Android 沙箱模型简单认识

一、Android沿用Linux权限模型

      沙箱,对使用者来说可以理解为一种安全环境,对恶意访问者来说是一种限制。

      在Android系统中,应用(通常)都在一个独立的沙箱中运行,即每一个Android应用程序都在它自己的进程中运行,都拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例。Dalvik经过优化,允许在有限的内存中同时高效地运行多个虚拟机的实例,并且每一个Dalvik应用作为一个独立的Linux进程执行。Android这种基于Linux的进程“沙箱”机制,是整个安全设计的基础之一。

      Android从Linux继承了已经深入人心的类Unix进程隔离机制与最小权限原则,同时结合移动终端的具体应用特点,进行了许多有益的改进与提升。具体而言,进程以隔离的用户环境运行,不能相互干扰,比如发送信号或者访问其他进程的内存空间。因此,Android沙箱的核心机制基于以下几个概念:标准的Linux进程隔离、大多数进程拥有唯一的用户ID(UID),以及严格限制文件系统权限。

      Android系统沿用了Linux的UID/GID权限模型,即用户ID和用户组ID,但并没有使用传统的passwd和group文件来存储用户与用户组的认证凭据,作为替代,Android定义了从名称到独特标识符Android ID(AID)的映射表。初始的AID映射表包含了一些与特权用户及系统关键用户(如system用户/用户组)对应的静态保留条目。

      除了AID,Android还使用了辅助用户组机制,以允许进程访问共享或受保护的资源。例如,sdcard_rw用户组中的成员允许进程读写/sdcard目录,因为它的加载项规定了哪些用户组可以读写该目录。这与许多Linux发行版中对辅助用户组机制的使用是类似的。除了用来实施文件系统访问,辅助用户组还会被用于向进程授予额外的权限。权限是关于允许或限制应用程序(而不是用户)访问设备资源。

      Android扩展了Linux内核安全模型的用户与权限机制,将多用户操作系统的用户隔离机制巧妙地移植为应用程序隔离。在linux中,一个用户标识(UID)识别一个给定用户;在Android上,一个UID则识别一个应用程序。在安装应用程序时向其分配UID。应用程序在设备上存续期间内,其UID保持不变。仅限用于允许或限制应用程序(而非用户)对设备资源的访问。如此,Android的安全机制与Linux内核的安全模型完美衔接!不同的应用程序分别属于不同的用户,因此,应用程序运行于自己独立的进程空间,与UID不同的应用程序自然形成资源隔离,如此便形成了一个操作系统级别的应用程序“沙箱”。

二、Android沙箱模型

1、应用程序在独立的进程

      应用程序进程之间,应用程序与操作系统之间的安全性由Linux操作系统的标准进程级安全机制实现。在默认状态下,应用程序之间无法交互,运行在进程沙箱内的应用程序没有被分配权限,无法访问系统或资源。因此,无论是直接运行于操作系统之上的应用程序,还是运行于Dalvik虚拟机的应用程序都得到同样的安全隔离与保护,被限制在各自“沙箱”内的应用程序互不干扰,对系统与其他应用程序的损害可降至最低。Android应用程序的“沙箱”机制如下图 1,互相不具备信任关系的应用程序相互隔离,独自运行,箭头访问是禁止的:

 

图 1.应用程序在独立的进程

      Android 是一个多用户系统,每个应用是一个独立的用户。系统为每个应用分配一个唯一的用户标识(UID),并为应用中所有文件设置该用户才能访问的权限。每个进程中有一个独立的VM。每个应用在自己的进程中运行,应用的组件需要执行时,系统创建该进程;当系统内存不存时,系统会销毁该进程。

2、应用程序在同一个进程(共享UID)

      Android 应用程序运行在它们自己的 Linux 进程上,并被分配一个惟一的用户 ID。默认情况下,运行在基本沙箱进程中的应用程序没有被分配权限,因而防止了此类应用程序访问系统或资源。但是 Android 应用程序可以通过应用程序的 manifest 文件请求权限。

      通过做到以下两点,Android 应用程序可以允许其他应用程序访问它们的资源:

      (1)声明适当的 manifest 权限;

      (2)与其他受信任的应用程序运行在同一进程中,从而共享对其数据和代码的访问。

      在很多情况下,源自同一开发者或同一开发机构的应用程序,相互间存在信任关系。Android系统提供一种所谓共享UID(SharedUserID)机制,使具备信任关系的应用程序可以运行于同一进程空间。通常 ,这种信任关系由应用程序的数字签名确定,并且需要应用程序在manifest文件中使用相同的UID。共享UID的应用程序进程空间如下图:

 

图 2.应用程序共享UID

      不同的应用程序可以运行在相同的进程中。对于此方法,首先必须使用相同的私钥签署这些应用程序,然后必须使用 manifest 文件给它们分配相同的 Linux 用户 ID,这可以通过用相同的值/名定义 manifest 属性 android:sharedUserId 来做到。通过sharedUserId,拥有同一个User id的多个APK安装包可以配置成运行在同一个进程中.所以默认就是可以互相访问任意数据. 也可以配置成运行成不同的进程, 同时可以访问其他APK的数据目录下的数据库和文件.就像访问本程序的数据一样。这样就为同一个机构发开的不同App之间的数据共享,提供了便利。

转自:https://blog.csdn.net/ljheee/article/details/53191397

posted @ 2020-10-07 20:54  坏蛋不是蛋  阅读(1182)  评论(0编辑  收藏  举报