Android程序权限的问题


最近在移植Android过程中遇到了Android程序(apk)权限的问题。最近也对这方面进行了一些了解,在此和大家分享。

     Android框架是基于Linux内核构建,所以Android安全系统也是基于Linux的安全架构建立的。在Linux安全系统中,用户和组起着重 要的作用,Linux中所有的资源给不同的用户和用户组设置了不同的访问属性。如果你对Linux下面用户和组的概念不熟悉,请先补习一下Linux基础 知识。

    在Android系统中,系统为每一个应用程序(apk)创建了一个用户和组。这个用户和组都是受限用户,不能访问系统的数据,只能访问自己的文件和目 录,当然它也不能访问其他应用程序的数据。这样设计可以尽可能地保护应用程序的私有数据,增强系统的安全性和健壮性。

     但是有一些应用程序是需要访问一些系统资源的。比如Setting程序,他就需要访问wiffi,在系统中创建删除文件等等操作。怎样做到这一点儿呢?Android通过一定途径可以获得system权限。获得system用户权限,需要以下步骤:

1. 在应用程序的AndroidManifest.xml 中的manifest节点中加入android:sharedUserId ="android.uid.system"这个属性。
2. 修改Android.mk文件,加入LOCAL_CERTIFICATE := platform这一行 
3. 使用mm命令来编译,生成的apk就有修改系统时间的权限了。

     一般情况下system用户权限就已经够用了,system用户可以在系统中创建和删除文件,访问设备等等。但是有些情况下system权限还是不够的。 比如:设置网卡IP地址,ifconfig 命令是需要root权限的。我可以很肯定的说,在Android下面应用程序是没有可能拿到root权限的。但 是如果我的应用程序需要root权限怎么办呢?只能想办法绕般过去。就以我的问题为例,设置网卡IP地址,root权限下面命令为:

ifconfig eth0 192.168.1.188

在普通用户或者system用户权限下面这条命令是不起作用的,但是不会返回失败和异常,这个我个人认为是Android的bug。那么怎样实现这个功能呢?我想出了两个办法。

1、系统启动的时候init进程创建一个后台进程,该进程处于root用户权限下面。用来监听系统中应用程序的请求(可以用socket实现),并代其完成。这样应用程序就可以执行root用户权限的任务了。

2、实现一个虚拟的设备,该设备的功能就是在内核态帮应用程序执行相应的命令。Linux内核态没有权限的问题了。肯定可以执行成功。

     我解决设置网卡IP地址问题时,选择是后者。相对来说设计比较简单。

     如果你到网上去搜一下,你会发现很多文章说怎样让Android应用程序获得root权限。如果你不想浪费时间就不要相信他们,因为那些途径是根本不可能获得root权限的。

    我的后续博文《Android应用程序获得root权限》讲解让应用程序(APK)通过第一种方法获得root权限的方法,请关注。





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我在博文《Android程序的安全系统》中提到两种让root权限的办法。最近在网上发现很多朋友转载那篇文章,但是对那篇文章中提到的第一种方法怎样实现,不是很明白。本文将会以一个例子实现来演示怎样让一个Android应用程序获得root权限。

问题

    我遇到的问题是我想在Java应用程序中动态mount一个NFS的系统,但是执行mount命令必须要要root权限才可以。一般情况下,在Android的Java层是不能获得root权限的。

思路

   我在博文《Android程序的安全系统》中提到两种思路:

1、实现一个init实现一个Service,来帮助Android应用程序执行root权限的命令。 
2、实现一个虚拟设备,这个设备帮助Android应用程序执行root权限的命令。

   本文将会选择第一种来解决Android应用程序mount NFS文件系统的问题。

Init.rc Service

   在Android系统init.rc中定义很多Service,具体定义格式可以参考《Android Platform Developer’s Guide》中的“Android Init Language”。Init.rc中定义的Service将会被Init进程创建,这样将可以获得root权限。

   现在问题是Android应用程序怎样启动让init进程知道我们想运行那个进程呢?答案是设置系统属性“ctl.start”,把 “ctl.start”设置为你要运行的Service,假设为“xxx”,Android系统将会帮你运行“ctl.start”系统属性中指定的 Service。那么运行结果init进程将会将会写入命名为“init.svc.+Service名称”的属性中,也就是“init.svc.xxx” 属性,应用程序可以参考查阅这个值来确定Service执行的情况。想更深入了解Android property系统可以参考博文《(翻译)Android属性系统》。

Android property权限

    难道Android属性“ctl.start”是所有进程都可以设置的吗?那世界不就乱套了,谁都可以可以执行init.rc中Service了,查看 property_service.c中的源码,设置Android系统属性的函数为handle_property_set_fd:

1:  void handle_property_set_fd( int fd)  2: {  3: ......  4:  switch(msg.cmd) {  5:  case PROP_MSG_SETPROP:  6: msg.name[PROP_NAME_MAX-1] = 0;  7:msg.value[PROP_VALUE_MAX-1] = 0;  8:   9:  if(memcmp(msg.name, "ctl.",4) == 0) {  10:  if (check_control_perms(msg.value, cr.uid, cr.gid)) {  11:handle_control_message(( char*) msg.name + 4, ( char*) msg.value);  12: }  else {  13: ERROR( "sys_prop: Unable to %s service ctl [%s] uid: %d pid:%d\n", 14: msg.name + 4, msg.value, cr.uid, cr.pid);  15: }  16: }  17: ......  18: }  19: }

    从源码中我们发现如果设置“ctl.”开头的Android系统property,将会调用check_control_perms函数来检查调用者的权限,其定义如下:

1:  static  int check_control_perms( const  char *name,  int uid,  int gid) {  2:  int i;  3:  if (uid == AID_SYSTEM || uid == AID_ROOT)  4:  return 1;  5:   6: /* Search the ACL */  7:  for (i = 0; control_perms[i].service; i++) {  8:  if (strcmp(control_perms[i].service, name) == 0) {  9:  if ((uid && control_perms[i].uid == uid) ||  10: (gid && control_perms[i].gid == gid)) {  11:  return 1;  12: }  13: }  14: }  15:  return 0;  16: }

    我们发现root权限和system权限的应用程序将会授权修改“ctl.”开头的Android系统属性。否则将会检查control_perms全局变量中的定义权限和Service。

    如果想更深入的了解Android Init进程和Android Property的权限控制,请参考《Android Permission》。

实例

    通过上面的介绍我们基本已经有思路了,下面以上面提出的mount nfs文件系统为例说明:

1、首先定义一个执行mount的脚本,我把它位于/system/etc/mount_nfs.sh,定义如下:

1: #!/system/bin/sh  2:   3: /system/bin/busybox mount -o rw,nolock -t nfs 192.168.1.6:/nfs_srv /data/mnt

不要忘了把它加上可执行权限。

2、在init.rc中加入一个Service定义,定义如下:

1: service mount_nfs /system/etc/mount_nfs.sh  2: oneshot  3: disabled

3、让自己的应用程序获得system权限,博文《Android程序的安全系统》中提到了怎样获得system权限,请参考,这里就不赘述了。

4、在自己应用程序中设置System系统属性“ctl.start”为“mount_nfs”,这样Android系统将会帮我们运行mount_nfs系统属性了。这里需要强调的是不能够调用System.getProperty, 这个函数只是修改JVM中的系统属性。而不能修改Android的系统属性。可以调用 android.os.SystemProperties(Android 2.1 Eclair系统可以调用这个API),如果你的Android版本不能调用这个类,只能通过JNI,调用C/C++层的API property_get和property_set函数了。如果想详细了解请参考(翻译)Android属性系统。代码如下:

1: SystemProperties.set( "ctl.start""mount_nfs");

5、最后在自己应用程序中,读取“init.svc.mount_nfs”Android系统Property,检查执行结果。代码如下:

1:  while(true)  2: {  3: mount_rt = SystemProperties.get( "init.svc.mount_nfs""");  4:  if(mount_rt != null && mount_rt.equals( "stopped"))  5: {  6: return true;  7: }  8:  9:  try  10: {  11: Thread.sleep(1000);  12: } catch(Exception ex){  13: Log.e(TAG,  "Exception: " + ex.getMessage());  14: }  15: }

    init进程维护一个service的队列,所以我们需要轮训来查询service的执行结果。

    通过上面的这些步骤,Android应用程序就能够调用init.rc中定义的Service了。这样你的Android应用程序也就获得了root权限。

总结

   通过上文可以看出,在Android获得root权限还是需要一些前提的,比如:

1、必须是Android系统开发人员,否则你无法修改init.rc等文件。 2、你的应用程序必须要获得system权限。

    这样可以防止root权限被应用程序无限制的使用,最终危及Android系统安全。

    希望本文对你能有所帮助,如果有错误之处敬请指正。

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