SEAndroid安全机制框架分析

我们知道，Android系统基于Linux实现。

针对传统Linux系统，NSA开发了一套安全机制SELinux，用来加强安全性。

然而。因为Android系统有着独特的用户空间执行时。因此SELinux不能全然适用于Android系统。为此，NSA针对Android系统。在SELinux基础上开发了SEAndroid。本文就对SEAndroid安全机制框架进行分析，以便后面能够更好地分析事实上现细节。

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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，比如我们常常接触的文件就是分布文件子系统中的。实际上，系统中须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。因为使用了与传统Linux系统不一样的用户空间执行时，即应用程序执行时框架。因此它在用户空间有一些特有的资源是须要特别保护的，比如系统属性的设置。

接下来，我们就通过图1来观察SEAndroid安全机制的总体框架，例如以下所看到的：

图1 SEAndroid安全机制框架

从图1能够看到，以SELinux文件系统接口为边界。SEAndroid安全机制包括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SELinux LSM的模块。而在用户空间中，涉及到Security Context、Security Server和SEAndroid Policy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例如以下所看到的：

1. 内核空间的SELinux LSM模块负责内核资源的安全訪问控制。

2. 用户空间的SEAndroid Policy描写叙述的是资源安全訪问策略。系统在启动的时候。用户空间的Security Server须要将这些安全訪问策略载入内核空间的SELinux LSM模块中去。这是通过SELinux文件系统接口实现的。

3. 用户空间的Security Context描写叙述的是资源安全上下文。SEAndroid的安全訪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Security Server一方面须要到用户空间的Security Context去检索对象的安全上下文，还有一方面也须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Security Server訪问内核空间的SELinux LSM模块时，都是间接地通过selinux进行的。这样能够将对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Security Server到用户空间的Security Context去检索对象的安全上下文时。相同也是通过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SELinux LSM模块，这个模块包括有一个訪问向量缓冲（Access Vector Cache）和一个安全服务（Security Server）。Security Server负责安全訪问控制逻辑。即由它来决定一个主体訪问一个客体是否是合法的。这里说的主体一般就是指进程，而客体就是主体要訪问的资源，比如文件。

与SELinux Security Server相关的一个内核子模块是LSM，全称是Linux Security Model。

LSM能够说是为了SELinux而设计的。可是它是一个通用的安全模块，SELinux能够使用。其他的模块也相同能够使用。这体现了Linux内核模块的一个重要设计思想。仅仅提供机制实现而不提供策略实现。

在我们这个样例中。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，你也能够通过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怎样交互的呢？首先，SELinux会在LSM中注冊相应的回调函数。

其次，LSM会在相应的内核对象子系统中会增加一些Hook代码。比如，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增加的Hook代码。这些Hook代码就会调用之前SELinux注冊进来的回调函数，以便后者能够进行安全检查。

SELinux在进行安全检查的时候，首先是看一下自己的Access Vector Cache是否已经有结果。假设有的话，就直接将结果返回给相应的内核子系统就能够了。

假设没有的话。就须要到Security Server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一时候。也会保存在自己的Access Vector Cache中。以便下次能够高速地得到检查结果。

上面描写叙述的安全訪问控制流程能够通过图2来总结。例如以下所看到的：

图2 SELinux安全訪问控制流程

从图2能够看到，内核中的资源在訪问的过程中，一般须要获得三次检查通过：

1. 一般性错误检查，比如訪问的对象是否存在、訪问參数是否正确等。

2. DAC检查。即基于Linux UID/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

在用户空间中。SEAndroid包括有三个基本的模块，各自是安全上下文（Security Context）、安全策略（SEAndroid Policy）和安全服务（Security Server）。

接下来我们就分别对它们进行描写叙述。

1. 安全上下文

SEAndroid是一种基于安全策略的MAC安全机制。这样的安全策略又是建立在对象的安全上下文的基础上的。这里所说的对象分为两种类型，一种称主体（Subject），一种称为客体（Object）。主体通常就是指进程。而客观就是指进程所要訪问的资源，比如文件、系统属性等。

安全上下文实际上就是一个附加在对象上的标签（Tag）。这个标签实际上就是一个字符串，它由四部分内容组成，各自是SELinux用户、SELinux角色、类型、安全级别，每个部分都通过一个冒号来分隔，格式为“user:role:type:sensitivity”。

比如，在开启了SEAndroid安全机制的设备上执行带-Z选项的ls命令，就能够看到一个文件的安全上下文：

$ ls -Z /init.rc
-rwxr-x--- root     root     u:object_r:rootfs:s0 init.rc

上面的命令列出文件/init.rc的安全上下文为“u:object_r:rootfs:s0”，这表明文件/init.rc的SELinux用户、SELinux角色、类型和安全级别分别为u、object_r、rootfs和s0。

又如，在开启了SEAndroid安全机制的设备上执行带-Z选项的ps命令。就能够看到一个进程的安全上下文：

$ ps -Z
LABEL                          USER     PID   PPID  NAME
u:r:init:s0                    root      1     0     /init
......

上面的命令列出进程init的安全上下文为“u:r:init:s0”，这表明进程init的SELinux用户、SELinux角色、类型和安全级别分别为u、r、init和s0。

在安全上下文中，仅仅有类型（Type）才是最重要的，SELinux用户、SELinux角色和安全级别都差点儿能够忽略不计的。正因为如此。SEAndroid安全机制又称为是基于TE（Type Enforcement）策略的安全机制。

只是为了方便理解安全上下文，接下来我们还是简单地对SELinux用户、SELinux角色和安全级别的作用进行介绍。

对于进程来说，SELinux用户和SELinux角色仅仅是用来限制进程能够标注的类型。而对于文件来说，SELinux用户和SELinux角色就能够全然忽略不计。

为了完整地描写叙述一个文件的安全上下文。通常将它的SELinux角色固定为object_r，而将它的SELinux用户设置为创建它的进程的SELinux用户。

在SEAndroid中，仅仅定义了一个SELinux用户u，因此我们通过ps -Z和ls -Z命令看到的全部的进程和文件的安全上下文中的SELinux用户都为u。

同一时候，SEAndroid也仅仅定义了一个SELinux角色r，因此，我们通过ps -Z命令看到的全部进程的安全上下文中的SELinux角色都为r。

通过external/sepolicy/users和external/sepolicy/roles文件的内容，我们就能够看到SEAndroid所定义的SELinux用户和SELinux角色。

文件external/sepolicy/users的内容例如以下所看到的：

user u roles { r } level s0 range s0 - mls_systemhigh;

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。当中，mls_systemhigh为系统定义的最高安全级别。

文件external/sepolicy/roles的内容例如以下所看到的：

role r;
role r types domain;

第一个语句声明了一个SELinux角色r；第二个语句同意SELinux角色r与类型domain关联。

上面提到，对于进程来说，SELinux用户和SELinux角色仅仅是用来限制进程能够标注的类型，这是怎样体现的呢？曾经面列出的external/sepolicy/users和external/sepolicy/roles文件内容为例，假设没有出现其他的user或者role声明，那么就意味着仅仅有u、r和domain能够组合在一起形成一个合法的安全上下文。而其他形式的安全上下文定义均是非法的。

读者可能注意到。前面我们通过ps -Z命令看到进程init的安全上下文为“u:r:init:s0”，依照上面的分析，这是不是一个非法的安全上下文呢？答案是否定的，因为在另外一个文件external/sepolicy/init.te中，通过type语句声明了类型init。而且将domain设置为类型init的属性，例如以下所看到的：

type init, domain;

因为init具有属性domain，因此它就能够像domain一样。能够和SELinux用户u和SELinux角色组合在一起形成合法的安全上下文。

关于SELinux用户和SELinux角色，我们就介绍到这里，接下来我们再介绍安全级别。安全级别实际上也是一个MAC安全机制，它是建立在TE的基础之上的。

在SELinux中。安全级别是可选的，也就是说，能够选择启用或者不启用。

安全级别最開始的目的是用来对美国政府分类文件进行訪问控制的。

在基于安全级别的MAC安全机制中，主体（subject）和客体（object）都关联有一个安全级别。当中，安全级别较高的主体能够读取安全级别较低的客体，而安全级别较低的主体能够写入安全级别较高的客体。

前者称为“read down”。而后者称为“write up”。通过这样的规则。能够同意数据从安全级别较低的主体流向安全级别较高的主体，而限制数据从安全级别较高的主体流向安全级别较低的主体，从而有效地保护了数据。注意，假设主体和客体的安全级别是相同的，那么主体是能够对客体进行读和写的。

通过图3能够看到基于安全级别的MAC安全机制的数据流向控制。例如以下所看到的：

图3 基于安全级别的MAC安全机制数据流

在图3中，我们定义了两个安全级别：PUBLIC和SECRET，当中，SECRET的安全级别高于PUBLIC。

在实际使用中。安全级别是由敏感性（Sensitivity）和类别（Category）两部分内容组成的，格式为“sensitivity[:category_set]”，当中，category_set是可选的。比如。假设我们定义有s0、s1两个Sensitivity，以c0、c1、c2三个Category，那么“s0:c0,c1”表示的就是Sensitivity为s0、Category为c0和c1的一个安全级别。

介绍完毕SELinux用户、SELinux角色和安全级别之后，最后我们就介绍类型。

在SEAndroid中，我们通常将用来标注文件的安全上下文中的类型称为file_type，而用来标注进程的安全上下文的类型称为domain。而且每个用来描写叙述文件安全上下文的类型都将file_type设置为其属性，每个用来进程安全上下文的类型都将domain设置为其属性。

将一个类型设置为还有一个类型的属性能够通过type语句实现。

比如，我们前面提到的用来描写叙述进程init的安全策略的文件external/sepolicy/init.te。就使用下面的type语句来将类型 domain设置类型init的属性：

type init domain;

这样就能够表明init描写叙述的类型是用来描写叙述进程的安全上下文的。

相同，假设我们查看另外一个文件external/sepolicy/file.te。能够看到App数据文件的类型声明：

type app_data_file, file_type, data_file_type;

上述语句表明类型app_data_file具有属性file_type，即它是用来描写叙述文件的安全上下文的。

了解了SEAndroid安全机制的安全上下文之后，我们就能够继续Android系统中的对象的安全上下文是怎样定义的了。这里我们仅仅讨论四种类型的对象的安全上下文。各自是App进程、App数据文件、系统文件和系统属性。这四种类型对象的安全上下文通过四个文件来描写叙述：mac_permissions.xml、seapp_contexts、file_contexts和property_contexts。它们均位于external/sepolicy文件夹中。

文件external/sepolicy/mac_permissions.xml的内容例如以下所看到的：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?

>
<policy>

    <!-- Platform dev key in AOSP -->
    <signer signature="@PLATFORM" >
      <seinfo value="platform" />
    </signer>

    <!-- Media dev key in AOSP -->
    <signer signature="@MEDIA" >
      <seinfo value="media" />
    </signer>

    <!-- shared dev key in AOSP -->
    <signer signature="@SHARED" >
      <seinfo value="shared" />
    </signer>

    <!-- release dev key in AOSP -->
    <signer signature="@RELEASE" >
      <seinfo value="release" />
    </signer>

    <!-- All other keys -->
    <default>
      <seinfo value="default" />
    </default>

</policy>

文件mac_permissions.xml给不同签名的App分配不同的seinfo字符串，比如。在AOSP源码环境下编译而且使用平台签名的App获得的seinfo为“platform”，使用第三方签名安装的App获得的seinfo签名为"default"。

这个seinfo描写叙述的事实上并非安全上下文中的Type，它是用来在另外一个文件external/sepolicy/seapp_contexts中查找相应的Type的。文件external/sepolicy/seapp_contexts的内容例如以下所看到的：

# Input selectors:
#   isSystemServer (boolean)
#   user (string)
#   seinfo (string)
#   name (string)
#   sebool (string)
# isSystemServer=true can only be used once.
# An unspecified isSystemServer defaults to false.
# An unspecified string selector will match any value.
# A user string selector that ends in * will perform a prefix match.
# user=_app will match any regular app UID.
# user=_isolated will match any isolated service UID.
# All specified input selectors in an entry must match (i.e. logical AND).
# Matching is case-insensitive.
# Precedence rules:
#     (1) isSystemServer=true before isSystemServer=false.
#     (2) Specified user= string before unspecified user= string.
#     (3) Fixed user= string before user= prefix (i.e. ending in *).
#     (4) Longer user= prefix before shorter user= prefix.
#     (5) Specified seinfo= string before unspecified seinfo= string.
#     (6) Specified name= string before unspecified name= string.
#     (7) Specified sebool= string before unspecified sebool= string.
#
# Outputs:
#   domain (string)
#   type (string)
#   levelFrom (string; one of none, all, app, or user)
#   level (string)
# Only entries that specify domain= will be used for app process labeling.
# Only entries that specify type= will be used for app directory labeling.
# levelFrom=user is only supported for _app or _isolated UIDs.
# levelFrom=app or levelFrom=all is only supported for _app UIDs.
# level may be used to specify a fixed level for any UID.
#
isSystemServer=true domain=system
user=system domain=system_app type=system_data_file
user=bluetooth domain=bluetooth type=bluetooth_data_file
user=nfc domain=nfc type=nfc_data_file
user=radio domain=radio type=radio_data_file
user=_app domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=none
user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=platform_app_data_file
user=_app seinfo=shared domain=shared_app type=platform_app_data_file
user=_app seinfo=media domain=media_app type=platform_app_data_file
user=_app seinfo=release domain=release_app type=platform_app_data_file
user=_isolated domain=isolated_app

文件里的凝视解释了怎样在文件seapp_contexts查找对象的Type，这里不再累述，仅仅是举两个样例来说明。

从前面的分析可知。对于使用平台签名的App来说。它的seinfo为“platform”。用户空间的Security Server在为它查找相应的Type时，使用的user输入为"_app"。这样在seapp_contexts文件里，与它匹配的一行即为：

user=_app seinfo=platform domain=platform_app type=platform_app_data_file

这样我们就能够知道，使用平台签名的App所执行在的进程domain为“platform_app”，而且它的数据文件的file_type为“platform_app_data_file”。

又如，使用第三方签名的App的seinfo为“default”。

用户空间的Security Server在为它查找相应的Type时，使用的user输入也为"_app"。我们注意到，在seapp_contexts文件里。没有一行相应的user和seinfo分别为“_app”和“default”。可是有一行是最匹配的，即：

user=_app domain=untrusted_app type=app_data_file levelFrom=none

这样我们就能够知道，使用第三方签名的App所执行在的进程domain为“unstrusted_app”，而且它的数据文件的file_type为“app_data_file”。

接下来我们再来看系统文件的安全上下文是怎样定义的。通过查看external/sepolicy/file_contexts文件。我们就能够看到系统文件的安全上下文描写叙述，例如以下所看到的：

###########################################
# Root
/           u:object_r:rootfs:s0

# Data files
/adb_keys       u:object_r:rootfs:s0
/default.prop       u:object_r:rootfs:s0
/fstab\..*      u:object_r:rootfs:s0
/init\..*       u:object_r:rootfs:s0
/res(/.*)?      u:object_r:rootfs:s0
/ueventd\..*        u:object_r:rootfs:s0

# Executables
/charger        u:object_r:rootfs:s0
/init           u:object_r:rootfs:s0
/sbin(/.*)?

u:object_r:rootfs:s0

......

#############################
# System files
#
/system(/.*)?       u:object_r:system_file:s0
/system/bin/ash     u:object_r:shell_exec:s0
/system/bin/mksh    u:object_r:shell_exec:s0

......

文件file_contexts通过正則表達式来描写叙述系统文件的安全上下文。比如，在上面列出的内容的最后三行中，倒数第三行的正則表達式表示在/system文件夹下的全部文件的安全上下文均为“u:object_r:system_file:s0”，最后两行的正則表達式则表示文件/system/bin/ash和/system/bin/mksh的安全上下文应为“u:object_r:shell_exec:s0”。

尽管倒数第三行的正則表達式描写叙述的文件涵盖后面两个正则表达示描写叙述的文件，可是后面两个正則表達式描写叙述的方式更加详细，因此/system/bin/ash和/system/bin/mksh两个文件的终于安全上下文都被设置为“u:object_r:shell_exec:s0”。

在Android系统中，有一种特殊的资源——属性，App通过读写它们能够获得相应的信息，以及控制系统的行为，因此，SEAndroid也须要对它们进行保护。

这意味着Android系统的属性也须要关联有安全上下文。这是通过文件external/sepolicy/property_contexts来描写叙述的，它的内容例如以下所看到的：

##########################
# property service keys
#
#
net.rmnet0              u:object_r:radio_prop:s0
net.gprs                u:object_r:radio_prop:s0
net.ppp                 u:object_r:radio_prop:s0
net.qmi                 u:object_r:radio_prop:s0
net.lte                 u:object_r:radio_prop:s0
net.cdma                u:object_r:radio_prop:s0
gsm.                    u:object_r:radio_prop:s0
persist.radio           u:object_r:radio_prop:s0
net.dns                 u:object_r:radio_prop:s0
sys.usb.config          u:object_r:radio_prop:s0
......

属性的安全上下文与文件的安全上下文是相似的，它们的SELinux用户、SELinux角色和安全级别均定义为u、object_r和s0。

从上面列出的内容能够看出，以net.开头的几个属性，以及全部以gsm.开头的属性、persist.radio和sys.usb.config属性的安全上下文均被设置为”u:object_r:radio_prop:s0“。这意味着仅仅有有权限訪问Type为radio_prop的资源的进程才干够訪问这些属性。

2. 安全策略

上面我们分析了SEAndroid安全机制中的对象安全上下文，接下来我们就继续分析SEAndroid安全机制中的安全策略。SEAndroid安全机制中的安全策略是在安全上下文的基础上进行描写叙述的。也就是说，它通过主体和客体的安全上下文，定义主体是否有权限訪问客体。

前面提到，SEAndroid安全机制主要是使用对象安全上下文中的类型来定义安全策略，这样的安全策略就称Type Enforcement，简称TE。在external/sepolicy文件夹中，全部以.te为后缀的文件经过编译之后，就会生成一个sepolicy文件。

这个sepolicy文件会打包在ROM中。而且保存在设备上的根文件夹下。即它在设备上的路径为/sepolicy。

接下来。我们就通过app.te文件的内容来分析SEAndroid安全机制为使使用平台签名的App所定义的安全策略，相关的内容例如以下所看到的：

#
# Apps signed with the platform key.
#
type platform_app, domain;
permissive platform_app;
app_domain(platform_app)
platform_app_domain(platform_app)
# Access the network.
net_domain(platform_app)
# Access bluetooth.
bluetooth_domain(platform_app)
unconfined_domain(platform_app)
......

前面在分析seapp_contexts文件的时候，我们提到，使用平台签名的App所执行在的进程的domain指定为"platform_app"。从上面列出的内容能够看出。platform_app接下来会通过app_domain、platform_app_domain、net_domain、bluetooth_domain和unconfined_domain宏分别增加到其他的domain中去。以便能够获得相应的权限。接下来我们就以unconfined_domain宏为例。分析platform_app获得了哪些权限。 

宏unconfined_domain定义在文件te_macros文件里。例如以下所看到的：

......

#####################################
# unconfined_domain(domain)
# Allow the specified domain to do anything.
#
define(`unconfined_domain', `
typeattribute $1 mlstrustedsubject;
typeattribute $1 unconfineddomain;
')

......

$1引用的就是unconfined_domain的參数，即platform_app。通过接下来的两个typeattribute语句，为platform_app设置了mlstrustedsubject和unconfineddomain两个属性。

也就是说，mlstrustedsubject和unconfineddomain这两个Type具有权限，platform_app这个Type也具有。

接下来我们主要分析unconfineddomain这个Type具有哪些权限。

文件unconfined.te定义了unconfineddomain这个Type所具有的权限，例如以下所看到的：

allow unconfineddomain self:capability_class_set *;
allow unconfineddomain kernel:security *;
allow unconfineddomain kernel:system *;
allow unconfineddomain self:memprotect *;
allow unconfineddomain domain:process *;
allow unconfineddomain domain:fd *;
allow unconfineddomain domain:dir r_dir_perms;
allow unconfineddomain domain:lnk_file r_file_perms;
allow unconfineddomain domain:{ fifo_file file } rw_file_perms;
allow unconfineddomain domain:socket_class_set *;
allow unconfineddomain domain:ipc_class_set *;
allow unconfineddomain domain:key *;
allow unconfineddomain fs_type:filesystem *;
allow unconfineddomain {fs_type dev_type file_type}:{ dir blk_file lnk_file sock_file fifo_file } *;
allow unconfineddomain {fs_type dev_type file_type}:{ chr_file file } ~entrypoint;
allow unconfineddomain node_type:node *;
allow unconfineddomain node_type:{ tcp_socket udp_socket rawip_socket } node_bind;
allow unconfineddomain netif_type:netif *;
allow unconfineddomain port_type:socket_class_set name_bind;
allow unconfineddomain port_type:{ tcp_socket dccp_socket } name_connect;
allow unconfineddomain domain:peer recv;
allow unconfineddomain domain:binder { call transfer set_context_mgr };
allow unconfineddomain property_type:property_service set;

一个Type所具有的权限是通过allow语句来描写叙述的，下面这个allow语句：

allow unconfineddomain domain:binder { call transfer set_context_mgr };

表明domain为unconfineddomain的进程能够与其他进程进行binder ipc通信（call），而且能够向这些进程传递Binder对象（transfer），以及将自己设置为Binder上下文管理器（set_context_mgr）。

注意，SEAndroid使用的是最小权限原则，也就是说。仅仅有通过allow语句声明的权限才是同意的，而其他没有通过allow语句声明的权限都是禁止，这样就能够最大限度地保护系统中的资源。

假设我们继续分析app.te的内容，会发现使用第三方签名的App所执行在的进程相同是增加到unconfineddomain这个domain的，例如以下所看到的：

#
# Untrusted apps.
#
type untrusted_app, domain;
permissive untrusted_app;
app_domain(untrusted_app)
net_domain(untrusted_app)
bluetooth_domain(untrusted_app)
unconfined_domain(untrusted_app)

这是不是意味着使用平台签名和第三方签名的App所具有的权限都是一样的呢？答案是否定的。尽管使用平台签名和第三方签名的App在SEAndroid安全框架的约束下都具有unconfineddomain这个domain所赋予的权限，可是别忘记，在进行SEAndroid安全检查之前，使用平台签名和第三方签名的App首先要通过DAC检查，也就是要通过传统的Linux UID/GID安全检查。因为使用平台签名和第三方签名的App在安装的时候分配到的Linux UID/GID是不一样的，因此就决定了它们所具有权限是不一样的。

同一时候。这里使用平台签名和第三方签名的App之所以会同一时候被赋予unconfineddomain这个domain的权限，是因为前面我们分析的app.te文件是来自于Android 4.3的。在Android 4.3中，SEAndroid安全机制是试验性质的，而且启用的是Permissive模式。也就是即使主体违反了安全策略。也仅仅是会发出警告，而不会真的拒绝执行。假设我们分析的是Android 4.4的app.te文件，就会发现。使用第三方签名的App不再具有大部分unconfineddomain这个domain的权限。因为Android 4.4的SEAndroid安全机制不再是试验性质的，而且启用的是Enforcing模式。

以上描写叙述的就是基于TE的安全策略，它的核心思想就是最小权限原则。即主体对客体拥有的权限必须要通过allow语句定义才同意，否则的话，一切都是禁止的。

前面我们还提到。SEAndroid安全机制的安全策略经过编译后会得到一个sepolicy文件，而且终于保存在设备上的依据文件夹下。注意，假设我们什么也不做，那么保存在这个sepolicy文件里的安全策略是不会自己主动载入到内核空间的SELinux LSM模块去的。它须要我们在系统启动的过程中进行载入。

系统中第一个启动的进程是init进程。我们知道，Init进程在启动的过程中，执行了非常多的系统初始化工作。当中就包括载入SEAndroid安全策略的工作，例如以下所看到的：

int main(int argc, char **argv)
{
    ......

    union selinux_callback cb;
    cb.func_log = klog_write;
    selinux_set_callback(SELINUX_CB_LOG, cb);

    cb.func_audit = audit_callback;
    selinux_set_callback(SELINUX_CB_AUDIT, cb);

    INFO("loading selinux policy\n");
    if (selinux_enabled) {
        if (selinux_android_load_policy() < 0) {
            selinux_enabled = 0;
            INFO("SELinux: Disabled due to failed policy load\n");
        } else {
            selinux_init_all_handles();
        }
    } else {
        INFO("SELinux:  Disabled by command line option\n");
    }

    ......
}

上述代码定义在文件system/core/init/init.c中。

这里调用到了三个与SEAndroid相关的函数：selinux_set_callback、selinux_android_load_policy和selinux_init_all_handles，当中，selinux_set_callback和selinux_android_load_policy来自于libselinux，而selinux_init_all_handles也是定义在文件system/core/init/init.c中，而且它终于也是通过调用libselinux的函数来打开前面分析file_contexts和property_contexts文件。以便能够用来查询系统文件和系统属性的安全上下文。

函数selinux_set_callback用来向libselinux设置SEAndroid日志和审计回调函数，而函数selinux_android_load_policy则是用来载入安全策略到内核空间的SELinux LSM模块中去。我们重点关注函数selinux_android_load_policy的实现。

函数selinux_android_load_policy定义在文件external/libselinux/src/android.c，它的实现例如以下所看到的：

int selinux_android_load_policy(void)
{
    char *mnt = SELINUXMNT;
    int rc;
    rc = mount(SELINUXFS, mnt, SELINUXFS, 0, NULL);
    if (rc < 0) {
        if (errno == ENODEV) {
            /* SELinux not enabled in kernel */
            return -1;
        }
        if (errno == ENOENT) {
            /* Fall back to legacy mountpoint. */
            mnt = OLDSELINUXMNT;
            rc = mkdir(mnt, 0755);
            if (rc == -1 && errno != EEXIST) {
                selinux_log(SELINUX_ERROR,"SELinux:  Could not mkdir:  %s\n",
                    strerror(errno));
                return -1;
            }
            rc = mount(SELINUXFS, mnt, SELINUXFS, 0, NULL);
        }
    }
    if (rc < 0) {
        selinux_log(SELINUX_ERROR,"SELinux:  Could not mount selinuxfs:  %s\n",
                strerror(errno));
        return -1;
    }
    set_selinuxmnt(mnt);

    return selinux_android_reload_policy();
}

SELINUXMNT、OLDSELINUXMNT和SELINUXFS是三个宏，它们定义在文件external/libselinux/src/policy.h文件里，例如以下所看到的：

/* Preferred selinuxfs mount point directory paths. */
#define SELINUXMNT "/sys/fs/selinux"
#define OLDSELINUXMNT "/selinux"

/* selinuxfs filesystem type string. */
#define SELINUXFS "selinuxfs"

回到函数selinux_android_load_policy中，我们不难发现它的实现逻辑例如以下所看到的：

A. 以/sys/fs/selinux为安装点，安装一个类型为selinuxfs的文件系统，也就是SELinux文件系统，用来与内核空间的SELinux LSM模块通信。

B. 假设不能在/sys/fs/selinux这个安装点安装SELinux文件系统，那么再以/selinux为安装点，安装SELinux文件系统。

C. 安装成功SELinux文件系统之后，接下来就调用另外一个函数selinux_android_reload_policy来将SEAndroid安全策略载入到内核空间的SELinux LSM模块中去。

在较旧版本号的Linux系统中，SELinux文件系统是以/selinux为安装点的。只是后面较新的版本号都是以/sys/fs/selinux为安装点的，Android系统使用的是后者。

函数selinux_android_reload_policy也是定义在文件external/libselinux/src/android.c中，它的实现例如以下所看到的：

static const char *const sepolicy_file[] = {
        "/data/security/current/sepolicy",
        "/sepolicy",
        0 };

......

int selinux_android_reload_policy(void)
{
    int fd = -1, rc;
    struct stat sb;
    void *map = NULL;
    int i = 0;

    while (fd < 0 && sepolicy_file[i]) {
        fd = open(sepolicy_file[i], O_RDONLY | O_NOFOLLOW);
        i++;
    }
    if (fd < 0) {
        selinux_log(SELINUX_ERROR, "SELinux:  Could not open sepolicy:  %s\n",
                strerror(errno));
        return -1;
    }
    if (fstat(fd, &sb) < 0) {
        selinux_log(SELINUX_ERROR, "SELinux:  Could not stat %s:  %s\n",
                sepolicy_file[i], strerror(errno));
        close(fd);
        return -1;
    }
    map = mmap(NULL, sb.st_size, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);
    if (map == MAP_FAILED) {
        selinux_log(SELINUX_ERROR, "SELinux:  Could not map %s:  %s\n",
            sepolicy_file[i], strerror(errno));
        close(fd);
        return -1;
    }

    rc = security_load_policy(map, sb.st_size);
    if (rc < 0) {
        selinux_log(SELINUX_ERROR, "SELinux:  Could not load policy:  %s\n",
            strerror(errno));
        munmap(map, sb.st_size);
        close(fd);
        return -1;
    }

    munmap(map, sb.st_size);
    close(fd);
    selinux_log(SELINUX_INFO, "SELinux: Loaded policy from %s\n", sepolicy_file[i]);

    return 0;
}

函数selinux_android_reload_policy的执行步骤例如以下所看到的：

A. 依次从/data/security/current和根文件夹寻找sepolicy文件，找到之后就打开。获得一个文件描写叙述符fd。

B. 通过文件描写叙述符fd将前面打开的sepolicy文件的内容映射到内存中来，而且得到它的起始地址为map。

C. 调用另外一个函数security_load_policy将已经映射到内存中的sepolicy文件内容，即SEAndroid安全策略。载入到内核空间的SELinux LSM模块中去。

D. 载入完毕后，释放sepolicy文件占用的内存。而且关闭sepolicy文件。

函数security_load_policy定义在文件external/libselinux/src/load_policy.c中。它的实现例如以下所看到的：

int security_load_policy(void *data, size_t len)
{
    char path[PATH_MAX];
    int fd, ret;

    if (!selinux_mnt) {N
        errno = ENOENT;
        return -1;
    }

    snprintf(path, sizeof path, "%s/load", selinux_mnt);
    fd = open(path, O_RDWR);
    if (fd < 0)
        return -1;

    ret = write(fd, data, len);
    close(fd);
    if (ret < 0)
        return -1;
    return 0;
}

selinux_mnt是一个全局变量，它描写叙述的是SELinux文件系统的安装点。

在我们这个情景中，它的值就等于/sys/fs/selinux。

函数security_load_policy的实现非常easy。它首先打开/sys/fs/selinux/load文件。然后将參数data所描写叙述的安全策略写入到这个文件里去。因为/sys/fs/selinux是由内核空间的SELinux LSM模块导出来的文件系统接口，因此当我们将安全策略写入到位于该文件系统中的load文件时，就相当于是将安全策略从用户空间载入到SELinux LSM模块中去了。以后SELinux LSM模块中的Security Server就能够通过它来进行安全检查。

3. Security Server

用户空间的Security Server主要是用来保护用户空间资源的。以及用来操作内核空间对象的安全上下文的，它由应用程序安装服务PackageManagerService、应用程序安装守护进程installd、应用程序进程孵化器Zygote进程以及init进程组成。

当中，PackageManagerService和installd负责创建App数据文件夹的安全上下文，Zygote进程负责创建App进程的安全上下文，而init进程负责控制系统属性的安全訪问。

应用程序安装服务PackageManagerService在启动的时候，会在/etc/security文件夹中找到我们前面分析的mac_permissions.xml文件，然后对它进行解析，得到App签名或者包名与seinfo的相应关系。当PackageManagerService安装App的时候。它就会依据其签名或者包名查找到相应的seinfo，而且将这个seinfo传递给另外一个守护进程installed。

守护进程installd负责创建App数据文件夹。

在创建App数据文件夹的时候。须要给它设置安全上下文，使得SEAndroid安全机制能够对它进行安全訪问控制。Installd依据PackageManagerService传递过来的seinfo，而且调用libselinux库提供的selabel_lookup函数到前面我们分析的seapp_contexts文件里查找到相应的Type。

有了这个Type之后。installd就能够给正在安装的App的数据文件夹设置安全上下文了，这是通过调用libselinux库提供的lsetfilecon函数来实现的。

从前面Android应用程序进程启动过程的源码分析和Android系统进程Zygote启动过程的源码分析这两篇文章能够知道，在Android系统中，Zygote进程负责创建应用程序进程。

应用程序进程是SEAndroid安全机制中的主体，因此它们也须要设置安全上下文。这是由Zygote进程来设置的。组件管理服务ActivityManagerService在请求Zygote进程创建应用程序进程之前。会到PackageManagerService中去查询相应的seinfo，而且将这个seinfo传递到Zygote进程。于是。Zygote进程在fork一个应用程序进程之后。就会使用ActivityManagerService传递过来的seinfo，而且调用libselinux库提供的selabel_lookup函数到前面我们分析的seapp_contexts文件里查找到相应的Domain。

有了这个Domain之后，Zygote进程就能够给刚才创建的应用程序进程设置安全上下文了。这是通过调用libselinux库提供的lsetcon函数来实现的。

前面提到。在Android系统中，属性也是一项须要保护的资源。Init进程在启动的时候。会创建一块内存区域来维护系统中的属性，接着还会创建一个Property服务。这个Property服务通过socket提供接口给其他进程訪问Android系统中的属性。其他进程通过socket来和Property服务通信时，Property服务能够获得它的安全上下文。有了这个安全上下文之后。Property服务就能够通过libselinux库提供的selabel_lookup函数到前面我们分析的property_contexts去查找要訪问的属性的安全上下文了。有了这两个安全上下文之后，Property服务就能够决定是否同意一个进程訪问它所指定的属性了。

至此。我们就分析完毕SEAndroid安全机制的总体框架了。有了这些基础知识之后。接下来我们就能够更加深入地去分析一些详细的使用情景了。

比如。我们前面介绍的用户空间的Security Server是怎样一步一步地设置应用程序数据文件夹和应用程序进程的安全上下文的，以及Init进程是怎样控制系统中的属性訪问的，敬请关注！很多其他信息能够关注老罗的新浪微博：http://weibo.com/shengyangluo。