詳解Android應用沙盒機制

前言

Android使用沙盒來保護用戶不受惡意應用的侵害，同時也將應用隔離開來，防止他們互相訪問其數據，本文主要對Android應用沙盒中的幾種技術做簡要的總結。

一、Android應用DAC沙盒 稍微了解Android一點的人都知道，Android上的App并不像Linux上的用戶程序那樣，啟動應用的uid默認就是登錄用戶的uid，除非你使用sudo或者setuid等機制。而是每個Android應用都對應了一個uid，也就是一個用戶，通過Linux系統的DAC機制將應用的數據嚴格隔離開來。 Android并沒有使用/etc/passwd配置文件以及useradd、usermod和userdel等二進制來管理用戶，這些東西對Android來說過于復雜。實際上Android應用到uid的映射是由PackageManagerService完成的，也就是PMS，并且存儲在/data/system/packages.xml中。 將Android應用使用DAC隔離開之后，如果應用要訪問任何系統資源，便會被拒絕，所以Android設計了應用權限機制來向應用提供訪問系統資源的通道，同時保護系統資源不被濫用。 下面是在Pixel 2 XL (RP1A.201005.004.A1) 上面的一些例子

u:r:untrusted_app:s0:c161,c256,c512,c768 u0_a161 16613 887 14608676 86088 0 0 S com.google.android.apps.photosu:r:untrusted_app:s0:c138,c256,c512,c768 u0_a138 17204 888 1402772 138956 0 0 S com.android.chrome

可以看到相冊應用的用戶為u0_a161，而Chrome瀏覽器應用的用戶為u0_a138

二、Android應用權限

Android應用權限的核心類型分為四種：普通權限、危險權限、簽名權限、簽名或系統權限

權限類型 權限行為 普通權限(Normal) 普通權限是只需要在AndroidManifest.xml中聲明后就可以使用的權限。 危險權限(dangerous) 危險權限除了需要在AndroidManifest.xml中聲明之外，在Android 6.0或更高版本還需要使用動態權限API進行申請，并且用戶點擊同意之后才能使用；在Android 5.1以及更早版本，會在安裝時單獨列出危險權限以特別提醒用戶。注意，如果自定義權限設置為了危險權限，無論Android版本是多少都只是會在安裝時單獨列出危險權限。 簽名權限(signature) 簽名權限僅會授予給與定義這個權限的包相同簽名的應用。 簽名或系統權限(signatureOrSystem) signature|privileged的舊同義詞。簽名或系統權限與簽名權限唯一的區別就是，簽名或系統權限也允許授予給特權應用（priv_app），該字段現已棄用。

在自定義權限中，經常使用簽名權限來保護敏感的接口，使其只能被可信的應用調用——那些具備和定義權限者相同簽名的應用。

三、應用信息的存儲

應用信息的存儲上文已經提到，位于/data/system/packages.xml中，這里面存儲了應用的各種信息，下面是一個示例：

<package name='com.android.storagemanager' codePath='/system/priv-app/StorageManager' nativeLibraryPath='/system/priv-app/StorageManager/lib' publicFlags='541605445' privateFlags='8' ft='165151eba60' it='165151eba60' ut='165151eba60' version='29' user appUseNotchMode='0' appUseSideMode='1' hwExtraFlags='0' isOrphaned='true' forceDarkMode='2'> <sigs count='1' schemeVersion='1'><cert index='13' /> </sigs> <perms><item name='android.permission.USE_RESERVED_DISK' granted='true' flags='0' /><!-- ... --> </perms> <proper-signing-keyset identifier='3' /></package><package name='com.android.settings' codePath='/system/priv-app/Settings' nativeLibraryPath='/system/priv-app/Settings/lib' publicFlags='675823173' privateFlags='8' ft='165151eba60' it='165151eba60' ut='165151eba60' version='10010400' sharedUser appUseNotchMode='0' appUseSideMode='1' hwExtraFlags='0' isOrphaned='true' forceDarkMode='2'> <sigs count='1' schemeVersion='1'><cert index='0' /> </sigs> <perms><item name='android.permission.REAL_GET_TASKS' granted='true' flags='0' /><!-- ... --> </perms> <proper-signing-keyset identifier='1' /></package> 可以看到這個文件中存儲有很多內容，最關鍵的信息包括應用的uid、包名、各類路徑，以及定義和授予的權限。 例如StorageManager這個應用的uid是10036，而設置的uid是1000，也就是system的uid。 四、應用權限的映射 我們知道Android使用的是Linux內核，而在Linux的安全模型中，如果需要訪問系統資源，訪問系統資源的用戶和進程必須具備相應的權限。 Android如何將自行定義的Android權限映射到Linux層面的權限呢？答案就位于/etc/permissions/platform.xml中，下面是該文件的節選：

<permission name='android.permission.BLUETOOTH_ADMIN' > <group g /></permission><permission name='android.permission.BLUETOOTH' > <group g /></permission>

這里顯示的就是，Android的兩個藍牙權限，分別對應了net_bt_admin和net_bt兩個Linux組，在應用被授予相應的權限時，PMS會自動將應用uid加入這兩個組中，這樣應用就擁有了相應系統資源的訪問權限了。

五、應用的SELinux標簽

在Android引入SELinux之后，對應用權限的劃分更為細致，Android默認將應用分為四種：不可信應用、特權應用、平臺應用和系統應用。

SELinux標簽 標簽行為 不可信應用(untrusted_app) 不可信應用擁有最少的特權，訪問系統資源受到嚴格限制，所有用戶安裝的應用以及部分預裝應用都屬于此標簽。 特權應用(priv-app) 特權應用位于/system/priv-app目錄或OEM定義的其它目錄下，不可卸載，但不以system uid運行。 平臺應用(platform_app) 平臺應用具備平臺簽名，但不以system uid運行。除了AOSP和部分第三方ROM之外，幾乎所有的OEM都不會公開其平臺私鑰，所以一般情況下平臺應用只能是OEM提供的。 系統應用(system_app) 系統應用既具備平臺簽名，又以system uid運行(配置android:sharedUserId=”android.uid.system”)。使用system uid運行意味著它們可以不受應用沙盒的限制，并能訪問絕大部分Android框架中的系統資源。

下面是在Pixel 2 XL (RP1A.201005.004.A1) 上面的一些例子

可以得出以下結論：

Chrome在這臺手機上是untrusted_app 啟動器nexuslauncher在這臺手機上是priv_app systemui在這臺手機上是platform_app 設置settings在這臺手機上是system_app

顯然其中只有設置是以system uid運行的，其它進程使用的都是普通的應用uid。

六、Android應用MAC沙盒

上面所說的SELinux標簽，Android在源代碼中為它們定義了不同的SELinux政策，這便實現了MAC層面的沙盒增強。

以上就是詳解Android應用沙盒機制的詳細內容，更多關于Android應用沙盒機制的資料請關注好吧啦網其它相關文章！