谈Android系统及程序授权机制

在标准Linux系统上扩展了很多用户。

在Android 4.1中，定义这些用户的文件为

system/core/include/private/android_filesystem_config.h

在这里也就直接粘贴过来吧

#define AID_ROOT             0  /* traditional unix root user */

#define AID_SYSTEM        1000  /* system server */
... ... ...
#define AID_NOBODY        9999


#define AID_APP          10000  /* first app user */


#define AID_ISOLATED_START 99000 /* start of uids for fully isolated sandboxed processes */
#define AID_ISOLATED_END   99999 /* end of uids for fully isolated sandboxed processes */


#define AID_USER        100000  /* offset for uid ranges for each user */

普通应用程序使用的user ID 为AID_USER + app_id

比如u0_a46    1103  158   474424 30180 ffffffff 400afa70 S com.yixia.vitamio.media

它的user ID 就为10046

这里需要讨论的是，如何让一个app具有system权限，这样才可以对/data目录下的文件进行修改操作。

方法很简单，只需要在该app的AndroidManifest.xml中加一行代码即可

在开头处加上 android:sharedUserId="android.uid.system"

这样之后，所编译出来的app就是system用户了

system    547   158   473676 39788 ffffffff 400afa70 S com.android.systemui

原来的一个普通app，现在变为system，就可以对系统文件进行操作了。

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1.Android系统权限定义

Android系统在/system/core/private/android_filesystem_config.h头文件中对 Android用户/用户组作了如下定义，且权限均基于该用户/用户组设置。>Android系统在/system/core/private /android_filesystem_config.h头文件中对Android用户/用户组作了如下定义，且权限均基于该用户/用户组设置。

	
#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：每个应用程序在安装到Android系统后，系统都会为其分配一个用户ID，如app_4、app_11等。以下是Calendar和Terminal软件在Android系统中进程浏览的结果（其中，黑色字体标明的即为应用分配的用户ID）：

 

Android系统中进程浏览的结果

USER	PID	PPID	VSIZE	RSS	WCHAN	PC	NAME
app_16	2855	2363	216196	20960	ffffffff	afd0ee48 S	com.android.providers.calendar
app_91	4178	2363	218872	25076	ffffffff	afd0ee48 S	jackpal.androidterm

 

在Android系统中，上述用户/用户组对文件的访问遵循Linux系统的访问控制原则，即根据长度为10个字符的权限控制符来决定用户/用户组对文件的访问权限。该控制符的格式遵循下列规则：

(1) 第1个字符：表示一种特殊的文件类型。其中字符可为d(表示该文件是一个目录)、b(表示该文件是一个系统设备，使用块输入/输出与外界交互，通常为一个 磁盘)、c(表示该文件是一个系统设备，使用连续的字符输入/输出与外界交互，如串口和声音设备)，“.”表示该文件是一个普通文件，没有特殊属性。

(2) 2～4个字符：用来确定文件的用户(user)权限;

(3) 5～7个字符：用来确定文件的组(group)权限;

(4) 8～10个字符：用来确定文件的其它用户(other user，既不是文件所有者，也不是组成员的用户)的权限。

(5) 第2、5、8个字符是用来控制文件的读权限的，该位字符为r表示允许用户、组成员或其它人可从该文件中读取数据。短线“-”则表示不允许该成员读取数据。

(6) 第3、6、9位的字符控制文件的写权限，该位若为w表示允许写，若为“-”表示不允许写。

(7) 第4、7、10位的字符用来控制文件的制造权限，该位若为x表示允许执行，若为“-”表示不允许执行。

举个例子，“drwxrwxr--  2 root   root    4096  2月 11 10:36 guo”表示的访问控制权限（黑色字体标明）为：因为guo的第1个位置的字符是d，所以由此知道guo是一个目录。第2至4位置上的属性是rwx，表示 用户root拥有权限列表显示guo中所有的文件、创建新文件或者删除guo中现有的文件，或者将guo作为当前工作目录。第5至7个位置上的权限是 rwx，表示root组的成员拥有和root一样的权限。第8至10位上的权限仅是r--，表示不是root的用户及不属于root组的成员只有对guo 目录列表的权限。这些用户不能创建或者删除guo中的文件、执行junk中的可执行文件，或者将junk作为他们的当前工作目录。

2. Android应用程序权限申请

每个应用程序的APK包里面都包含有一个AndroidMainifest.xml文件，该文件除了罗列应用程序运行时库、运行依赖关系等之外，还 会详细地罗列出该应用程序所需的系统访问。程序员在进行应用软件开发时，需要通过设置该文件的uses-permission字段来显式地向 Android系统申请访问权限。

该文件的基本格式如下：

	
xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns: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划线的斜体部分，该文件的作用是说明该软件需要发送短信的功能。

值得注意的是：通过测试发现一种特殊的情况，应用程序可以在程序运行时申请root权限，如右图，在使用Android Terminal Emulator时尝试使用su命令切换到root用户。若用户已通过hacking的方式使得Android系统获得了root权限，则可以允许该程序 以root用户权限执行;反之即算用户选择“允许”，也不能使程序以root用户权限执行。

3. Android系统对应用程序权限申请的处理方式分析

对Android源代码中的如下文件进行分析：

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

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

(3) AppSecurityPermissions.java：其路径为\frameworks\base\core\java\android\widget\AppSecurityPermissions.java

总结得出如下图所示的Android系统对应用程序授权申请的处理流程：

(1) 进入处理应用程序授权申请的入口函数;

(2) 系统从被安装应用程序的AndroidManifest.xml文件中获取该应用正常运行需申请的权限列表;

(3) 显示对话框，请求用户确认是否满足这些权限需求;

(4) 若同意，则应用程序正常安装，并被赋予相应的权限;若否定，则应用程序不被安装。系统仅提供给用户选择“是”或者“否”的权利，没有选择其中某些权限进行授权的权利。