAndroid安全策略文件的編譯。web
Android平臺中:shell
對咱們而言,最重要的仍是external/sepolicy。因此先來看它。安全
讀者還記得上文提到的如何查看make命令的執行狀況嗎?經過:app
mmm external/sepolicy --just-printdom
,咱們能夠看到sepolicy編譯時都幹了些什麼。socket
#之後用SEPOLICY_TEMP代替
# out/target/product/generic/obj/ETC/sepolicy_intermediates字符串
#建立臨時目錄
mkdir -p out/target/product/generic/obj/ETC/sepolicy_intermediates/
#----->處理一堆輸入源文件,最終輸出爲policy.conf
#執行m4命令,用來生成plicy.conf文件。m4命令將擴展SEAndroid定義的一些宏
m4 -D mls_num_sens=1 -D mls_num_cats=1024 -s
#m4的輸入文件。下面標黑體的是SEAndroid一些系統相關的文件,通常不會修改它
security_classes initial_sids access_vectors
global_macros mls_macros mls
policy_capabilities te_macros attributes
#Android系統中的te文件。
adbd.te app.te bluetoothd.te bluetooth.te clatd.te dbusd.te debuggerd.te device.te dhcp.te dnsmasq.te domain.te drmserver.te file.te gpsd.te hci_attach.te healthd.te hostapd.te init_shell.te init.te installd.te isolated_app.te kernel.te keystore.te media_app.te mediaserver.te mtp.te netd.te net.te nfc.te ping.te platform_app.te ppp.te property.te qemud.te racoon.te radio.te release_app.te rild.te runas.te sdcardd.te servicemanager.te shared_app.te shell.te surfaceflinger.te su.te system.te tee.te ueventd.te unconfined.te untrusted_app.te vold.te watchdogd.te wpa_supplicant.te zygote.te
#其餘文件
roles users initial_sid_contexts fs_use genfs_contexts port_contexts
#m4:將上述源文件處理完後,生成policy.conf
> SEPOLICY_TEMP/policy.conf
#下面這個命令將根據policy.conf中的內容,再生成一個policy.conf.dontaudit文件
sed '/dontaudit/d'
SEPOLICY_TEMP/policy.conf >
SEPOLICY_TEMP/policy.conf.dontaudit
mkdir -p SEPOLICY_TEMP/
#------>根據policy.conf文件,生成二進制文件。SEAndroid中,它叫sepolicy
#執行checkpolicy,輸入是policy.conf,輸出是sepolicy
#-M選項表示支持MLS
checkpolicy -M -c 26 -o SEPOLICY_TEMP/sepolicy
SEPOLICY_TEMP/policy.conf
#執行checkpolicy,輸入是policy.conf.dontaudit,輸出是sepolicy.dontaudit
checkpolicy -M -c 26 -o
SEPOLICY_TEMP/sepolicy.dontaudit
SEPOLICY_TEMP/policy.conf.dontaudit
#--->將sepolicy拷貝到對應目標平臺的root目錄下
echo "Install: out/target/product/generic/root/sepolicy"
acp -fp SEPOLICY_TEMP/sepolicy
out/target/product/generic/root/sepolicy
#---->生成file_context文件
#用FILE_CONTEXT_TEMP代替
# out/target/product/generic/obj/ETC/file_contexts_intermediates字符串
mkdir -p FILE_CONTEXT_TEMP/
m4 -s external/sepolicy/file_contexts > FILE_CONTEXT_TEMP/file_contexts
checkfc SEPOLICY_TEMP/sepolicy
FILE_CONTEXT_TEMP/file_contexts
echo "Install: out/target/product/generic/root/file_contexts"
acp -fp FILE_CONTEXT_TEMP/file_contexts
out/target/product/generic/root/file_contexts
#--->生成seapp_context文件,這個是Android平臺特有的,其做用咱們下文再介紹
#用SEAPP_CONTEXT_TEMP代替
# out/target/product/generic/obj/ETC/seapp_contexts_intermediates
mkdir -p SEAPP_CONTEXT_TEMP/
checkseapp -p SEPOLICY_TEMP /sepolicy
-o SEAPP_CONTEXT_TEMP/seapp_contexts SEAPP_CONTEXT_TEMP/seapp_contexts.tmp
echo "Install: out/target/product/generic/root/seapp_contexts"
acp -fp SEAPP_CONTEXT_TEMP/seapp_contexts
out/target/product/generic/root/seapp_contexts
#---->和Android平臺中的屬性相關。SEAndroid中,設置屬性也須要相關權限
#用PROPERTY_CONTEXT_TMP代替:
# out/target/product/generic/obj/ETC/property_contexts_intermediates
mkdir -p PROPERTY_CONTEXT_TMP/
m4 -s external/sepolicy/property_contexts >
PROPERTY_CONTEXT_TMP/property_contexts
checkfc -p TARGET_SEPOLICY_TEMP/sepolicy
PROPERTY_CONTEXT_TMP/property_contexts
echo "Install: out/target/product/generic/root/property_contexts"
acp -fp PROPERTY_CONTEXT_TMP/property_contexts
out/target/product/generic/root/property_contexts
上面展現了sepolicy編譯的執行狀況,讀者最好本身嘗試一下。注意,checkfc,checkseapp等都是SEAndroid編譯時使用的工具,它們用來作策略檢查,看看是否有規則不符合的地方。
總結:
下面咱們來看看和SEAndroid相關的代碼,故事從init開始。
Android平臺中,SEAndroid的初始化由進程的祖先init的main函數完成,相關代碼以下所示:
[-->init.c:main]
process_kernel_cmdline();
//向SELinux設置兩個回調函數,主要是打印log
union selinux_callback cb;
cb.func_log = klog_write;
selinux_set_callback(SELINUX_CB_LOG, cb);
cb.func_audit = audit_callback;
//selinux_set_callback由libselinux提供。讀者可google libselinux各個API
//的做用
selinux_set_callback(SELINUX_CB_AUDIT, cb);
//①初始化SEAndroid
selinux_initialize();
//②給下面幾個目錄打標籤!
restorecon("/dev");
restorecon("/dev/socket");
restorecon("/dev/__properties__");
restorecon_recursive("/sys");
上述代碼中的兩個重要函數:
先來看selinux_initialize:
[-->init.c:: selinux_initialize]
static void selinux_initialize(void)
{
/*判斷selinux功能是否啓用。方法是:
1) /sys/fs/selinux 是否存在。或者
2) ro.boot.selinux 屬性不爲disabled
*/
if (selinux_is_disabled()) return;
//加載sepolicy文件
if (selinux_android_load_policy() < 0) {......}
selinux_init_all_handles();
/*selinux有兩種工做模式,
「permissive」:全部操做都被容許(即沒有MAC),可是若是有違反權限的話,會記錄日誌
「enforcing」:全部操做都會進行權限檢查
*/
bool is_enforcing = selinux_is_enforcing();
//設置SELinux的模式
security_setenforce(is_enforcing);
}
來看上述代碼中的兩個函數:
來看selinux_android_load_policy,其代碼以下所示:
[-->external/libselinux/src/android.c:: selinux_android_load_policy]
int selinux_android_load_policy(void)
{
char *mnt = SELINUXMNT;// 值爲/sys/fs/selinux
int rc;//掛載/sys/fs/selinux,SELINUXFS值爲"selinuxfs"
rc = mount(SELINUXFS, mnt, SELINUXFS, 0, NULL);
......
// /sys/fs/selinux爲userpace和kernel中的SELinux模塊交互的通道
set_selinuxmnt(mnt);//此函數定義在selinux.h中,屬於libselinux API.
return selinux_android_reload_policy(); //加載SEAndroid中的policy文件
}
圖11展現了Nexus 7上/sys/fs/selinux的內容:
圖11 /sys/fs/selinux的內容
用戶空間進程可同讀寫/sys/fs/selinux的各個文件或其中的子目錄來通知Kernel中的SELinux完成相關的操做。
咱們此處此處舉一個例子,如圖11下方紅框中的booleans文件夾:
接下來看看selinux_android_reload_policy函數:
[-->external/libselinux/src/android.c:: selinux_android_reload_policy]
int selinux_android_reload_policy(void)
{
int fd = -1, rc; struct stat sb; void *map = NULL;
int i = 0;
// sepolicy_file指明sepolicy文件的路徑。Android中有兩處,第一個是
// /data/security/current/sepolicy。第二個是root目錄下的sepolicy文件。
//下面這段邏輯可知,SEAndroid只使用其中的一個,若是/data/目錄下有sepolicy文件,則
//優先使用它
while (fd < 0 && sepolicy_file[i]) {
fd = open(sepolicy_file[i], O_RDONLY | O_NOFOLLOW);
i++;
}
......
map = mmap(NULL, sb.st_size, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);
......
//假設使用根目錄下的sepolicy文件。下面這個函數由selinux.h定義,它將此文件加載到
//內核中
rc = security_load_policy(map, sb.st_size);
......
munmap(map, sb.st_size);
close(fd);
return 0;
}
init經過mmap的方式,將sepolicy文件傳遞給了kernel。init使用了libselinux提供的API函數來完成相關操做。而libselinux則是經過操做/sys/fs/selinux下的文件來完成和Kernel中SELinux模塊的交互。libselinux庫的API不是咱們研究的重點,感興趣的兄弟請本身研究源碼。
總之,selinux_android_load_policy幹得最重要的一件事情就是將sepolicy文件傳遞給Kernel,這樣Kernel就有了安全策略配置文件,後續的MAC才能開展起來。
在此,請讀者注意sepolicy文件的位置:
前面講過,init要給一些死貨和property打標籤,爲了完成這個工做,根據libselinux的API,init須要先建立兩個handler,代碼在selinux_init_all_handles中:
[-->init.c:: selinux_init_all_handles]
void selinux_init_all_handles(void)
{
sehandle = selinux_android_file_context_handle();
sehandle_prop = selinux_android_prop_context_handle();
}
建立兩個handler,主要爲後續作labeling控制。咱們來看看prop的context:
[-->init.c::selinux_android_prop_context_handle]
struct selabel_handle* selinux_android_prop_context_handle(void)
{
int i = 0;
struct selabel_handle* sehandle = NULL;
//setopts_prop也有兩個值:
//第一個是/data/security/property_contexts。第二個是/property_contexts
while ((sehandle == NULL) && seopts_prop[i].value) {
sehandle = selabel_open(SELABEL_CTX_ANDROID_PROP, &seopts_prop[i], 1);
i++;
}
//假設採用的是根目錄下的property_context文件
......
return sehandle;
}
handler其實就是爲了打開xxx_context文件。因爲它們和restorecon有關,下面直接來看restorecon函數,看看這些handler是怎麼個用法。
[-->init.c::restorecon]
int restorecon(const char *pathname)
{
char *secontext = NULL;
struct stat sb;
int i;
if (is_selinux_enabled() <= 0 || !sehandle)
return 0;
if (lstat(pathname, &sb) < 0) return -errno;
//查找file_context文件中是否包含有pathname路徑的控制選項
if (selabel_lookup(sehandle, &secontext, pathname, sb.st_mode) < 0)
return -errno;
//設置patchname目錄的security_context,lsetfilecon的實現很是簡單,就是調用
//
if (lsetfilecon(pathname, secontext) < 0) {
freecon(secontext);
return -errno;
}
freecon(secontext);
return 0;
}
想知道selinux是如何labeling一個文件或目錄的嗎?答案在lsetfilecon中:
[-->external/libselinux/src/lsetfilecon.c:: lsetfilecon]
int lsetfilecon(const char *path, const security_context_t context)
{
//設置文件系統的屬性
return lsetxattr(path, XATTR_NAME_SELINUX, context, strlen(context) + 1,0);
}
通常而言,SELinux權限檢查都是由kernel來完成的,不過對於Android平臺中的Property而言,這卻徹底是一個用戶空間的內容。因此,咱們看看init是如何使用libselinux來完成用戶空間的權限檢查的。
每當其餘進程經過setprop函數設置屬性時,property_service中有一個叫check_
[system/core/init/property_service.c:: check_mac_perms]
static int check_mac_perms(const char *name, char *sctx)
{
if (is_selinux_enabled() <= 0) return 1;
char *tctx = NULL;
const char *class = "property_service";
const char *perm = "set";
int result = 0;
......
//檢查property_context中是否認義了目標SContext,即tctx。
if (selabel_lookup(sehandle_prop, &tctx, name, 1) != 0) goto err;
//將源SContext和目標SContext進行比較,判斷是否有相關權限。name是屬性的名字
//源SContext是調用setprop進程的SContext。目標SContext是property_context
//文件中定義的SContext。
if (selinux_check_access(sctx, tctx, class, perm, name) == 0)
result = 1;
freecon(tctx);
err:
return result;
}
怎麼樣?理解起來並不困難吧?用戶空間的權限檢查主要就是經過selinux_check_access完成,其輸入參數包括:
具體的哪個屬性(name參數指定,就是具體指明哪一文件)。
提示:關於這些API的說明,讀者請參考http://selinuxproject.org/page/User_Resources中的Manual pages文檔。
下面咱們來看Android中應用程序是如何使用SELinux的。
對應用程序而言,最重要的工做就是管理它們的DT和TT:
咱們先來看應用程序的DT。
Android中應用進程(就是APK所在的進程)的DT轉換其實很簡單,它及其具備Android特點:
咱們先來看PackageManagerService:
[-->PackageManagerService.java::PackageManageService]
......
/*下面這個函數將嘗試解析
1)/data/security/mac_permissions.xml 或
2)/system/etc/security/mac_permissions.xml 中的內容。
*/
mFoundPolicyFile = SELinuxMMAC.readInstallPolicy();
注意,mac_permissions.xml位於external/sepolicy中,圖12所示爲該文件的原始:
圖12 mac_permissions.xml的內容
在系統過程當中,圖12中的@RELEASE,@PLATFORM等內容會被RELEASE、PLATFORM簽名信息替換。圖13所示爲Nexus 7中該文件的內容。
圖13 Nexus7中mac_permissions.xml內容
mac_permissions.xml保存了不一樣簽名所對應的seinfo:如seinfo爲platform時的簽名是什麼,seinfo爲media的時候簽名又是什麼。那麼,這些信息有啥用呢?來看下文。
當APK安裝時,也就是APK被PKMGS掃描的時候,有以下的代碼:
[-->PackageManagerService.java::ScanPackageLI]
if (mFoundPolicyFile) {
//下面這個函數將根據簽名信息賦值seinfo值給對應的apk
SELinuxMMAC.assignSeinfoValue(pkg);
}
[-->SELinuxMMAC.java::assignSeinfoValue]
public static void assignSeinfoValue(PackageParser.Package pkg) {
//對於系統app(預裝的,位於system目錄下的)
if (((pkg.applicationInfo.flags & ApplicationInfo.FLAG_SYSTEM) != 0) ||
((pkg.applicationInfo.flags &
ApplicationInfo.FLAG_UPDATED_SYSTEM_APP) != 0)) {
for (Signature s : pkg.mSignatures) {
if (s == null) continue;
//sSigSeinfo存儲了mac_permissions.xml中seinfo標籤的內容
if (sSigSeinfo.containsKey(s)) {
String seinfo = pkg.applicationInfo.seinfo = sSigSeinfo.get(s);
return;
}
}
//sPackageSeinfo存儲了xml中package標籤下seinfo子標籤的內容
if (sPackageSeinfo.containsKey(pkg.packageName)) {
String seinfo = pkg.applicationInfo.seinfo =
sPackageSeinfo.get(pkg.packageName);
return;
}
}
//default標籤中seinfo的值
String seinfo = pkg.applicationInfo.seinfo = sSigSeinfo.get(null);
......
}
assignSeinfoValue的功能如上代碼所示,它根據apk的簽名信息來賦值不一樣的seinfo,也就是諸如"platform",」media「之類的值。
提示:你們能想出爲何要設置seinfo嗎?恩,它就是Android爲App定義的SContext中的Domain的值。
ActivityManagerService負責啓動目標應用進程,相關代碼以下所示:
[-->ActivityManagerService.java:: startProcessLocked]
Process.ProcessStartResult startResult =
Process.start("android.app.ActivityThread",
app.processName, uid, uid, gids, debugFlags, mountExternal,
app.info.targetSdkVersion, app.info.seinfo, null);
根據《深刻理解Android卷I》第4章對zygote的介紹,zygote進程將fork一個子進程,相關函數在:
[-->ZygoteConnection.java::runOnce]
pid = Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid, parsedArgs.gid, parsedArgs.gids,
parsedArgs.debugFlags, rlimits, parsedArgs.mountExternal,
parsedArgs.seInfo,parsedArgs.niceName);
該函數由JNI實現,代碼在dalvik/vm/native/ dalvik_system_Zygote.cpp中,其中最重要的是內部所調用的forkAndSpecializeCommon:
[-->dalvik_system_Zygote.cpp:: forkAndSpecializeCommon]
pid = fork();
if (pid == 0) {
......
err = setSELinuxContext(uid, isSystemServer, seInfo, niceName);
.....}
[-->external/libselinux/android.c::selinux_android_setcontext]
int selinux_android_setcontext(uid_t uid,int isSystemServer,
const char *seinfo,const char *pkgname)
{
char *orig_ctx_str = NULL, *ctx_str; context_t ctx = NULL;
int rc = -1;
if (is_selinux_enabled() <= 0) return 0;
//重要函數:seapp_context_init,內部將調用selinux_android_seapp_context_reload
//以加載seapp_contexts文件。
// 1) /data/security/current/seapp_contexts 或者
// 2) /seapp_contexts 本例而言,就是根目錄下的這個seapp_context文件
__selinux_once(once, seapp_context_init);
rc = getcon(&ctx_str);
ctx = context_new(ctx_str);
orig_ctx_str = ctx_str;
//從zygote進程fork出來後,最初的SContext取值爲u:r:zygote:s0
//下面這個函數將根據uid,pkgname等設置最終的SC。例如u:r:system_app:s0等
rc = seapp_context_lookup(SEAPP_DOMAIN, uid, isSystemServer, seinfo, pkgname,
ctx);
ctx_str = context_str(ctx);
rc = security_check_context(ctx_str);
if (strcmp(ctx_str, orig_ctx_str)) {
rc = setcon(ctx_str);
}
rc = 0;
......
return rc;
}
圖14所示爲seapp_context的內容,很是簡單:
圖14 seapp_context內容
上面代碼中的seapp_context_lookup將根據圖14的內容,經過不一樣的apk所對應的seinfo,找到他們的目標domain,而後再設置爲它們新的SContext。例如圖15的Nexus 7中ps -Z的結果圖。
圖15 ps -Z查看apk進程的SContext
seapp_context_lookup是完成從seapp_context文件內容映射到具體對應爲哪一個Domain的關鍵函數,該函數第一次看起來嚇死人,其實蠻簡單。這裏就再也不多說。
anyway,SEAndroid中,不一樣應用程序將根據它們的簽名信息獲得對應的SContext(主要是Domain,MLS其實沒用上,但之後能夠用上,這是經過圖14中的levelFrom語句來控制的,具體可參考seapp_context_lookup的實現)。
DT完成後,咱們看系統如何爲它們的對應文件夾打標籤
仍是在PackageManagerService的scanPackageLI函數中,
[-->PackageManagerService.java:: scanPackageLI]
int ret = createDataDirsLI(pkgName, pkg.applicationInfo.uid,
pkg.applicationInfo.seinfo);
createDataDirsLI最終會調用installd實現的函數:
[-->installd/commands.c::install]
//內部調用selinux_android_setfilecon2,它和上文的selinux_android_setcontext
//幾乎同樣。最終它將設置pkgdir的SContext。注意,它主要根據seapp_context文件中的
//type字段來肯定最終的Type值。
if (selinux_android_setfilecon2(pkgdir, pkgname, seinfo, uid) < 0) {
......
}
圖16展現了ls -Z /data/data目錄下的結果。
圖16 /data/data目錄下ls -Z的結果
是否是和圖14中seapp_context文件的type字段描述同樣同樣的?
下面,筆者將經過修改shell的權限,使其沒法設置屬性。
先來看shell的te,以下所示:
[external/sepolicy/shell.te]
# Domain for shell processes spawned by ADB
type shell, domain;
type shell_exec, file_type;
#shell屬於unconfined_domain,unconfined便是不受限制的意思
unconfined_domain(shell)
# Run app_process.
# XXX Split into its own domain?
app_domain(shell)
unconfied_domain是一個宏,它將shell和以下兩個attribute相關聯:
[external/sepolicy/te_macros]
#####################################
# unconfined_domain(domain)
# Allow the specified domain to do anything.
#
define(`unconfined_domain', `
typeattribute $1 mlstrustedsubject; #這個和MLS有關
typeattribute $1 unconfineddomain;
')
unconfineddomain權限不少,它的allow語句定義在unconfined.te中:
[external/sepolicy/unconfined.te]
......
allow unconfineddomain property_type:property_service set;
從上面能夠看出,shell所關聯的unconfineddomain有權限設置屬性。因此,咱們把它改爲:
allow {unconfineddomain -shell} property_type:property_service set;
經過一個「-」號,將shell的權限排除。
而後:
圖17所示爲整個測試的例子:
圖17 測試結果
根據圖17:
圖18所示爲dmesg輸出,能夠看出,當selinux使用了data目錄下這個新的sepolicy後,shell的setprop權限就被否了!
圖18 dmesg輸出
提示:前面曾提到過audit,日誌一類的事情。恩,這個日誌由kernel輸出,可藉助諸如audit2allow等host上的工具查看哪些地方有違反權限的地方。系統會將源,目標SContext等信息都打印出來。
本文對SELinux的核心知識進行了介紹。從入門角度來講,有了這些內容,SELinux大概80%左右的知識都已經介紹,剩下來的工做就是不斷去修改和嘗試不一樣的安全配置文件。
而後咱們對SEAndroid進行了相關介紹,這部分基本上反映了Android是如何利用這些安全配置文件來構造本身的安全環境的。
從目前AOSP SEAndroid安全配置源文件來看,不少te文件中都使用了以下這樣的語句:
圖19 permissive定義
其中,permissive關鍵詞表示不用對上述這些type/domain進行MAC監管。permissive通常用於測試某個策略,看是否對整個系統有影響。一旦測驗經過,就能夠把permissve語句移掉,以真正提高安全。
基於SEAndroid,廣大搞機人能夠:
另外,要提醒讀者的是,安全配置須要考慮的東西很是多,稍有不甚,就會影響系統其餘模塊的運行。好比筆者在研究SELinux時,不當心把Ubuntu的圖像界面系統啓動不了,後來只能移除SELinux後才解決。這也是爲何SELinux出來這麼多年,可是你們好像碰到它的機會不多的緣由,由於它的配置實在是太麻煩,很容易出錯!
最後,反覆提醒讀者,一旦修改了策略文件,務必進行全方位,多層面測試。
關於SEAndroid的更多官方說明,請參考
http://source.android.com/devices/tech/security/se-linux.html