【51CTO獨(dú)家特稿】李洋老師在前文中向我們介紹了“Android安全框架”。Android開發(fā)包工具將代碼和資源數(shù)據(jù)文件編譯成以.apk后綴的安裝文件。單個(gè).apk文件就是一個(gè)應(yīng)用程序，可被用來安裝在Android系統(tǒng)的手機(jī)上。但是你了解Android系統(tǒng)及程序授權(quán)機(jī)制嗎？本文李洋老師將向我們介紹“Android系統(tǒng)及應(yīng)用程序授權(quán)機(jī)制”。

1.Android系統(tǒng)權(quán)限定義

Android系統(tǒng)在/system/core/private/android_filesystem_config.h頭文件中對Android用戶/用戶組作了如下定義，且權(quán)限均基于該用戶/用戶組設(shè)置。>Android系統(tǒng)在/system/core/private/android_filesystem_config.h頭文件中對Android用戶/用戶組作了如下定義，且權(quán)限均基于該用戶/用戶組設(shè)置。

#define AID_ROOT             0  /* traditional unix root user */ 
#define AID_SYSTEM        1000  /* system server */ 
#define AID_RADIO         1001  /* telephony subsystem, RIL */ 
#define AID_BLUETOOTH     1002  /* bluetooth subsystem */ 
#define AID_GRAPHICS      1003  /* graphics devices */ 
#define AID_INPUT         1004  /* input devices */ 
#define AID_AUDIO         1005  /* audio devices */ 
#define AID_CAMERA        1006  /* camera devices */ 
#define AID_LOG           1007  /* log devices */ 
#define AID_COMPASS       1008  /* compass device */ 
#define AID_MOUNT         1009  /* mountd socket */ 
#define AID_WIFI          1010  /* wifi subsystem */ 
#define AID_ADB           1011  /* android debug bridge (adbd) */ 
#define AID_INSTALL       1012  /* group for installing packages */ 
#define AID_MEDIA         1013  /* mediaserver process */ 
#define AID_DHCP          1014  /* dhcp client */ 
#define AID_SDCARD_RW     1015  /* external storage write access */ 
#define AID_VPN           1016  /* vpn system */ 
#define AID_KEYSTORE      1017  /* keystore subsystem */ 
#define AID_USB           1018  /* USB devices */ 
#define AID_DRM           1019  /* DRM server */ 
#define AID_DRMIO         1020  /* DRM IO server */ 
#define AID_GPS           1021  /* GPS daemon */ 
#define AID_NFC           1022  /* nfc subsystem */ 
 
#define AID_SHELL         2000  /* adb and debug shell user */ 
#define AID_CACHE         2001  /* cache access */ 
#define AID_DIAG          2002  /* access to diagnostic resources */ 
 
/* The 3000 series are intended for use as supplemental group id's only. 
 * They indicate special Android capabilities that the kernel is aware of. */ 
#define AID_NET_BT_ADMIN  3001  /* bluetooth: create any socket */ 
#define AID_NET_BT        3002  /* bluetooth: create sco, rfcomm or l2cap sockets */ 
#define AID_INET          3003  /* can create AF_INET and AF_INET6 sockets */ 
#define AID_NET_RAW       3004  /* can create raw INET sockets */ 
#define AID_NET_ADMIN     3005  /* can configure interfaces and routing tables. */ 
 
#define AID_MISC          9998  /* access to misc storage */ 
#define AID_NOBODY        9999 
 
#define AID_APP          10000 /* first app user */ 

值得注意的是：每個(gè)應(yīng)用程序在安裝到Android系統(tǒng)后，系統(tǒng)都會為其分配一個(gè)用戶ID，如app_4、app_11等。以下是Calendar和Terminal軟件在Android系統(tǒng)中進(jìn)程瀏覽的結(jié)果（其中，黑色字體標(biāo)明的即為應(yīng)用分配的用戶ID）：

 在Android系統(tǒng)中，上述用戶/用戶組對文件的訪問遵循Linux系統(tǒng)的訪問控制原則，即根據(jù)長度為10個(gè)字符的權(quán)限控制符來決定用戶/用戶組對文件的訪問權(quán)限。該控制符的格式遵循下列規(guī)則：

(1) 第1個(gè)字符：表示一種特殊的文件類型。其中字符可為d(表示該文件是一個(gè)目錄)、b(表示該文件是一個(gè)系統(tǒng)設(shè)備，使用塊輸入/輸出與外界交互，通常為一個(gè)磁盤)、c(表示該文件是一個(gè)系統(tǒng)設(shè)備，使用連續(xù)的字符輸入/輸出與外界交互，如串口和聲音設(shè)備)，“.”表示該文件是一個(gè)普通文件，沒有特殊屬性。

(2) 2～4個(gè)字符：用來確定文件的用戶(user)權(quán)限;

(3) 5～7個(gè)字符：用來確定文件的組(group)權(quán)限;

(4) 8～10個(gè)字符：用來確定文件的其它用戶(other user，既不是文件所有者，也不是組成員的用戶)的權(quán)限。

(5) 第2、5、8個(gè)字符是用來控制文件的讀權(quán)限的，該位字符為r表示允許用戶、組成員或其它人可從該文件中讀取數(shù)據(jù)。短線“-”則表示不允許該成員讀取數(shù)據(jù)。

(6) 第3、6、9位的字符控制文件的寫權(quán)限，該位若為w表示允許寫，若為“-”表示不允許寫。

(7) 第4、7、10位的字符用來控制文件的制造權(quán)限，該位若為x表示允許執(zhí)行，若為“-”表示不允許執(zhí)行。

舉個(gè)例子，“drwxrwxr--  2 root   root    4096  2月 11 10:36 guo”表示的訪問控制權(quán)限（黑色字體標(biāo)明）為：因?yàn)間uo的第1個(gè)位置的字符是d，所以由此知道guo是一個(gè)目錄。第2至4位置上的屬性是rwx，表示用戶root擁有權(quán)限列表顯示guo中所有的文件、創(chuàng)建新文件或者刪除guo中現(xiàn)有的文件，或者將guo作為當(dāng)前工作目錄。第5至7個(gè)位置上的權(quán)限是rwx，表示root組的成員擁有和root一樣的權(quán)限。第8至10位上的權(quán)限僅是r--，表示不是root的用戶及不屬于root組的成員只有對guo目錄列表的權(quán)限。這些用戶不能創(chuàng)建或者刪除guo中的文件、執(zhí)行junk中的可執(zhí)行文件，或者將junk作為他們的當(dāng)前工作目錄。#p#

2. Android應(yīng)用程序權(quán)限申請

每個(gè)應(yīng)用程序的APK包里面都包含有一個(gè)AndroidMainifest.xml文件，該文件除了羅列應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)庫、運(yùn)行依賴關(guān)系等之外，還會詳細(xì)地羅列出該應(yīng)用程序所需的系統(tǒng)訪問。程序員在進(jìn)行應(yīng)用軟件開發(fā)時(shí)，需要通過設(shè)置該文件的uses-permission字段來顯式地向Android系統(tǒng)申請?jiān)L問權(quán)限。

該文件的基本格式如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" 
     package="cn.com.fetion.android" 
     android:versionCode="1" 
     android:versionName="1.0.0"> 
   <application android:icon="@drawable/icon" android:label="@string/app_name"> 
       <activity android:name=".welcomActivity" 
                  android:label="@string/app_name"> 
            <intent-filter> 
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" /> 
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" /> 
            </intent-filter> 
        </activity> 
   </application> 
  <uses-permission android:name="android.permission.SEND_SMS"></uses-permission> 
</manifest> 

如上述文件描述中加下劃線的斜體部分，該文件的作用是說明該軟件需要發(fā)送短信的功能。

值得注意的是：通過測試發(fā)現(xiàn)一種特殊的情況，應(yīng)用程序可以在程序運(yùn)行時(shí)申請root權(quán)限，如右圖，在使用Android Terminal Emulator時(shí)嘗試使用su命令切換到root用戶。若用戶已通過hacking的方式使得Android系統(tǒng)獲得了root權(quán)限，則可以允許該程序以root用戶權(quán)限執(zhí)行;反之即算用戶選擇“允許”，也不能使程序以root用戶權(quán)限執(zhí)行。

#p#

3. Android系統(tǒng)對應(yīng)用程序權(quán)限申請的處理方式分析

對Android源代碼中的如下文件進(jìn)行分析：

(1) InstallAppProgress.java：其路徑為\packages\apps\PackageInstaller\src\com\android\packageinstaller\InstallAppProgress.java;

(2) PackageInstallerActivity.java：其路徑為\packages\apps\PackageInstaller\src\com\android\packageinstaller\PackageInstallerActivity.java;

(3) AppSecurityPermissions.java：其路徑為\frameworks\base\core\java\android\widget\AppSecurityPermissions.java

總結(jié)得出如下圖所示的Android系統(tǒng)對應(yīng)用程序授權(quán)申請的處理流程：

(1) 進(jìn)入處理應(yīng)用程序授權(quán)申請的入口函數(shù);

(2) 系統(tǒng)從被安裝應(yīng)用程序的AndroidManifest.xml文件中獲取該應(yīng)用正常運(yùn)行需申請的權(quán)限列表;

(3) 顯示對話框，請求用戶確認(rèn)是否滿足這些權(quán)限需求;

(4) 若同意，則應(yīng)用程序正常安裝，并被賦予相應(yīng)的權(quán)限;若否定，則應(yīng)用程序不被安裝。系統(tǒng)僅提供給用戶選擇“是”或者“否”的權(quán)利，沒有選擇其中某些權(quán)限進(jìn)行授權(quán)的權(quán)利。

[[39511]]李洋博士畢業(yè)于中科院計(jì)算所。10多年來一直從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全研發(fā)工作，曾主持和參與多項(xiàng)國家重點(diǎn)項(xiàng)目以及信息安全系統(tǒng)和企業(yè)信息安全系統(tǒng)的研發(fā)工 作。具有Linux系統(tǒng)應(yīng)用、管理、安全及內(nèi)核的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，擅長網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、協(xié)議分析、Linux系統(tǒng)安全技術(shù)、Linux系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)管理、Linux 內(nèi)核開發(fā)等。

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1. 51CTO專家專欄 李洋談Android安全框架