静态分析

1. 环境准备

   1. 准备linux环境。

   2. 下载交叉编译器arm-linux-musleabi与aarch64-linux-musl。

      wget https://musl.cc/arm-linux-musleabi-cross.tgz
      wget https://musl.cc/aarch64-linux-musl-cross.tgz
      
      
      tar -zxvf arm-linux-musleabi-cross.tgz
      tar -zxvf aarch64-linux-musl-cross.tgz
      
      # 将执行工具路径加入环境变量。
      export PATH=$PATH:/path/to/arm-linux-musleabi-cross/bin
      export PATH=$PATH:/path/to/aarch64-linux-musl-cross/bin
      

   3. 下载OpenHarmony源代码，见下载说明。

2. 通过编译seccomp_filter得到静态分析的依赖文件libsyscall_to_nr_arm与libsyscall_to_nr_arm64。

   seccomp_filter在base/startup/init/services/modules/seccomp/BUILD.gn中声明，用于构建Seccomp的基础策略动态库。依赖文件最终会生成在//out/产品名称/gen/base/startup/init/services/modules/seccomp/gen_system_filter/路径中。

   ./build.sh --product-name 产品名称 --ccache --build-target seccomp_filter --target-cpu 指定CPU
   
   # 将统计所依赖的文件复制到工具文件夹以备使用
   cp out/产品名称/gen/base/startup/init/services/modules/seccomp/gen_system_filter/libsyscall_to_nr_arm* base/startup/init/services/modules/seccomp/scripts/tools/
   

3. 复制generate_code_from_policy.py到统计系统调用工具的文件夹内。该脚本存在于//base/startup/init/services/modules/seccomp/scripts/路径下

   # 进入OpenHarmony代码根目录
   cd /root/to/OpenHarmonyCode;
   # 进入generate_code_from_policy.py所在目录
   cd base/startup/init/services/modules/seccomp/scripts/;
   # 复制generate_code_from_policy.py
   cp generate_code_from_policy.py tools/;
   

4. 编译业务代码相关的ELF文件，由于32位架构的ELF文件反汇编代码跳转机制较复杂，故统一编译成64位ELF文件用来解析函数调用关系。

   ./build.sh --product-name 产品文件 --ccache --target-cpu arm64 --build-target 目标文件
   

5. 若此前未进行全量编译，且第4步依赖的动态库未在//out文件夹下，则通过执行以下命令将业务依赖的相关动态库复制到//out目录下。以下为参考操作，若还依赖其它动态库，请自行复制。

   # 先进入代码根目录
   cd /root/to/OpenHarmonyCode
   # 在out/产品名称/lib.unstripped/下创建aarch64-linux-ohos文件夹存放依赖的动态库
   mkdir out/产品名称/lib.unstripped/aarch64-linux-ohos
   # 复制相关动态库到out目录下
   cp prebuilts/clang/ohos/${host_platform_dir}/llvm/lib/clang/${clang_version}/lib/aarch64-linux-ohos/*.so out/产品名称/lib.unstripped/aarch64-linux-ohos/
   cp prebuilts/clang/ohos/${host_platform_dir}/${clang_version}/llvm/lib/aarch64-linux-ohos/*.so out/产品名称/lib.unstripped/aarch64-linux-ohos/
   

6. 修改collect_elf_syscall.py脚本文件，将objdump与readelf工具的路径从空修改为工具在linux环境下的绝对路径。脚本文件存放在base/startup/init/services/modules/seccomp/scripts/tools/下。objdump与readelf工具存放在//prebuilts文件夹内部。

   #modified the path of objdump and readelf path
   def get_obj_dump_path():
       obj_dump_path = '/path/to/llvm-objdump'
       return obj_dump_path
   
   
   def get_read_elf_path():
       read_elf_path = '/path/to/llvm-readelf'
       return read_elf_path
   

7. 使用脚本解析生成对应的策略文件xxx.seccomp.policy

   表7 collect_elf_syscall.py的参数说明 | 参数| 说明| | —| —| | –src-elf-path|ELF文件所在文件夹，例如，~/ohcode/out/rk3568，不以’/‘结尾。| | –elf-name|ELF文件名，例如，libmedia_service.z.so。| | –src-syscall-path| libsyscall_to_nr_arm或libsyscall_to_nr_arm64，与–target-cpu架构对应。| | –target-cpu| 架构号，表示需要统计系统调用的对应架构，该参数影响解析何种架构的libc文件，arm或arm64。| | –filter-name|生成的策略文件名名称，例如，输入值为test，生成的文件名为test.seccomp.policy。|

   使用collect_elf_syscall.py解析ELF文件。

   ```
   # 产品以rk3568，ELF文件以libmedia_service.z.so为示例
   python3 collect_elf_syscall.py --src-elf-path ~/ohcode/out/rk3568 --elf-name libmedia_service.z.so --src-syscall-path libsyscall_to_nr_arm64 --target-cpu arm64 --filter-name media_service
   ```
   
   
   xxx.seccomp.policy结果示例
   ```
   @allowList
   getcwd;arm64
   eventfd2;arm64
   epoll_create1;arm64
   epoll_ctl;arm64
   dup;arm64
   dup3;arm64
   fcntl;arm64
   ioctl;arm64
   ...
   ```
   

Strace统计

1. 使用arm-linux-musleabi与aarch64-linux-musl交叉编译器分别构建32位与64的Strace工具。

2. 跟踪业务进程，得到Strace日志。

3. 利用脚本解析Strace日志，得到Seccomp策略文件。

   跟踪业务进程

4. 在init仓代码中进行嵌入式修改，修改文件为//base/startup/init/services/init/init_common_service.c，在执行SetSystemseccompPolicy函数设置Seccomp策略前增加以下内容。以下为修改内容。其中行首符号为“+”，则该行为新增内容，若符号为“-”，则是需删除的内容，“xxxx”与进程引导启动配置文件中的Services name保持一致。 “`c — a/services/init/init_common_service.c +++ b/services/init/init_common_service.c @@ -155,7 +155,19 @@ static int SetPerms(const Service *service) // set seccomp policy before setuid INIT_ERROR_CHECK(SetSystemseccompPolicy(service) == SERVICE_SUCCESS, return SERVICE_FAILURE,

   “set seccomp policy failed for service %s”, service->name);

   • if (strncmp(service->name, “xxxx”, strlen(“xxxx”)) == 0) {
   • pid_t pid = getpid();
   • pid_t pid_child = fork();
   • if (pid_child == 0) {
   • char pidStr[9] = {0};
   • sprintf_s(pidStr, 6, “%d”, pid);
   • if (execl(“/system/bin/strace”, “/system/bin/strace”, “-p”, (const char *)pidStr, “-ff”, “-o”, “/data/strace/xxxx.strace.log”, NULL) !=0 ) {
   • INIT_LOGE(“strace failed”);
   • }
   • }
   • sleep(5);
   • } if (service->servPerm.uID != 0) { if (setuid(service->servPerm.uID) != 0) { INIT_LOGE(“setuid of service: %s failed, uid = %d”, service->name, service->servPerm.uID); “`

5. 修改文件后进行全量编译，并烧写镜像。

6. 关闭SElinux机制，将Strace工具推入设备中。

   hdc shell setenforce 0
   hdc shell mount -rw -o remount /
   hdc file send /path/to/strace /system/bin/
   hdc shell chmod a+x /system/bin/strace
   

7. 创建存放Strace日志的的文件夹。

   hdc shell mkdir -p /data/strace
   

8. 终止业务进程，令其重启。可使用以下命令，xxx为业务进程名。

   kill -9 $(pidof xxx)
   

9. 对设备进行相关业务操作，尽量使代码全量覆盖。

10. 从设备中/data/strace文件夹取出Strace日志到解析脚本的路径下。

    hdc file recv /data/strace /path/to/base/startup/init/services/modules/seccomp/scripts/tools/
    

解析Strace日志文件

1. 将解析日志时所依赖的文件复制到Strace日志文件夹，该依赖文件为静态分析第2步的产物。

   cp out/产品名称/gen/base/startup/init/services/modules/seccomp/gen_system_filter/libsyscall_to_nr_arm* base/startup/init/services/modules/seccomp/scripts/tools/strace/
   

2. 使用脚本解析生成对应的策略文件xxx.seccomp.policy。

   脚本strace_log_analysis.py在//base/startup/init/services/modules/seccomp/scripts/tools/路径下

   表8 strace_log_analysis.py的参数说明 | 参数| 说明| | —| —| | –src-path|日志文件所在文件夹，需含libsyscall_to_nr_arm与libsyscall_to_nr_arm64例如，./strace，不以’/‘结尾。| | –target-cpu| 架构号，与跟踪进程的对应的架构一致，arm或arm64。| | –filter-name|生成的策略文件名名称，例如，输入值为test，生成的文件名为test.seccomp.policy。|

   使用strace_log_analysis.py解析Strace日志。

   cd base/startup/init/services/modules/seccomp/scripts/tools;
   python3 strace_log_analysis.py --src-path strace --target-cpu 指定CPU --filter-name xxx
   

   xxx.seccomp.policy结果示例

   @allowList
   getcwd;arm64
   eventfd2;arm64
   epoll_create1;arm64
   epoll_ctl;arm64
   dup;arm64
   dup3;arm64
   fcntl;arm64
   ioctl;arm64
   ...
   

Audit统计

1. 使能初始Seccomp策略，使能方法见进程使能个性化Seccomp策略章节的开发步骤。

2. 获取日志

   1. 利用Shell命令创建存放日志的文件夹。 shell mkdir -p /data/audit
   2. 利用Shell命令获取内核日志中与Seccomp相关的Audit日志，存放的日志以“.audit.log”结尾。 shell cat /proc/kmsg|grep type=1326 > /data/audit/media_service.audit.log

3. 进行业务相关操作与触发段错误操作。

   1. 执行触发段错误的方法：在业务代码加入以下代码，并在某处调用TriggerSegmentFault，对镜像重新进行构建及烧写。 c static void TriggerSegmentFault(void) { pid_t pid_child = fork(); if (pid_child == 0) { char *test = (char *)0x1234; *test = 1; } }
   2. 设备启动后，利用Shell临时关闭SElinux，并终止业务进程，该进程会自动重启。 shell setenforce 0

4. 利用hdc命令从设备的/data/audit文件夹取出Audit日志到解析脚本的路径下。

   hdc file recv /data/audit /path/to/base/startup/init/services/modules/seccomp/scripts/tools/
   

5. 解析Audit日志。

   Audit日志示例

   <5>[  198.963101] audit: type=1326 audit(1659528178.748:27): auid=4294967295 uid=0 gid=1000 ses=4294967295 subj=u:r:appspawn:s0 pid=2704 comm="config_dialog_s" exe="/system/bin/appspawn" sig=31 arch=40000028 syscall=208 compat=1 ip=0xf7b79400 code=0x80000000
   

   表9 Audit日志关键字段说明 | 参数| 说明| | —| —| | type| 类型，值为1326说明是seccomop类型日志。| | sig| 信号量，31为SIGSYS，表示Seccomp发生拦截时给进程发出的信号。| | arch| 架构标识，值为40000028表示arm，值为c00000b7表示arm64。| | syscall| 系统调用号| | compat| 1表示为兼容模式，即arm64的内核使用了arm的系统调用。|

   1. 将解析日志时所依赖的文件复制到日志文件夹以备使用，该依赖文件为静态分析第2步的产物。 shell cp out/产品名称/gen/base/startup/init/services/modules/seccomp/gen_system_filter/libsyscall_to_nr_arm* base/startup/init/services/modules/seccomp/scripts/tools/audit/

   2. 使用audit_log_analysis.py脚本解析日志生成xxx.seccomp.policy。工具路径在//base/startup/init/services/modules/seccomp/scripts/tools/下。

      表10 audit_log_analysis.py的参数说明 | 参数| 说明| | —| —| | –src-path|日志文件所在文件夹，需含libsyscall_to_nr_arm与libsyscall_to_nr_arm64。例如，./audit，不以’/‘结尾。| | –filter-name|生成的策略文件名名称，例如，输入值为test，生成的文件名为test.seccomp.policy。|

      cd base/startup/init/services/modules/seccomp/scripts/tools
      python3 audit_log_analysis.py --src-path audit --filter-name xxx
      

合并多个策略文件

统计系统调用的执行过程中，可能会生成多个策略文件，这些策略文件中系统调用可能会有重复或者乱序。通过以下步骤可将多个策略文件进行合并、去重，按照arm64/arm顺序，系统调用号从小到大排序。

表11 merge_policy.py的参数说明 | 参数| 说明| | —| —| | –src-files|需处理的文件，需含libsyscall_to_nr_arm与libsyscall_to_nr_arm64。| | –filter-name|生成的策略文件名名称，例如，输入值为test，生成的文件名为test.seccomp.policy。| 1. 将合并文件所依赖的文件复制到日志文件夹以备使用。 shell cp out/产品名称/gen/base/startup/init/services/modules/seccomp/gen_system_filter/libsyscall_to_nr_arm* base/startup/init/services/modules/seccomp/scripts/tools/ 2. 使用merge_policy.py将policy1.seccomp.policy，policy2.seccomp.policy策略文件合并成xxxx.seccomp.policy。 shell python3 merge_policy.py --src-files libsyscall_to_nr_arm --src-files libsyscall_to_nr_arm64 --src-files policy1.seccomp.policy --src-files policy2.seccomp.policy --filter-name xxxx

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