Android安全开发之 Provider 组件安全

Android系统中的Content Provider组件是一种用于在不同应用之间共享数据的机制。它提供了一种安全、可控的方式，允许应用访问其他应用的数据。然而，如果Provider组件的安全措施没有得到妥善实现，则可能会导致严重的安全漏洞，例如数据泄露、隐私侵犯甚至恶意代码执行。

Android安全开发之 Provider 组件安全

一、安全渗透案例
二、解决方案
- 2.1 无需 exported
- 2.2 需要 exported
三、正确的定义私有权限
四、Provider 组件的安全风险

一、安全渗透案例

测试步骤：

1.进入应用进行添加新内容，插入数据库

2.使用adb或者编写apk，对指定uri进行查询

1.adb shell content query --uri content://com.xxx.note.data.NoteProvider/note

测试结论：

编辑内容都会通过uri查询出来，泄露用户隐私信息，未鉴权

server@dev-fj-srv:~/Desktop $ adb shell content query --uri content://com.xxx.note.data.NoteProvider/note
Row: 0 _id=1, title=, content=<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><note><notetxt>地址</notetxt></note>, longdate=1717745973845, iscollect=0, iscontainpic=0, isprivate=0, isdeleted=0, backgroundid=4, parentfolderid=-10, istop=0, topdate=0, iscontainvoice=0, picpath=NULL
Row: 1 _id=2, title=, content=<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><note><notetxt>账户</notetxt></note>, longdate=1717745961274, iscollect=0, iscontainpic=0, isprivate=0, isdeleted=0, backgroundid=4, parentfolderid=-10, istop=0, topdate=0, iscontainvoice=0, picpath=NULL
Row: 2 _id=3, title=, content=<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><note><notetxt>密码</notetxt></note>, longdate=1717745951538, iscollect=0, iscontainpic=0, isprivate=0, isdeleted=0, backgroundid=4, parentfolderid=-10, istop=0, topdate=0, iscontainvoice=0, picpath=NULL

漏洞修复建议：

增加鉴权校验

很多人可能会好奇，我的代码进行了混淆处理，如何发现我的provider及其authorities，可以通过APK文件进行逆向或反编译出AndroidManifest.xml，此类声明信息是不会被混淆的，可以直接获取的。

甚至可以直接通过adb获取：adb dumpsys package com.xxx.note 直接获取得到 ContentProvider Authorities

ContentProvider Authorities:
  [com.xxx.note.data.SearchProvider]:
    Provider{fc33540 com.xxx.note/.data.SearchProvider}
      applicationInfo=ApplicationInfo{5ba67a5 com.xxx.note}
  [com.xxx.note.provider]:
    Provider{19d68c3 com.xxx.note/androidx.core.content.FileProvider}
      applicationInfo=ApplicationInfo{a90977a com.xxx.note}
  [com.xxx.note.data.NoteProvider]:
    Provider{da7fc72 com.xxx.note/.data.NoteProvider}
      applicationInfo=ApplicationInfo{13db2b com.xxx.note}

二、解决方案

2.1 无需 exported

当 ContentProvider 仅应用自身使用，无需 exported 供其他应用调用，即可直接设置 exported="false"

<provider
    android:name=".data.NoteProvider"
    android:authorities="com.xxx.note.data.NoteProvider"
    android:exported="false" />

此时再通过 adb 命令查询就会出现 SecurityException 报错无法查询

server@dev-fj-srv:~/Desktop$ adb shell content query --uri content://com.xxx.note.data.NoteProvider/note
Error while accessing provider:com.xxx.note.data.NoteProvider
java.lang.SecurityException: Permission Denial: opening provider com.xxx.note.data.NoteProvider from (null) (pid=10781, uid=2000) that is not exported from UID 10196
	at android.os.Parcel.createExceptionOrNull(Parcel.java:3057)
	at android.os.Parcel.createException(Parcel.java:3041)
	at android.os.Parcel.readException(Parcel.java:3024)
	at android.os.Parcel.readException(Parcel.java:2966)
	at android.app.IActivityManager$Stub$Proxy.getContentProviderExternal(IActivityManager.java:7803)
	at com.android.commands.content.Content$Command.execute(Content.java:516)
	at com.android.commands.content.Content.main(Content.java:735)
	at com.android.internal.os.RuntimeInit.nativeFinishInit(Native Method)
	at com.android.internal.os.RuntimeInit.main(RuntimeInit.java:447)
Caused by: android.os.RemoteException: Remote stack trace:
	at com.android.server.am.ContentProviderHelper.checkAssociationAndPermissionLocked(ContentProviderHelper.java:756)
	at com.android.server.am.ContentProviderHelper.getContentProviderImpl(ContentProviderHelper.java:411)
	at com.android.server.am.ContentProviderHelper.getContentProviderExternalUnchecked(ContentProviderHelper.java:182)
	at com.android.server.am.ContentProviderHelper.getContentProviderExternal(ContentProviderHelper.java:176)
	at com.android.server.am.ActivityManagerService.getContentProviderExternal(ActivityManagerService.java:6889)

2.2 需要 exported

当 ContentProvider 需要通过数据接口供其他应用使用时，就只能设置exported="true"，这个时候我们需要添加鉴权校验或包名过滤。

 <provider
     android:name=".data.SearchProvider"
     android:authorities="com.xxx.note.data.SearchProvider"
     android:exported="true"/>

在重写 ContentProvider query 方法时先进行校验，验证成功后再返回查询数据。

@Override
public Cursor query(Uri uri, String[] projection, String selection, String[] selectionArgs, String sortOrder) {
    if (!isAuthorized()) {
        throw new SecurityException("Access denied. Unauthorized.");
    }
    // 返回数据查询
}

private boolean isAuthorized() {
    return AUTHORIZE_ACCESS_PACKAGE.equals(getCallingPackage());
}

AUTHORIZE_ACCESS_PACKAGE 即为允许访问此 ContentProvider 的应用包名。

此时再通过 adb 命令访问此 ContentProvider 就会返回 java.lang.SecurityException: Access denied. Unauthorized. 报错。通过 adb 访问时候可以查询到 getCallingPackage() 为 com.android.shell，不在我们运行访问的包名名单内。

server@dev-fj-srv:~/Desktop$ adb shell content query --uri content://com.xxx.note.data.SearchProvider
Error while accessing provider:com.xxx.note.data.SearchProvider
java.lang.SecurityException: Access denied. Unauthorized.
	at android.os.Parcel.createExceptionOrNull(Parcel.java:3057)
	at android.os.Parcel.createException(Parcel.java:3041)
	at android.os.Parcel.readException(Parcel.java:3024)
	at android.database.DatabaseUtils.readExceptionFromParcel(DatabaseUtils.java:190)
	at android.database.DatabaseUtils.readExceptionFromParcel(DatabaseUtils.java:142)
	at android.content.ContentProviderProxy.query(ContentProviderNative.java:495)
	at com.android.commands.content.Content$QueryCommand.onExecute(Content.java:661)
	at com.android.commands.content.Content$Command.execute(Content.java:522)
	at com.android.commands.content.Content.main(Content.java:735)
	at com.android.internal.os.RuntimeInit.nativeFinishInit(Native Method)
	at com.android.internal.os.RuntimeInit.main(RuntimeInit.java:447)

三、正确的定义私有权限

在AndroidManifest中定义私有权限的语法为：

其中android:protectionLevel的可选值分别表示：

normal：默认值，低风险权限，在安装的时候，系统会自动授予权限给 application。
dangerous：高风险权限，如发短信，打电话，读写通讯录。使用此protectionLevel来标识用户可能关注的一些权限。Android将会在安装程序时，警示用户关于这些权限的需求，具体的行为可能依据Android版本或者所安装的移动设备而有所变化。
signature：签名权限，在其他 app 引用声明的权限的时候，需要保证两个 app 的签名一致。这样系统就会自动授予权限给第三方 app，而不提示给用户。
signatureOrSystem：除了具有相同签名的APP可以访问外，Android系统中的程序有权限访问。

大部分开放的Provider，是提供给本公司的其他应用使用的，一般的话一个公司打包签名APP的签名证书都应该是一致的，这种情况下，Provider的android:protectionLevel应为设为“signature”。