Linux内核中的强制访问控制系统

Linux内核中的强制访问控制系统

AppArmor
因为最近在研究OJ(oline judge)后台的安全模块的实现,所以一直在研究Linux下沙箱的东西,同时发现了Apparmor可以提供访问控制。
AppArmor(Application Armor)是Linux内核的一个安全模块,AppArmor允许系统管理员将每个程序与一个安全配置文件关联,从而限制程序的功能。简单的说,AppArmor是与SELinux类似的一个访问控制系统,通过它你可以指定程序可以读、写或运行哪些文件,是否可以打开网络端口等。作为对传统Unix的自主访问控制模块的补充,AppArmor提供了强制访问控制机制,它已经被整合到2.6版本的Linux内核中。
目前Ubuntu已自带了Apparmor, 可以在手册中获得相应的资料。文章是从很多英文资料中整理总结出来的,可能会有不准确的地方,请各位见谅。
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一、与程序绑定的访问控制
Apparmor提供的访问控制是与程序绑定的:

AppArmor's unique security model is to bind access control attributes to programs rather than to users.

假设有一个可执行文件的路径为/home/lei/demoexe,如果要用Apparmor对其进行访问控制的话,就要新建一个配置文件(后面我再讲怎么写这个配置文件),文件名为home.lei.demoexe,并把这个配置文件放到Apparmor专门放置配置文件的目录下(/etc/apparmor.d)。所以每一个可执行文件都是与一个配置文件绑定的,因此如果修改demoexe的文件名的话,配置文件将失效。

二、两种工作模式
Apparmor有两种工作模式:enforcement、complain/learning
Enforcement – 在这种模式下,配置文件里列出的限制条件都会得到执行,并且对于违反这些限制条件的程序会进行日志记录。
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Complain – 在这种模式下,配置文件里的限制条件不会得到执行,Apparmor只是对程序的行为进行记录。例如程序可以写一个在配置文件里注明只读的文件,但Apparmor不会对程序的行为进行限制,只是进行记录。
那既然complain不能限制程序,为什么还需要这种模式呢,因为——如果某个程序的行为不符合其配置文件的限制,可以将其行为记录到系统日志,并且可以根据程序的行为,将日志转换成配置文件。
当然我们可以随时对配置文件进行修改,选择自己需要的模式。

三、访问控制与资源限制等
Apparmor可以对程序进行多方面的限制,这里我只介绍自己用到的。
(1)文件系统的访问控制
Apparmor可以对某一个文件,或者某一个目录下的文件进行访问控制,包括以下几种访问模式:

r

Read mode

w

Write mode (mutually exclusive to a)

a

Append mode (mutually exclusive to w)

k

File locking mode

l

Link mode

linkfile->target

Link pair rule (cannot be combined with other access modes)

可读、可写、可扩展、可链接等(还有可执行x在表中没有列出)……
在配置文件中的写法:
如 /tmp r, (表示可对/tmp目录下的文件进行读取)
注意一点,没在配置文件中列出的文件,程序是不能访问的,这有点像白名单。

(2)资源限制
Apparmor可以提供类似系统调用setrlimit一样的方式来限制程序可以使用的资源。要限制资源,可在配置文件中这样写:

set rlimit [resource] <= [value],

其resource代表某一种资源,value代表某一个值,
要对程序可以使用的虚拟内存做限制时,可以这样写:

set rlimit as<=1M, (可以使用的虚拟内存最大为1M)

注意:Apparmor可以对程序要使用多种资源进行限制(fsize,data,stack,core,rss,as,memlock,msgqueue等),但暂不支持对程序可以使用CPU时间进行限制。(现在OJ一般都对ACMer提交的程序的运行时间有严格的限制,所以要将Apparmor用于OJ后台安全模块,必须自己另外实现对CPU时间的限制。)

(3)访问网络
Apparmor可以程序是否可以访问网络进行限制,在配置文件里的语法是:

network [ [domain] [type] [protocol] ]

了解网络编程的应该知道domain、type和protocol是什么。
要让程序可以进行所有的网络操作,只需在配置文件中写:
network,
要允许程序使用在IPv4下使用TCP协议,可以这样写:
network inet tcp,

(4)capability条目

Capability statements are simply the word capability followed by the name of the POSIX.1e capability as defined in the capabilities(7) man page.

在linux的手册页里面有一个capablities列表,apparmor可以限制程序是否可以进行列表里的操作,如:
capability setgid,(允许程序进行setgid操作)

四、配置文件的编写
前面提到,编写完配置文件后,要把文件放到/etc/apparmor.d这个目录下,其实有更方便的方法,直接在命令行里面用:

sudo genprof [filename]

就可以为指定的程序创建一个配置文件,并把它放到该目录。
Linux内核中的强制访问控制系统

建立的配置文件内容如下:

# Last Modified: Fri Feb 1 20:06:09 2013 #include <tunables/global>
/home/lei/apparmor-helper/demoexe {
#include <abstractions/base> }

注意,该文件默认使用enforcement模式,要修改模式,只需将配置文件改为:

# Last Modified: Fri Feb 1 20:06:09 2013 #include <tunables/global>
/home/lei/apparmor-helper/demoexe flags=(complain){
#include <abstractions/base> }

红字前面的部分是文件的路径,作用是为这个配置文件绑定某个程序。
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好,那接下来就可以在配置文件中添加相应的内容,在大括号中加上:

/home/lei/apparmor-helper/data rw,
set rlimit stack<=1M,

然后再执行命令:

sudo /etc/init.d/apparmor reload

就可以重新加载配置文件,使配置文件生效。

注意如果配置文件中语法有错误的话会加载失败。
这篇文章只是我在使用apparmor过程中的一点小总结,并不完善,例如配置文件还有很多细节我没提到,有一些工具可以比较方便地管理配置文件我也没提到,大家要研究apparmor的话还是要查阅其他更详细的资料。

分类:默认分类 时间:2015-03-05 人气:1
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