SELinux/SEAndroid 实例简述（一） 基础概念

  

   
   
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* Author：刘江明 
* Environment：MTK Android 6.0
* Date：2016年11月04日
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一. 前述    

        在Android5.0之前SEAndroid并没有真正地被启用。真正比较关注SELinux与SEAndroid是从着手Android6.0开始。网上关于SELinux与SEAndroid的与不算多。概念又新又多，而且没有一个统一的中文翻译。刚开始一头扎下去看了一头雾水。在这里，希望能用自己微薄的知识做一下通俗的总结，最关键的问题想通过实例如了解，这东西怎么运用到实例里面去。

        在这里看了很多文章，下面很多知道都是引用了很多大神的博客，也相当于稍做总结 。感谢这些大神的默默奉献。

        希望自己在后面能对Android的安全体系有一个完整的了解。目前，第一篇文章，先了解一下SELinux/SEAndroid的基础概念，然后通过实例去分析。然后了解一下在Android系统源码中，SELinux源码中的简单分布，与如何在源码打开Root权限和如果完全不编译SEAndroid。最后是希望能进一步深入到源码里面去了解SEAndroid机制。这里面涉及很广，包括Zygote，packagemanagerservice，dalvik等等等。希望这些愿景都能被实现

二. 关于SELinux与SEAndroid的基本概念

        先简述一下相关概念   

       1. 两种安全机制DAC(Discretionary Access Control)和MAC(Mandatory Access Control)。通俗地讲，这两个机制的区别是。在DAC里，如果一个应用获取了一个用户权限，如Root，那他的所有操作操作都是基于这个用户权限。而MAC就简单霸道好多，无论你是谁，甚至是有Root用户权限，文件权限为777，但每个动作都是需要被允许之后可以被执行。这里可以是在安全策略文件中被允许，与可以是用户手动允许

       2. MAC机制基于 LSM(Linux Security Module) 标准实现。

               3 . SELinux全称Security-Enhanced Linux。SELinux在MAC上实现的，所以SELinux也是基于LSM标准。在Linux kernel 2.6后正式直接整合进Linux里面

              4. 第一条中提到MAC的安全策略文件的作用就是表明了允许干什么。学名是TEAC（Type Enforcement Access Control）。简称TE。里面的语言被称为强制类型语言。我们的目标就是学会如何何用这个文件

             5. Security Context，安全上下文。Security Context的作用就是相当于这些文件和进程的“身份证”。 

       6. SELinux Mode，SELinux有两种模块Permissve Mode（宽容模式）和Enforcing Mode（强制模式）。区别在于Permissive只会打印SELinux Log。而强制模式会进行真正拦截。如果被拦截，kernel log中的关键字是"avc:denied"。可以在下面的文件节点查看SELinux是什么模式，这里返回了一个1，表示在enforce模式

 

             上述1,2,3,4,5它们的关系是这样的

             

       上面这个图没有提到TE文件的关系。TE文件的规则和一些用户主动允许的动作等等会存储在图中的database里。

       当有一个进程执行read动作（Event）被Security Server 监测到地时候，DAC会作初步的检查。然后把动作的传进LSM，同时，LSM会找到该进程和文件的上下文 

       前面说了SELinux基于LSM实现。 SELinux在初始化的时候会实现一些由LSM提供的抽象函数（abstract）和把一些LSM回调（Hook）注册进LSM。LSM会读取SELinux里database的TE规则，或者在AVC（AccessVector cache）里寻找相应的规则。AVC相当于一个规则的缓存，加快读取的速度。找到相应的规则后又把它传回LSM，在LSM里做出最后的判断

关于SEAndroid

Android在SELinux的基础上扩展了SEAndroid，其实两者在原理上差不多，但是SEAndroid面向的对象就是更丰富了，后面会介绍。需要了解的是google到了Android 5.0之后才完全深度整合了SELinux和SEAndroid。具体进程如下：

 

三. SELinux与SEAndroid的基础知识

1. SELinux两个最基本的对象是主体（Subject）和客体（Object）。主体和客体分别对应的是“进程”和“文件”。这里的文件并不单指的是实际存在的文件，而是指Linux里“一切皆文件”里指的文件。如Socket，系统属性等。

        2. 在SEAndroid，对主体和客体进行了进一步形式上的封装和扩展，其实差不多。SEAndroid里细分为：系统文件，服务，系统属性，Bindert和Socket。这里的系统属性指的是build.prop里的属性，也是getprop命令查询出来的属性。我们后面就是针对这几个对象进行实例分析

        3. 在adb里执行下面的命令可以查看主体和客体的安全上下文。

        查看客休（文件）的安全上下文 ls -Z

        

             查看主体（进程）的安全上下文ps -Z

            

            其中文件的安全上下文 “u:object_r:rootfs:s0”具体表示如下

U：一个名为U的SELinux用户

        object_r：这个标志位在进程里表示的是一个用户角色（role）但是文件无扮演任何角色，这仅是一个文件的标识

        rootfs：这是一个type的标志位，也是TE里最重要的一个标示位。不然怎么称为TE（Type Enforcement）

        s0：LSM的级别

        进程的安全上下文“u:r:init:s0”。就第二位与文件的不同，r 全称role，表示的是一个用户角色。第三位同样表示类型（type）也是最重要的

        

         从上面可以看出，Linux用于安全机制的元素有好几种，用户，角色，类型，安全等级。这几种元素在某些场合，还是会被用到，但对于LSM和SELinux最重要的还是type。所以后面的关注点在于主体和客体的type。

    关于角色的一点介绍

1. //通过external/sepolicy/users和external/sepolicy/roles文件的内容，我们就可以看到SEAndroid所定义的SELinux用户和SELinux角色。
2. //文件external/sepolicy/users的内容如下所示：
3. user u roles{ r} level s0 range s0- mls_systemhigh;
5. //上述语句声明了一个SELinux用户u，它可用的SELinux角色为r，它的默认安全级别为s0，可用的安全级别范围为s0~mls_systemhigh，其中，mls_systemhigh为系统定义的最高安全级别。
6. //文件external/sepolicy/roles的内容如下所示：
7. role r;
8. role r types domain;
9. //第一个语句声明了一个SELinux角色r；第二个语句允许SELinux角色r与类型domain关联。

                                                                                                  ---------摘自《SEAndroid安全机制框架分析》

        关于安全等级，只要知道两个原则“read down”和"write up"。即低安全级可以往高安全级的写东西，高安全级的可以往低安全级的读东西，反过来则不可以，同级的可以相互读写。《深入理解SELinux SEAndroid之二》一文中对安全级有很详细的介绍。

以下的荐书摘自“阿拉丁神农”和“罗升阳”大神的博客

     
1  SELinux NSA’s Open Source Security Enhanced Linux：
下载地址：http://download.youkuaiyun.com/detail/innost/6947063
评价：讲得SELinux版本比较老，不包括MLS相关内容。但是它是极好的入门资料。如果你完全没看懂本文，则建议读本文。
2  SELinux by Example Using Security Enhanced Linux：
 下载地址：http://download.youkuaiyun.com/detail/innost/6947093
评价：这本书比第1本书讲得SELinux版本新，包括MLS等很多内容，几乎涵盖了目前SELinux相关的所有知识。读者可跳过1直接看这本书。
3  The_SELinux_Notebook_The_Foundations_3rd_Edition：
下载地址：http://download.youkuaiyun.com/detail/innost/6947077
评价：这是官方网站上下的文档，但它却是最不适合初学者读的。该书更像一个汇总，解释，手册文档。所以，请务必看完1或2的基础上再来看它。
4  Security Enhanced (SE) Android: Bringing Flexible MAC to Android

 参考文章：

http://blog.youkuaiyun.com/Innost/article/details/19299937?locationNum=2   系列文章

http://www.2cto.com/kf/201504/390742.html

http://blog.youkuaiyun.com/luoshengyang/article/details/35392905  系列文章

http://blog.youkuaiyun.com/myarrow/article/details/10105961