LIDS精通与进阶（中）

作者：chaobowang@sina.com


四、保护重要进程

    进程是操作系统的动态入口。内核里有两个特殊进程，进程ID 0 （swapd） 和进程ID 1（init）。Init进程是在系统启动的时候所有进程的父进程。

    1、不可杀死的进程。

    就象你可以看到是否有人要夺得root特权一样，我们可以很容易的杀死那些该内核发送特别信号的进程。为了杀死一个进程，你必须得到进程的ID，然后用kill命令来杀死它。

    系统杀死进程的调用是kill，是在内核里的sys_kill()命令里的调用。

    让我们看看LIDS的保护代码

    在/usr/src/linux/kernel/signal.c里

    asmlinkage int

    sys_kill(int pid, int sig)

    {

            struct siginfo info;


            #ifdef CONFIG_LIDS_INIT_CHILDREN_LOCK pid_t this_pid;

            int i;

            #ifdef CONFIG_LIDS_ALLOW_KILL_INIT_CHILDREN

            if (!(current->flags & PF_KILLINITC))

            #endif

            if (lids_load && lids_local_load && LIDS_FISSET(lids_flags,LIDS_FLAGS_LOCK_INIT_CHILDREN)) {

                    this_pid = pid>0?pid:-pid;

                    for(i=0;i
        if( this_pid == lids_protected_pid[i]) {

                lids_security_alert("Try to kill pid=%d,sig=%dn",pid,sig);

            return -EPERM;

                                }

                    }

            }

        #endif

        ...

        }

    你可以在内核里看到两个标签，,CONFIG_LIDS_INIT_CHILDREN_LOCK 和CONFIG_LIDS_ALLOW_KILL_INIT_CHILDREN.

    在CONFIG_LIDS_INIT_CHILDREN_LOCK的开启状态，LIDS能保护初使的运行程序。如，如果你在系统里运行.netd程序，你可以在隐藏内核前运行它，然后，你还可以杀死它。但是一些人如果telnet到你的机器，inetd就会创造子进程来为用户服务，这个子进程不会被LIDS保护，因为用户在任何时候退出和杀死程序。

    2、隐藏进程

    另外一个保护进程的方法就是隐藏进程。当一个黑客危机你的系统。他会登陆，然后会看看有没有一些已知的进程在监视它。然后他就杀死它。如果你隐藏了这个功能的进程，黑客就不会知道进程的所有情况并且你可以记录他在你系统上做的任何事情。

    如何隐藏进程

    为了隐藏进程，你必须在配置内核的时候提供一个完全的路径名。

    当内核启动的时候，LIDS会访问文件结点到一个叫proc_to_hide[]的结构里。

    在include/linux/sched.h里

    #ifdef CONFIG_LIDS_HIDE_PROC

    #define PF_HIDDEN 0x04000000 /* Hidden process */

    #endif

    /* in fs/lids.c */

    #ifdef CONFIG_LIDS_HIDE_PROC

    struct allowed_ino proc_to_hide[LIDS_MAX_ALLOWED];

    int last_hide=0;

    #endif

    ....

    /* in fs/lids.c , init_vfs_security(),

    fill up the hidden process in proc_to_hide[]

    */

    #ifdef CONFIG_LIDS_HIDE_PROC

    lids_fill_table(proc_to_hide,&last_hide,LIDS_MAX_ALLOWED,CONFIG_LIDS_HIDDEN_PROC_PATH);

    #endif

    PF_HIDDEN是否用户可以用显示进程的命令（如“ps –a”）来显示和检查进程，如果一个进程被LIDS隐藏，当他执行的时候，进程就会得到一个PF_HIDDEN的属性。然后，当系统输出系统进程信息到用户的时候，它就会可以检查当前输出进程是否有PF_HIDDEN标志。如果发现了，它就不会输出这个进程的信息。

    在in fs/exec.c

    int do_execve(char * filename, char ** argv, char ** envp, struct pt_regs * regs)

    {

    ...

    if (retval >= 0) {

            #ifdef CONFIG_LIDS_HIDE_PROC

            if (lids_search_proc_to_hide(dentry->d_inode))

                        current->flags |= PF_HIDDEN;

            ...

    因为每一个linux的进程都有一个在/proc文件系统的入口，我们为了隐藏进程也需要修改proc的文件入口。

    在fs/proc/root.c

　

    static struct dentry *proc_root_lookup(struct inode * dir, struct dentry * dentry)

    {

    ...

    inode = NULL;

    #ifdef CONFIG_LIDS_HIDE_PROC

        if ( pid && p && (! ((p->flags & PF_HIDDEN) && lids_load && lids_local_load)) ) {

    #else

        if (pid && p) {

    #endif

    unsigned long ino = (pid >> 16) + PROC_PID_INO;

    inode = proc_get_inode(dir->i_sb, ino, &proc_pid);

    if (!inode)

    return ERR_PTR(-EINVAL);

    inode->i_flags|=S_IMMUTABLE;

    }

    ...

    }

    然后如果进程被PF_HIDDEN标记，它就不会在proc文件系统里显示。


五、密封内核

    我们需要在系统启动的时候做一些必要的操作，但是我们也需要在系统运行的时候保护它们。


    例如，我们需要象内核里插入一些需要的模块，但是我们不希望在系统运行的时候插入任何模块，因为那样会十分危险。如何解决这个问题呢？这里就有一些密封的方法。我们可以在系统启动的时候做我们任何想做的事情，然后我们就密封内核。然后，我们就不能做那些以前在没有密封的时候可以做的事情。用密封的方法，我们可以用模块来解决问题，我们可以在密封前向内核里插入我们想要的模块，在密封后我们就不可以在内核里插入或是删除任何模块。

    1、用LIDS密封内核

    为了密封内核，我们可以用下面的LIDS命令


#lidsadm –I -- -CAP_xxx….

    它们可以放到脚本里让系统启动的时候就执行它。具体你们可以看我以前在linuxbyte和chinabyte发表的文章。LIDS是通过/proc/sys/lids/locks和内核通讯的。


    当你密封了内核，lidsadm是调用lidsadm.c的lids_init()的调用。


#define LIDS_LOCKS "/proc/sys/lids/locks"

......

void lids_init(int optind, int argc, char *argv[])

{

......

if ((fd=open(LIDS_LOCKS,O_RDWR)) == -1) {

perror("open");

exit_error (2, "can@#t open " LIDS_LOCKS);

}

if (read(fd,&locks,sizeof(lids_locks_t))==-1) {

perror("read");

exit_error (2, "can@#t read " LIDS_LOCKS);

}


lids_set_caps(optind,argc,argv,&locks);


locks.magic1=LIDS_MAGIC_1;

.........


if (write(fd,&locks,sizeof(lids_locks_t))==-1) {

perror("write");

exit_error (2, "can@#t write " LIDS_LOCKS);

}

.....

}


    这个系统调用在LIDS_LOCKS生成新的变量loks，内核会通过lids_proc_locks_sysctl()命令来读取它。Lids_proc_locks_sysctl也会从用户区完全检查并读取它，然后改变密封的变量lids_first_time为0。


    让我们看看lids_proc_locks_sysctl().这个函数会在用户读写/proc/sys/lids/locks的时候调用。

int lids_proc_locks_sysctl(ctl_table *table, int write, struct file *filp,

void *buffer, size_t *lenp, int conv, int op)

{

...........

　

/* first: check the terminal and the program which aclearcase/" target="_blank" >ccess the sysctl */

#ifndef CONFIG_LIDS_REMOTE_SWITCH

if (current->tty && (current->tty->driver.type != 2) ) {

lids_security_alert("Try to %s locks sysctl (unauthorized terminal)",

write ? "write" : "read");

return -EPERM;

}

#endif

........

/* second: check wether it is not a timeout period after two many failed attempts */

.......

if (write) {

/* Third : check what is submitted (size, magics, passwd) */

if (*lenp != sizeof(lids_locks_t)) {

lids_security_alert("Try to feed locks sysctl with garbage");

return -EINVAL;

}

if (copy_from_user(&locks,buffer,sizeof(lids_locks_t)))

return -EFAULT;

.......

if ((lids_first_time) && (!locks.passwd[0])) {

.........

number_failed=0;

if (lids_process_flags(locks.flags)) {

cap_bset=locks.cap_bset;

lids_security_alert("Changed: cap_bset=0x%x lids_flags=0x%x",cap_t(cap_bset),lids_flags);

}

Change flag here ..--> lids_first_time=0;

.....

}

    上面的函数会在密封内核或是改变内核安全级别的时候工作。变量lids_first_time是一个表明当前密封状态的的一个标志。当改变了需要的使能位，这个标志就会置1表明当前的状态是“密封后“。


    密封内核有两个任务，首先，改变使能位，然后，改变lids_first_time标志为1。在密封后，系统就不允许改变它们了，除非你用lidsadm和密码。


    2、在密封前保护程序


    因为在密封前的状态是危险的，我们必须知道在密封前那些运行的程序是LIDS来保护的。为什么呢？因为密封后我们就不能改变它们了。如果文件没有被保护，一些人就可以改变他们然后重新启动，这些程序可能对系统非常危险。让我们来看看在没有密封前一个运行的非保护程序的代码。

int do_execve(char * filename, char ** argv, char ** envp, struct pt_regs * regs)

{

..........

#ifdef CONFIG_LIDS_SA_EXEC_UP

if (lids_first_time && lids_load) {

if (!lids_check_base(dentry,LIDS_READONLY))

#ifdef CONFIG_LIDS_NO_EXEC_UP

lids_security_alert("Try to exec unprotected program %s before sealing LIDS",filename);

if (dentry)

dput(dentry);

return -EPERM;

#else

lids_security_alert("Exec@#ed unprotected program %s before sealing LIDS",filename);

#endif

}

}

#endif

......

}

    你会看到当LIDS保护系统开启（lids_load==1）和当前系统没有密封（lids_firest_time 为1）的时候，内核就会检查当前程序是否在LIDS的lids_check_base()保护下。如果没有被保护，它就会启动报警信息。


六、LIDS与Capability

    1、Capability是一套来表明一个进程可以做为什么的位标志。在LIDS，我们可以用capability的限制来限制所有的进程。

    在/include/linux/capability.h


typedef struct __user_cap_header_struct {

__u32 version;

int pid;

} *cap_user_header_t;

typedef struct __user_cap_data_struct {

__u32 effective;

__u32 permitted;

__u32 inheritable;

} *cap_user_data_t;

#ifdef __KERNEL__

/* #define STRICT_CAP_T_TYPECHE

#ifdef STRICT_CAP_T_TYPECHECKS

typedef struct kernel_cap_struct {

__u32 cap;

} kernel_cap_t;

#else

typedef __u32 kernel_cap_t;

#endif

kernel_cap_t cap_bset = CAP_FULL_SET;

    在kernel_ap_t的每一位都代表一个许可。Cap_bset是capability集的主要部分。它们的值可以通过改变/proc/sys/kernel/cap-bound来改变。


    看看上面的文件，你就会发现一些问题。

　

/* in include/linux/capability.h */

/* In a system with the [_POSIX_CHOWN_RESTRICTED] option defined, this

overrides the restriction of changing file ownership and group

ownership. */

#define CAP_CHOWN 0

/* Override all DAC access, including ACL execute access if

[_POSIX_ACL] is defined. Excluding DAC access covered by

CAP_LINUX_IMMUTABLE. */

#define CAP_DAC_OVERRIDE 1

/* Overrides all DAC restrictions regarding read and search on files

and directories, including ACL restrictions if [_POSIX_ACL] is

defined. Excluding DAC access covered by CAP_LINUX_IMMUTABLE. */

#define CAP_DAC_READ_SEARCH 2

.........

    每一个任务（进程）在结构task_struct定义了三个成员：cap_effective,cap_inheritable,cap_permitted.我们已经有了一个用来表明基本capability的变量cap_bset。它们会检测这个系统并确定那种capability用来控制系统。

    在内核实现的大部分系统调用会调用函数capable() (在kernel/sched.c)。然后会调用cap_raised() (在/include/linux/capability.h)。如下：

#ifdef CONFIG_LIDS_ALLOW_SWITCH

#define cap_raised(c, flag) ((cap_t(c) & CAP_TO_MASK(flag)) && ((CAP_TO_MASK(flag) & cap_bset) || (!lids_load) || (!lids_local_load)))

#else

#define cap_raised(c, flag) (cap_t(c) & CAP_TO_MASK(flag) & cap_bset)

#endif

    你会看到这里的cap_bset(一般默认都是1)是很重要的。如果有人在那里把一些位置0，capability就可以会禁止整个系统。如，18 位的CAP_SYS_CHROOT, 如果我们把他置0，表明我们就不能用chroot（）了。

    如果你看到sys_chroot的源代码，你就发现很多问题了：

if (!capable(CAP_SYS_CHROOT)) {

goto dput_and_out;

}

    capable()会返回0，在位18为0，这样chroot就会给用户返回一个错误信息。

    2、在LIDS里的capability

    LIDS用capability来限制整个动作进程。LIDS用的函数是capable（）。在内核代码中已经存在的许多capable（）里。我们可以禁止一些当前系统默认的capability并且在用户违反LIDS定义的规则的时候报警。

    至于管理员，他们也可以用lidsadm和密码来改变capability。当内核授权用户的时候，capability变量cap_bset 就会改变。

    作为管理员一个需要理解的重要东西是每一个capability的意思。然后，在密封内核的时候禁止capability，并用密码来改变它们。

原文转自：http://www.ltesting.net