Android应用程序获得root权限

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：

void handle_property_set_fd(int fd)
{
    ......
    switch(msg.cmd) {
    case PROP_MSG_SETPROP:
        msg.name[PROP_NAME_MAX-1] = 0;
        msg.value[PROP_VALUE_MAX-1] = 0;

        if(memcmp(msg.name,"ctl.",4) == 0) {
            if (check_control_perms(msg.value, cr.uid, cr.gid)) {
                handle_control_message((char*) msg.name + 4, (char*) msg.value);
            } else {
                ERROR("sys_prop: Unable to %s service ctl [%s] uid: %d pid:%d\n",
                        msg.name + 4, msg.value, cr.uid, cr.pid);
            }
        }
        ......
    }
}

    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：

static int check_control_perms(const char *name, int uid, int gid) {
    int i;
    if (uid == AID_SYSTEM || uid == AID_ROOT)
        return 1;

    /* Search the ACL */
    for (i = 0; control_perms[i].service; i++) {
        if (strcmp(control_perms[i].service, name) == 0) {
            if ((uid && control_perms[i].uid == uid) ||
                (gid && control_perms[i].gid == gid)) {
                return 1;
            }
        }
    }
    return 0;
}

    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：

#！/system/bin/sh

/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：

service mount_nfs /system/etc/mount_nfs.sh
    oneshot
    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：

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：

while(true)
{
    mount_rt = SystemProperties.get("init.svc.mount_nfs", "");
    if(mount_rt != null && mount_rt.equals("stopped"))
    {
        return true;
    }

    try
    {
        Thread.sleep(1000);
    }catch(Exception ex){
        Log.e(TAG, "Exception: " + ex.getMessage());
    }
}

    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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