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Linux 权限控制的基本原理

Linux爱好者  · 公众号  · 2018-06-13 22:53

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来文来自原作者(吕凯)的推荐



以下是对用户和组信息的举例。 /etc/shadow 中的口令信息为加密存储,不举例。


$cat /etc/passwd |head -n 5

root:x:0:0:root:/root:/bin/bash

daemon :x:1:1:daemon:/usr/sbin:/bin/sh

bin:x:2:2:bin:/bin:/bin/sh

sys:x:3:3: sys:/dev:/bin/sh

sync:x:4:65534:sync:/bin:/bin/sync

 

$cat /etc/group |head -n 5

root:x:0 :

daemon:x:1:

bin:x:2:

sys:x:3:

adm:x:4:miracle



输出中, 第1个字符表示文件类型,其中,普通文件(-)、目录文件 (d)、套接字文件(s),管道文件(p),字符文件(c),块文件(b),链接文件(l); 第2个字符开始的 -rwxr-xr-x 部分表示文件的权限位,共有9位。


对于文件 /usr/bin/qemu-i386 , 这个权限控制的含义是:


  1. 第2~4位的 rwx 表示该文件可被它的 owner (属主)以 r 或 w 或 x 的权限访问。

  2. 第5~7位的 r-x 表示该文件可被与该文件同一属组的用户以 r 或 x 的权限访问

  3. 第8~10位的 r-x 表示该文件可被其它未知用户以 r 或 x 的权限访问。


对于 test/, test2/, test3/ 设定的权限:


  1. r,w,x 权限对每一权限控制组的权限用一位8进制来表示; 例如: 755 表示 rwxr-xr-x。

  2. s,t 权限会替代 x 位置显示;设定 s,t 权限则需在对应的、用于控制 r,w,x 的8进制权限控制组前追加数字; s 权限用于属主属组控制, t 用于其它控制。

  3. 设定属主 s 需追加 4, 设定属组 s 追加 2, 设定其它者 t 权限追加 1 ; 例如前面对 test/ 设定 t, 则用 1775, 表示 rwxrwxr-t 。


进程权限控制信息


进程权限


对于进程,有如下属性与文件访问权限相关:


  • effective user id : 进程访问文件权限相关的 UID (简写为 euid )。

  • effective group id : 进程访问文件权限相关的 GID (简写为 egid )。

  • real user id : 创建该进程的用户登录系统时的 UID (简写为 ruid )。

  • real group id : 创建该进程的用户登录系统时的 GID (简写为 rgid )。

  • saved set user id : 拷贝自 euid 。

  • saved set group id : 拷贝自 egid 。


举例


我们可以使用 ps 和 top 选择查看具有 euid 和 ruid 的进程。或者通过 top 来查看进程的 euid 和 ruid


通过 top 来查看的例子:


  1. 首先输入 top 得到类似如下


其中, PID 是对应进程, USER 是对应的 effective user, RUSER 是对应的 real user 。


进程访问文件的权限控制策略


规则


进程访问文件大致权限控制策略


对于进程访问文件而言,最重要的是 euid, 所以其权限属性均以 euid 为 “中心”。


  • 进程的 euid 一般默认即为 其 ruid 值

  • 若可执行文件的可执行权限位为 s ,进程对其调用 exec 后,其 euid 被设置为该可执行文件的 user id

  • 进程的 saved set user id 拷贝自 euid.

  • 当进程的 euid 与文件的 user id 匹配时,进程才具有文件 user 权限位所设定的权限

  • 组权限 egid 的控制规则类似。


通过 exec 执行文件修改权限属性


通过 exec 调用可执行文件之时:


  • 进程 ruid 值始终不变;

  • saved set-user ID 始终来自 euid ;

  • euid 值取决于文件的 set-user-ID 位是否被设置。


如下:



举例


再举几个比较特别的例子:


- 设置了 set-user-id


$ ls -l /usr/bin/sudo

-rwsr-xr-x 1 root root 71288  2 28  2013 /usr/bin/sudo


如前所述,这个输出的含义是,对于 /usr/bin/sudo 文件,


  • 第1~3位的 rws 表示该文件可被它的owner(属主)以 r 或 w 或 s 的权限访问

  • 第4~6位的 r-x 表示该文件可被与该文件同一属组的用户以 r 或 x 的权限访问。

  • 第7~9位的 r-x 表示该文件可被其它未知用户以 r 或 x 的权限访问。


这样设置之后,对于owner,具有读、写、执行权限,这一点没有什么不同。但是对于不属于 root 组的普通用户进程来说,却大不相同。


普通用户进程执行 sudo 命令时通过其 others 中的 x 获得执行权限,再通过 user 中的 s使得普通用户进程临时具有了 sudo 可执行文件属主( root )的权限,即超级权限。


这也是为什么通过 sudo 命令就可以让普通用户执行许多管理员权限的命令的原因。


- 设置了 stick-bit


$ ls -l / |grep tmp

drwxrwxrwt  25 root root 12288  7 20 09:09 tmp


这样设置之后,对于 /tmp 目录,任何人都具有读、写、执行权限,这一点没有什么不同。但是对于 others 部分设置了粘滞位 t, 其功能却大不相同。


若目录没设置粘滞位,任何对目录有写权限者都则可删除其中任何文件和子目录,即使他不是相应文件的所有者,也没有读或写许可; 设置粘滞位后,用户就只能写或删除属于他的文件和子目录。


这也是为什么任何人都能向 /tmp 目录写文件、目录,却只能写和删除自己拥有的文件或目录的原因。


举一个 man 程序的应用片断,描述 set-user-id 和 saved set-user-id 的使用

man 程序可以用来显示在线帮助手册, man 程序可以被安装指定 set-user-ID 或者 set-group-ID 为一个指定的用户或者组。


man 程序可以读取或者覆盖某些位置的文件,这一般由一个配置文件(通常是 /etc/man.config 或者 /etc/manpath.config )或者命令行选项来进行配置。


man 程序可能会执行一些其它的命令来处理包含显示的 man 手册页的文件。


为防止处理出错, man 会从两个特权之间进行切换:运行 man 命令的用户特权,以及 man程序的拥有者的特权。


需要抓住的主线:当只执行 man 之时,进程特权就是 man 用户的特权, 当通过 man 执行子进程(如通过 !bash 引出shell命令)时,用户切换为当前用户,执行完又切换回去。


过程如下:


  1. 假设 man 程序文件被用户 man 所拥有,并且已经被设置了它的 set-user-ID 位,当我们 exec 它的时候,我们有如下情况:

  • real user ID = 我们的用户UID

  • effective user ID = man用户UID

  • saved set-user-ID = man用户UID

  • man 程序会访问需要的配置文件和 man 手册页。这些文件由 man 用户所拥有,但是由于 effective user ID 是 man,文件的访问就被允许了。

  • 在 man 为我们运行任何命令的时候,它会调用 setuid(getuid())) (getuid() 返回的是 real user id).因为我们不是 superuser 进程,这个变化只能改变 effective user ID. 我们会有如下情况:

    现在 man 进程运行的时候把我们得UID作为它的 effective user ID.这也就是说,我们只能访问我们拥有自己权限的文件。也就是说,它能够代表我们安全地执行任何 filter.

    • real user ID = 我们的用户UID(不会被改变)

    • effective user ID = 我们的用户UID

    • saved set-user-ID = man 的用户UID(不会被改变)

  • 当 filter 做完了的时候, man 会调用 setuid(euid).这里, euid 是 man 用户的UID.(这个ID是通过 man 调用 geteuid 来保存的)这个调用是可以的,因为 setuid 的参数和 saved set-user-ID 是相等的。(这也就是为什么我们需要 saved set-user-ID).这时候我们会有如下情况:

    • real user ID = 我们的用户UID(不会被改变)

    • effective user ID = man的UID

    • saved set-user-ID = man 的用户UID(不会被改变)

  • 由于 effective user ID 是 man,现在 man 程序可以操作它自己的文件了。通过这样使用 saved set-user-ID,我们可以在进程开始和结束的时候通过程序文件的 set-user-ID 来使用额外的权限。然而,期间我们却是以我们自己的权限运行的。如果我们无法在最后切换回 saved set-user-ID,我们就可能会在我们运行的时候保留额外的权限。


  • 下面我们来看看如果 man 启动一个 shell 的时候会发生什么:


    • 这里的 shell 是 man 使用 fork 和 exec 来启动的。

    • 因为这时 real user ID 和 effective user ID 都是我们的普通用户UID(参见step3), 所以 shell 没有其它额外的权限.

    • 启动的 shell 无法访问 man 的 saved set-user-ID(man) ,因为 shell 的 saved set-user-ID 是由 exec 从 effective user ID 拷贝过来的。

    • 在执行 exec 的子进程( shell )中,所有的 user ID 都是我们的普通用户ID.


    实际上,我们描述 man 使用 setuid 函数的方法不是特别正确,因为程序可能会 set-user-ID 为 root .这时候, setuid 会把所有三种uid都变成你设置的id,但是我们只需要设置 effective user ID。



    【关于作者】


    吕凯:深圳,工作经验 9 年,冠捷科技公司资深主任工程师。关注软件开发、系统运维、内容管理、行动管理等领域,喜欢计数写作及分享。


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