系统管理安全

　　本文从系统管理员的角度讨论安全问题.系统管理员是管理系统的人:启动 系统,停止系统运行,安装新软件,增加新用户,删除老用户,以及完成保持系统发 展和运行的日常事务工作.
　　
　　1.安全管理
　　安全管理主要分为四个方面:
　　(1)防止未授权存取:这是计算机安全最重要的问题:未被使用系统的人进入系 统.用户意识,良好的口令管理(由系统管理员和用户双方配合),登录活动 记录和报告,用户和网络活动的周期检查,这些都是防止未授权存取的关键.
　　(2)防止泄密:这也是计算机安全的一个重要问题.防止已授权或未授权的用户 相互存取相互的重要信息.文件系统查帐,su登录和报告,用户意识,加密都 是防止泄密的关键.
　　(3)防止用户拒绝系统的管理:这一方面的安全应由操作系统来完成.一个系统 不应被一个有意试图使用过多资源的用户损害.不幸的是,UNIX不能很好地 限制用户对资源的使用,一个用户能够使用文件系统的整个磁盘空间,而 UNIX基本不能阻止用户这样做.系统管理员最好用PS命令,记帐程序df和du 周期地检查系统.查出过多占用CUP的进程和大量占用磁盘的文件.
　　(4)防止丢失系统的完整性:这一安全方面与一个好系统管理员的实际工作(例 如:周期地备份文件系统,系统崩溃后运行fsck检查,修复文件系统,当有新 用户时,检测该用户是否可能使系统崩溃的软件)和保持一个可靠的操作系 统有关(即用户不能经常性地使系统崩溃). 本文其余部分主要涉及前两个问题,第三个问题在“安全查帐“一节讨论.
　　
　　2.超级用户
　　
　　一些系统管理命令只能由超级用户运行.超级用户拥有其他用户所没有的特 权,超级用户不管文件存取许可方式如何,都可以读,写任何文件,运行任何程序. 系统管理员通常使用命令: /bin/su 或以 root 进入系统从而成为超级用户.在 后面文章中以#表示应敲入必须由超级用户运行的命令,用$表示应敲入由所有其 他用户运行的命令.
　　
　　3.文件系统安全
　　
　　(1)UNIX文件系统概述
　　UNIX文件系统是UNIX系统的心脏部分,提供了层次结构的目录和文件.文 件系统将磁盘空间划分为每1024个字节一组,称为块(block)(也有用512字节 为一块的,如:SCO XENIX).编号从0到整个磁盘的最大块数. 全部块可划分为四个部分,块0称为引导块,文件系统不用该块;块1称为专 用块,专用块含有许多信息,其中有磁盘大小和全部块的其它两部分的大小.从 块2开始是i节点表,i节点表中含有i节点,表的块数是可变的,后面将做讨论. i节点表之后是空闲存储块(数据存储块),可用于存放文件内容. 文件的逻辑结构和物理结构是十分不同的,逻辑结构是用户敲入cat命令 后所看到的文件,用户可得到表示文件内容的字符流.物理结构是文件实际上 如何存放在磁盘上的存储格式.用户认为自己的文件是边疆的字符流,但实际 上文件可能并不是以边疆的方式存放在磁盘上的,长于一块的文件通常将分散 地存放在盘上.然而当用户存取文件时,UNIX文件系统将以正确的顺序取各块, 给用户提供文件的逻辑结构. 当然,在UNIX系统的某处一定会有一个表,告诉文件系统如何将物理结构 转换为逻辑结构.这就涉及到i节点了.i节点是一个64字节长的表,含有有关一 个文件的信息,其中有文件大小,文件所有者,文件存取许可方式,以及文件为 普通文件,目录文件还是特别文件等.在i节点中最重要的一项是磁盘地址表. 该表中有13个块号.前10个块号是文件前10块的存放地址.这10个块号能给出 一个至多10块长的文件的逻辑结构,文件将以块号在磁盘地址表中出现的顺序 依次取相应的块. 当文件长于10块时又怎样呢?磁盘地址表中的第十一项给出一个块号,这 个块号指出的块中含有256个块号,至此,这种方法满足了至多长于266块的文 件(272,384字节).如果文件大于266块,磁盘地址表的第十二项给出一个块号, 这个块号指出的块中含有256个块号,这256个块号的每一个块号又指出一块, 块中含256个块号,这些块号才用于取文件的内容.磁盘地址中和第十三项索引 寻址方式与第十二项类似,只是多一级间接索引. 这样,在UNIX系统中,文件的最大长度是16,842,762块,即17,246,988,288 字节,有幸是是UNIX系统对文件的最大长度(一般为1到2M字节)加了更实际的 限制,使用户不会无意中建立一个用完整个磁盘窨所有块的文件. 文件系统将文件名转换为i节点的方法实际上相当简单.一个目录实际上 是一个含有目录表的文件:对于目录中的每个文件,在目录表中有一个入口项, 入口项中含有文件名和与文件相应的i节点号.当用户敲入cat xxx时,文件系 统就在当前目录表中查找名为xxx的入口项,得到与文件xxx相应的i节点号,然 后开始取含有文件xxx的内容的块.
　　
　　(2)设备文件
　　UNIX系统与边在本系统上的各种设备之间的通讯,通过特别文件来实现, 就程序而言,磁盘是文件,MODEM是文件,甚至内存也是文件.所有连接到系统上 的设备都在/dev目录中有一个文件与其对应.当在这些文件上执行I/O操作时, 由UNIX系统将I/O操作转换成实际设备的动作.例如,文件/dev/mem是系统的内 存,如果cat这个文件,实际上是在终端显示系统的内存.为了安全起见,这个文 件对普通用户是不可读的.因为在任一给定时间,内存区可能含有用户登录口 令或运行程序的口令,某部分文件的编辑缓冲区,缓冲区可能含有用ed -x命令 解密后的文本,以及用户不愿让其他人存取的种种信息. 在/dev中的文件通常称为设备文件,用ls /dev命令可以看看系统中的一 些设备: acuo 呼叫自动拨号器 console 系统控制台 dsknn 块方式操作磁盘分区 kmem 核心内存 mem 内存 lp 打印机 mto 块方式操作磁带 rdsknn 流方式操作的磁盘分区 rmto 流方式操作的磁带 swap 交换区 syscon 系统终端 ttynn 终端口 x25 网络端口 等等
　　
　　(3)/etc/mknod命令
　　用于建立设备文件.只有root能使用这个命令建立设备文件.其参数是文 件名,字母c或b分别代表字符特别文件或块特别文件,主设备号,次设备号.块 特别文件是像磁带,磁盘这样一些以块为单位存取数据的设备.字符特别文件 是如像终端,打印机,MODEM,或者其它任何与系统通讯时,一次传输一个字符的 设备,包括模仿对磁盘进行字符方式存取的磁盘驱动器.主设备号指定了系统 子程序(设备驱动程序),当在设备上执行I/O时,系统将调用这个驱动程序.调 用设备驱动程序时,次设备号将传递给该驱动程序(次设备规定具体的磁盘驱 动器,带驱动器,信号线编号,或磁盘分区).每种类型的设备一般都有自己的设 备驱动程序. 文件系统将主设备号和次设备号存放在i节点中的磁盘地址表内,所以没 有磁盘空间分配给设备文件(除i节点本身占用的磁盘区外).当程序试图在设 备文件上执行I/O操作时,系统识别出该文件是一个特别文件,并调用由主设备 号指定的设备驱动程序,次设备号作为调用设备驱动程序的参数.
　　
　　(4)安全考虑
　　将设备处理成文件,使得UNIX程序独立于设备,即程序不必一定要了解正 使用的设备的任何特性,存取设备也不需要记录长度,块大小,传输速度,网络 协议等这样一些信息,所有烦人的细节由设备驱动程序去关心考虑,要存取设 备,程序只须打开设备文件,然后作为普通的UNIX文件来使用. 从安全的观点来看这样处理很好,因为任何设备上进行的I/O操作只经过 了少量的渠道(即设备文件).用户不能直接地存取设备.所以如果正确地设置 了磁盘分区的存取许可,用户就只能通过UNIX文件系统存取磁盘.文件系统有 内部安全机制(文件许可).不幸的是,如果磁盘分区设备得不正确,任何用户都 能够写一个程序读磁盘分区中的每个文件,作法很简单:读一i节点,然后以磁 盘地址表中块号出现的顺序,依次读这些块号指出的存有文件内容的块.故除 了root以外,决不要使盘分区对任何人可写.因为所有者,文件存取许可方式这 样一些信息存放于i节点中,任何人只要具有已安装分区的写许可,就能设置任 何文件的SUID许可,而不管文件的所有者是谁,也不必用chmod()命令,还可避 过系统建立的安全检查. 以上所述对内存文件mem,kmem和对换文件swap也是一样的.这些文件含有 用户信息,一个“耐心“的程序可以将用户信息提取出来. 要避免磁盘分区(以及其它设备)可读可写,应当在建立设备文件前先用 umask命令设置文件建立屏蔽值. 一般情况下,UNIX系统上的终端口对任何人都是可写的,从而使用户可以 用write命令发送信息.虽然write命令易引起安全方面的问题,但大多数用户 觉得用write得到其他用户的信息很方便,所以系统将终端设备的存取许可设 置成对所有用户可写. /dev目录应当是755存取许可方式,且属root所有. 不允许除root外的任何用户读或写盘分区的原则有一例外,即一些程序 (通常是数据库系统)要求对磁盘分区直接存取,解决这个问题的经验的盘分区 应当由这种程序专用(不安装文件系统),而且应当告知使用这种程序的用户, 文件安全保护将由程序自己而不是UNIX文件系统完成.
　　
　　(5)find命令
　　find命令用于搜索目录树,并对目录树上的所有文件执行某种操作,参数 是目录名表(指出从哪些起点开始搜索),还可给出一个或多个选项,规定对每 个文件执行什么操作. find . -print 将列出当前工作目录下的目录树的每一个文件. find / -user bob -print 将列出在系统中可找到的属于bob用户的所有 文件. find /usr/bob -perm 666 -print 将列出/usr/bob目录树下所有存取许 可为666的文件.若将666改为-666则将列出所有具有包含了666在内 的存取许可方式的文件(如777). find /usr/bob -type b -print 将列出/usr/bob目录树下所有块特别文 件(c为字符特别文件). find / -user root -perm -4000 -exec ls -l {} ; 是一个较复杂一 点的命令,-exec COMMAND ;允许对所找到的每个文件运行指定的 命令COMMAND.若COMMAND中含有{},则{}将由find所找到的文件名替 换.COMMAND必须以;结束. 以上举例介绍find的用法,各选项可组合使用以达到更强的功能.
　　
　　(6)secure程序
　　系统管理员应当做一个程序以定期检查系统中的各个系统文件,包括检查 设备文件和SUID,SGID程序,尤其要注意检查SUID,SGID程序,检查/etc/passwd 和/etc/group文件,寻找久未登录的户头和校验各重要文件是否被修改. (源程序清单将在今后发表)
　　
　　(7)ncheck命令
　　用于检查文件系统,只用一个磁盘分区名作为参数,将列出i节点号及相应 的文件名.i节点相同的文件为建链文件. 注意:所列出的清单文件名与mount命令的第一个域相同的文件名前部分 将不会列出来.因为是做文件系统内部的检查,ncheck并不知道文件系统安装 点以上部分的目录. 也可用此命令来搜索文件系统中所有的SUID和SGID程序和设备文件,使用 -s选项来完成此项功能.
　　
　　(8)安装和拆卸文件系统
　　UNIX文件系统是可安装的,这意味着每个文件系统可以连接到整个目录树 的任意节点上(根目录总是被安装上的).安装文件系统的目录称为安装点. /etc/mount命令用于安装文件系统,用这条命令可将文件系统安装在现有 目录结构的任意处. 安装文件系统时,安装点的文件和目录都是不可存取的,因此未安装文件 系统时,不要将文件存入安装点目录.文件系统安装后,安装点的存取许可方式 和所有者将改变为所安装的文件根目录的许可方式和所有者. 安装文件系统时要小心:安装点的属性会改变!还要注意新建的文件,除非 新文件系统是由标准文件建立的,系统标准文件会设置适当的存取许可方式, 否则新文件系统的存取许可将是777! 可用-r选项将文件系统安装成只读文件系统.需要写保护的带驱动器和磁 盘应当以这种方式来安装. 不带任何参数的/etc/mount可获得系统中所安装的文件系统的有关信息. 包括:文件系统被安装的安装点目录,对应/dev中的哪个设备,只读或可读写, 安装时间和日期等. 从安全的观点来讲,可安装系统的危险来自用户可能请求系统管理员为其 安装用户自己的文件系统.如果安装了用户的文件系统,则应在允许用户存取 文件系统前,先扫描用户的文件系统,搜索SUID/SGID程序和设备文件.在除了 root外任何人不能执行的目录中安装文件系统,用find命令或secure列出可疑 文件,删除不属用户所有的文件的SUID/SGID许可. 用户的文件系统用完后,可用umount命令卸下文件系统.并将安装点目录 的所有者改回root,存取许可改为755.
　　
　　(9)系统目录和文件
　　UNIX系统中有许多文件不允许用户写,如:/bin,/usr/bin,/usr/lbin, /etc/passwd,/usr/lib/crontab,/unix,/etc/rc,/etc/inittab这样一些文件 和目录(大多数的系统目录),可写的目录允许移动文件,会引起安全问题. 系统管理员应经常检查系统文件和目录的许可权限和所有者.可做一个程 序根据系统提供的规则文件(在/etc/permlist文件中)所描述的文件所有者和 许可权规则检查各文件. (源程序清单将在今后发表) 注意:如果系统的安全管理不好,或系统是新安装的,其安全程序不够高, 可以用make方式在安全强的系统上运行上述程序,将许可规则文件拷贝到新系 统来,再以设置方式在新系统上运行上述程序,就可提高本系统的安全程序.但 要记住,两个系统必须运行相同的UNIX系统版本.
　　
　　4.作为root运行的程序
　　
　　在UNIX系统中,有些程序由系统作为root进程运行.这些程序并不总是具有 SUID许可,因为其不少程序仅由root运行,系统管理员需要清楚这些程序做什么, 以及这些程序还将运行其它什么程序.
　　
　　(1)启动系统
　　当某些UNIX系统(如SCO UNIX/XENIX)启动时,是以被称为单用户的方式运 行,在这种方式中普通用户不能登录,唯有的进程是init,swapper,以及一些由 系统管理员从控制台运行的进程.UNIX系统的单用户方式启动,使系统管理员 能在允许普通用户登录以前,先检查系统操作,确保系统一切正常,当系统处于 单用户方式时,控制台作为超级用户,命令揭示是“#“,有些UNIX系统不要确认 超级用户口令就认可控制台是root,给出#提示符.这就可能成为一个安全问题.
　　
　　(2)init进程
　　UNIX系统总是以某种方式或称为某种级运行,系统有若干种运行级,这些 运行级由init进程控制. UNIX系统启动时以单用户方式运行,也叫1级或S级. 对于其他用户登录进入系统,UNIX有一种多用户运行方式,也叫2级. init进程控制系统运行级,它读入文件/etc/inittab,该文件详细地规定 了哪些进程在哪一级运行.当root敲入init n(数字),系统就进入n级.init读 该文件以确定终止哪些进程,启动哪些进程. 有效的运行级的数值是从0到6与s. 注意:由init建立的进程以UID为0运行(root)从/etc/inittab运行的程序 也作为root运行,所以系统管理员要确保自己知道/etc/inittab中的程序做什 么工作,确保这些程序以及这些程序所在的目录直到/和/etc/inittab除root 外无人可写.
　　
　　(3)进入多用户
　　当UNIX系统进入多用户方式时,将寝化一系列事件,接着开始执行gettys, 允许其他用户登录进入系统.如果再看看/etc/inittab文件,会看到gettys定 义在运行级2,至少三个shell程序/etc/brc,/etc/bcheckrc,/etc/rc*也定义 在运行级2.这些程序都在gettys启动前运行. 这些shell程序作为root运行,也不能仅对root可写还应当检查shell程序 运行的命令,因为这些命令也将作为root运行.

原文转自：http://www.ltesting.net