seandroid安全机制框架与分析

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1、SEAndroid安全机制框架分析SEAndroid安全机制所要保护的对象是系统中的资源，这些资源分布在各个子系统中，例如我们经常接触的文件就是分布文件子系统中的。实际上，系统中需要保护的资源非常多，除了前面说的文件之外，还有进程、socket和IPC等等。对于Android系统来说，由于使用了与传统Linux系统不一样的用户空间运行时，即应用程序运行时框架，因此它在用户空间有一些特有的资源是需要特别保护的，例如系统属性的设置。接下来，我们就通过图1来观察SEAndroid安全机制的整体框架，如下所示：从图1可以

2、看到，以SELinux文件系统接口为边界，SEAndroid安全机制包含有内核空间和用户空间两部分支持。在内核空间，主要涉及到一个称为SELinuxLSM的模块。而在用户空间中，涉及到SecurityContext、SecurityServer和SEAndroidPolicy等模块。这些内核空间模块和用户空间模块的作用以及交互如下所示：1.内核空间的SELinuxLSM模块负责内核资源的安全访问控制。资料2.用户空间的SEAndroidPolicy描述的是资源安全访问策略。系统在启动的时候，用户空间的Securi

3、tyServer需要将这些安全访问策略加载内核空间的SELinuxLSM模块中去。这是通过SELinux文件系统接口实现的。3.用户空间的SecurityContext描述的是资源安全上下文。SEAndroid的安全访问策略就是在资源的安全上下文基础上实现的。4.用户空间的SecurityServer一方面需要到用户空间的SecurityContext去检索对象的安全上下文，另一方面也需要到内核空间去操作对象的安全上下文。5.用户空间的selinux库封装了对SELinux文件系统接口的读写操作。用户空间的Sec

4、urityServer访问内核空间的SELinuxLSM模块时，都是间接地通过selinux进行的。这样可以将对SELinux文件系统接口的读写操作封装成更有意义的函数调用。6.用户空间的SecurityServer到用户空间的SecurityContext去检索对象的安全上下文时，同样也是通过selinux库来进行的。接下来，我们就从内核空间和用户空间两个角度来分析SEAndroid安全机制框架。一.内核空间在内核空间中，存在一个SELinuxLSM模块，这个模块包含有一个访问向量缓冲（AccessVector

5、Cache）和一个安全服务（SecurityServer）。SecurityServer负责安全访问控制逻辑，即由它来决定一个主体访问一个客体是否是合法的。这里说的主体一般就是指进程，而客体就是主体要访问的资源，例如文件。与SELinuxSecurityServer相关的一个内核子模块是LSM，全称是LinuxSecurityModel。LSM可以说是为了SELinux而设计的，但是它是一个通用的安全模块，SELinux可以使用，其它的模块也同样可以使用。这体现了Linux内核模块的一个重要设计思想，只提供机制实

6、现而不提供策略实现。在我们这个例子中，LSM实现的就是机制，而SELinux就是在这套机制下的一个策略实现。也就是说，你也可以通过LSM来实现自己的一套MAC安全机制。SELinux、LSM和内核中的子系统是如何交互的呢？首先，SELinux会在LSM中注册相应的回调函数。其次，LSM会在相应的内核对象子系统中会加入一些Hook代码。例如，我们调用系统接口read函数来读取一个文件的时候，就会进入到内核的文件子系统中。在文件子系统中负责读取文件函数vfs_read就会调用LSM加入的Hook代码。这些Hook代码

7、就会调用之前SELinux注册进来的回调函数，以便后者可以进行安全检查。资料SELinux在进行安全检查的时候，首先是看一下自己的AccessVectorCache是否已经有结果。如果有的话，就直接将结果返回给相应的内核子系统就可以了。如果没有的话，就需要到SecurityServer中去进行检查。检查出来的结果在返回给相应的内核子系统的同时，也会保存在自己的AccessVectorCache中，以便下次可以快速地得到检查结果。上面描述的安全访问控制流程可以通过图2来总结，如下所示：从图2可以看到，内核中的资源在

8、访问的过程中，一般需要获得三次检查通过：1.一般性错误检查，例如访问的对象是否存在、访问参数是否正确等。2.DAC检查，即基于LinuxUID/GID的安全检查。3.SELinux检查，即基于安全上下文和安全策略的安全检查。二.用户空间资料在用户空间中，SEAndroid包含有三个主要的模块，分别是安全上下文（SecurityContext）、安全策略（SEAndroid