Linux系统保证安全的必要措施

作为一种开放源代码的操作系统，Linux服务器以其安全、高效和稳定的显著优势而得以广泛的应用。随着而来的就是——Linux系统的安全问题。

本篇博客主要围绕Linux系统的安全问题：
一、账号安全控制；
二、系统引导和登录控制；
三、弱口令检测、端口扫描。

一、账号安全控制

用户账号是计算机使用者的身份凭证或标识，每个要访问系统资源的人，必须凭借其用户账号才能进入计算机。在Linux系统中，提供了多种机制来确保用户账号的正当、安全地使用。

1.基本（必要）的安全措施

（1）系统账号的清理

在Linux系统中，除了用户手动创建的各种账号之外，还包括随系统或程序安装过程而产生的其他大量的系统账号。除了超级用户root之外，其他大量账号只是用来维护系统运行服务进程，一般情况是绝不允许登录系统的，因此也被称为非登录用户账号。

常见的非登录用户账号的登录shell通常是/sbin/nologin，表示禁止终端登录，应确保不被认为改动，比如：

[root@localhost ~]# grep "/sbin/nologin" /etc/passwd
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin
lp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin
mail:x:8:12:mail:/var/spool/mail:/sbin/nologin
operator:x:11:0:operator:/root:/sbin/nologin
games:x:12:100:games:/usr/games:/sbin/nologin
ftp:x:14:50:FTP User:/var/ftp:/sbin/nologin
                 ………………                     //省略部分内容

各种非登录用户账号中，还有相当一部分是很少用到的，比如games。这些用户账号被称为冗余账号（建议删除）。除此之外，还有一些随应用程序安装的用户账号，若卸载应用程序后未能自动删除，则需管理员手动将其删除。

对于Linux服务器中长期不用的用户账号，若无法确定是否应该删除，可以暂时将其锁定。比如：

[root@localhost ~]# usermod -L q1                                  //锁定账号
[root@localhost ~]# passwd -S q1                                   //查看账号状态
q1 LK 2019-08-27 0 99999 7 -1 (密码已被锁定。)
[root@localhost ~]# usermod -U q1                                 //解锁账号
[root@localhost ~]# passwd -S q1
q1 PS 2019-08-27 0 99999 7 -1 (密码已设置，使用 SHA512 算法。)

如果服务器中的用户账号已经固定，不再进行修改，还可以采取锁定账号配置文件的方法，进一步保障账号的安全性。比如：

[root@localhost ~]# chattr +i /etc/passwd /etc/shadow                      //锁定文件
[root@localhost ~]# lsattr /etc/passwd /etc/shadow                          //查看为锁定的状态
----i----------- /etc/passwd
----i----------- /etc/shadow
[root@localhost ~]# chattr -i /etc/passwd /etc/shadow                     //解锁文件
[root@localhost ~]# lsattr /etc/passwd /etc/shadow                         //查看为解锁的状态
---------------- /etc/passwd
---------------- /etc/shadow

在账号文件被锁定的情况下，其内容将不允许被修改。因此也就无法添加、删除账号，也不能更改用户的密码、登录shell、宿主目录等属性信息。

[root@localhost ~]# chattr +i /etc/passwd /etc/shadow
[root@localhost ~]# lsattr /etc/passwd /etc/shadow
----i----------- /etc/passwd
----i----------- /etc/shadow
[root@localhost ~]# useradd a1
useradd：无法打开 /etc/passwd

（2）密码安全控制

在不安全的网络环境中，为了降低密码被猜出或被暴力破解的风险，用户应养成定期修改密码的习惯，避免长期使用同一个密码。管理员可以在服务器端限制用户密码的最大有效天数，对于密码已过期的用户，登录时被要求重新设置密码，否则将拒绝登录。

以下操作可以将密码的有效期设为30天：

[root@localhost ~]# vim /etc/login.defs            //适用于修改完文件新建的用户
                    ………………                               //省略部分内容
PASS_MAX_DAYS   30                                   //默认存在，修改即可
[root@localhost ~]# chage -M 30 q1                //适用于已经存在的q1用户

在某些特殊情况下，如要求批量创建用户初次登录时必须自设密码。比如：

[root@localhost ~]# chage -d 0 q1                    //新建的用户、已存在的用户都适用
Localhost login：q1
password：
You are required to change your password immediately (root enforced)
WARNING: Your password has expired.
You must change your password now and login again!
更改用户 q1 的密码 。
为 q1 更改 STRESS 密码。
（当前）UNIX 密码：

（3）命令历史、自动注销

Shell环境的命令历史机制为用户提供了极大的便利，但另一方面也给用户带来了潜在的风险，只要获得用户的命令历史文件，该用户的命令操作过程将会一览无遗，如果曾经在命令行输入了明文的密码，则会给服务器带来巨大的风险。

Bash终端环境中，历史命令的记录条目是由变量HISTSIZE控制，默认是1000条，通过修改其配置文件，可以影响系统中的所有用户。比如：

[root@localhost ~]# vim /etc/profile                //适用于新登录的用户
                     …………                                   //省略部分内容，添加以下内容
HISTSIZE=200
[root@localhost ~]# export HISTSIZE=200  
//适用于当前用户，export的作用：将一个变量设置为全局变量

除此之外，还可以修改用户宿主目录中的~/.bash_logout文件，添加情况历史命令的操作语句：

[root@localhost ~]# vim ~/.bash_logout                  //打开配置文件，添加以下内容
history -c                                                                  //清空历史命令
clear                                                                        //清屏

这样，当用户退出已登录Bash环境后，所记录的历史命令将自动清空。

Bash终端环境中，还可以设置一个闲置超时时间，当超过指定的时间见没有任何输入时自动注销终端，这样可以有效避免当管理员不在时其他人员对服务器的误操作风险，闲置超时由变量TMOUT来控制，默认单位为秒（s）。

[root@localhost ~]# vim /etc/profile                //适用于新登录的用户
                     …………                                   //省略部分内容，添加以下内容
export TMOUT=600
[root@localhost ~]# export TMOUT=600      //适用于当前用户

注意：当正在执行程序代码编译时，修改系统配置等耗时较长的操作时，应避免设置TMOUT变量。必要时可以使用“unset TMOUT”命令取消TMOUT变量设置。

2.用户切换与提权

大多数Linux服务器并不建议用户直接以root用户进行登录，一方面可以大大减少因误操作而导致的破坏；另一方面也降低了特权密码在不安全的网络中被泄露的风险。针对这些原因，需要为普通用户提供一种身份或权限提升机制，以便在必要的时候执行管理任务。

Linux系统为我们提供了su、sudo两种命令，其中su命令主要用来切换用户，而sudo命令用来提升执行权限。

（1）su命令——切换用户

使用su命令，可以切换为指定的另一个用户，从而具有该用户的所有权限。当然，切换时需要对目标用户的密码进行验证（从root用户切换为其他用户时除外）。例如：

[root@localhost ~]# su - xiaoli
[xiaoli@localhost ~]$ su - root
密码：                                                          //输入用户root密码
[root@localhost ~]#                                     //验证成后获得root权限

上述命令中，选项“-”等同于“--login”或“-l”，表示切换用户后进入目标用户的登录shell环境，若不添加“-”选项，则表示仅切换身份，不切换用户环境。对于切换为root用户的情况时，“root”可以省略。

默认情况下，任何用户都允许使用su命令。从而有机会反复尝试其他用户（如root）的登录密码。这样带来了很大的安全风险，为了加强su命令的使用控制，可以借助于pam_wheel认证模块，只允许极个别用户可以使用su命令进行切换。实现过程：

[root@localhost ~]# gpasswd -a xiaoli wheel
//正在将用户“xiaoli”加入到“wheel”组中
[root@localhost ~]# grep "wheel"  /etc/group
wheel:x:10:xiaoli
[root@localhost ~]# vim /etc/pam.d/su
auth            sufficient      pam_rootok.so                              //默认存在
                 …………                                                             //省略部分内容
auth            required        pam_wheel.so use_uid               //默认存在，去掉“#”号即可！
                 …………                                                             //省略部分内容

启用pam_wheel认证后，未加入wheel组内的其他用户将无法使用su命令，尝试进行切换时，将提示“拒绝权限”，从而将切换用户的权限控制在最小范围内。

[xiaozhang@localhost ~]$ su - root
密码：                                                                   //不论密码正确与否，都将提示拒绝权限
su: 拒绝权限

对用户的任何操作（添加、删除、切换）等操作都将记录在/var/log/secure 文件中，根据需要即可进行查看。

（2）sudo命令——提升执行权限

通过su命令可以非常方便地切换到另一个用户，但是前提条件是必须知道目标用户的登录密码（从root用户切换为其他用户时除外），从任意用户切换至root用户就必须得知道root用户的密码。对于生产环境中的Linux服务器，root用户的密码，知道的人，越少越好，否则就会存在巨大的风险。

有一种方法，既可以让普通用户拥有一部分的管理权限，又不需要知道root用户的密码，那就是使用——sudo命令。

使用sudo命令皆可以提升执行权限。不过，需要由管理员预先执行授权，指定哪些用户以超级用户（或其他用户）的身份来执行哪些命令。

1）在配置文件/etc/sudoers中添加授权

sudo机制的配置文件为/etc/sudoers，文件的默认权限是400，需使用专门的visudo工具进行编写，虽然可以通过“vim”进行编辑，但是保存时必须执行“：w!”命令强制操作，否则系统将提示只读文件而拒绝保存。

配置文件/etc/sudoers中，授权记录的基本配置格式：

用户    主机名列表=命令程序列表

授权配置主要包括用户、主机、命令三个部分，即授权哪些人在哪些主机上执行哪些命令。各部分的具体含义：

用户：直接授权指定的用户名，或者采用“%组名”的方式（授权一个组的所有用户）；
主机：使用此配置文件的主机名称。此部分主要是方便在多个主机间共用一份sudoers文件，一般设置为localhost或实际的主机名即可；
命令：允许授权的用户通过sudo方式制定的特权命令，需填写命令程序的完整路径，多个命令执行用逗号“，”进行分隔；

典型的sudo配置记录中，每行对应一个用户或组的sudo授权配置。比如：

[root@localhost ~]# visudo
                              ………………             //省略部分内容
xiaozhang       localhost=/sbin/ifconfig    //允许用户xiaozhang在本机使用ifconfig命令
%wheel  ALL=NOPASSWD:ALL            //允许wheel组中的成员在任意主机上不需要使用密码即可执行任意命令

当使用相同授权的用户较多，或者授权的命令较多时，可以采用集中定义的别名。用户、主机、命令部分都可以定义为别名（必须为大写）分别通过关键字User_Alias、Host_Alias、Cmnd_Alias来进行设置。比如：

[root@localhost ~]# visudo
                              ………………             //省略部分内容
User_Alias      OPERATORS=user1,user2,user3                 //定义用户名列表
Host_Alias      MAILSVRS=smtp,pop                                   //定义主机列表
Cmnd_Alias      PKGTOOLS=/bin/rpm,/usr/bin/yum            //定义命令列表
OPERATORS       MAILSVRS=PKGTOOLS                       //使定义的列表全部关联起来

sudo配置记录的命令部分允许使用通配符“*”、取反符号“！”，当需要授权某个目录下的所有命令或取消其中个别命令时特别有用。比如：

[root@localhost ~]# visudo
                              ………………             //省略部分内容
xiaowang        localhost=/bin/*,!/bin/passwd root  
//允许xiaowang用户在本机使用/bin路径下的所有命令，但是不允许给root用户修改密码

通常情况下，通过sudo方式执行的操作并不记录，若要启用sudo日志记录以备查看，应该这么做：

[root@localhost ~]# visudo
                              ………………             //省略部分内容
Defaults logfile="/var/log/sudo"

2）通过sudo执行特权命令

对于已获得授权的用户，通过sudo方式执行特权命令时，只需在正常的命令前加“sudo”即可！

[xiaosun@localhost ~]$ sudo ifconfig ens33 192.168.1.1/24

We trust you have received the usual lecture from the local System
Administrator. It usually boils down to these three things:

    #1) Respect the privacy of others.
    #2) Think before you type.
    #3) With great power comes great responsibility.

[sudo] password for xiaosun: 
xiaosun 不在 sudoers 文件中。此事将被报告。
//因为xiaosun没获得特权命令的授权
[xiaozhang@localhost ~]$ ifconfig ens33 192.168.1.1/24
SIOCSIFADDR: 不允许的操作
SIOCSIFFLAGS: 不允许的操作
SIOCSIFNETMASK: 不允许的操作
[xiaozhang@localhost ~]$ sudo ifconfig ens33 192.168.1.1/24

We trust you have received the usual lecture from the local System
Administrator. It usually boils down to these three things:

    #1) Respect the privacy of others.
    #2) Think before you type.
    #3) With great power comes great responsibility.

[sudo] password for xiaozhang:                 
//执行命令时需要输入自己的密码进行验证（如果不希望输入密码应在命令前添加“NOPASSWD”）
//xiaozhang 可以使用特权命令（已经获得授权）

在当前会话中，第一次通过sudo执行命令时，必须知道用户本身的密码（并不是root的密码）进行验证，此后再使用sudo命令时，只要与前一次sudo操作的间隔时间不超过5分钟，则不需要重复验证。

若想查看用户自己获得哪些特权命令、环境变量，可以执行“sudo -l”命令。

[xiaozhang@localhost ~]$ sudo -l
[sudo] password for xiaozhang: 
匹配此主机上 xiaozhang 的默认条目：
    !visiblepw, always_set_home, env_reset, env_keep="COLORS DISPLAY HOSTNAME
    HISTSIZE KDEDIR LS_COLORS", env_keep+="MAIL PS1 PS2 QTDIR USERNAME LANG
    LC_ADDRESS LC_CTYPE", env_keep+="LC_COLLATE LC_IDENTIFICATION
    LC_MEASUREMENT LC_MESSAGES", env_keep+="LC_MONETARY LC_NAME LC_NUMERIC
    LC_PAPER LC_TELEPHONE", env_keep+="LC_TIME LC_ALL LANGUAGE LINGUAS
    _XKB_CHARSET XAUTHORITY", secure_path=/sbin\:/bin\:/usr/sbin\:/usr/bin,
    logfile=/var/log/sudo

用户 xiaozhang 可以在该主机上运行以下命令：
    (root) /sbin/ifconfig
//查看已经授权的用户
[root@localhost ~]# su - xiaosun
上一次登录：二 8月 27 21:41:40 CST 2019pts/0 上
[xiaosun@localhost ~]$ sudo -l
[sudo] password for xiaosun: 
对不起，用户 xiaosun 不能在 localhost 上运行 sudo。
//查看为授权的用户

如果启用sudo日志，则可以查看用户sudo的操作记录。

[root@localhost ~]# tail /var/log/sudo
Aug 27 21:41:07 : xiaoli : TTY=pts/0 ; PWD=/home/xiaoli ; USER=root ;
    COMMAND=/sbin/ifconfig ens33 192.168.1.1/24
Aug 27 21:42:53 : xiaozhang : TTY=pts/0 ; PWD=/home/xiaozhang ; USER=root ;
    COMMAND=/sbin/ifconfig ens33 192.168.1.1/24

二、系统引导和登录控制

在互联网环境中，大部分服务器是通过远程登录的方式来进行管理的，而本地引导和终端登录往往容易被忽视，从而留下安全隐患。特别是当服务器所在的机房环境却反严格、安全的管理制度时，如何防止其他用户的非法介入就成为必须重视的问题。

1.开关机安全控制

对于服务器主机，除了物理上的安全防护之外。在开关机安全控制方面，除了要做好物理安全防护以外，还要做好系统本身的一些安全措施。

（1）调整BIOS引导设置

• 将第一引导设备设为当前系统所在硬盘；
• 禁止从其他设备（光盘、U盘、网络）引导系统；
• 将安全级别设为setup，并设置管理员密码；

（2）禁止ctrl+Alt+Del快捷键重启

快捷键重启功能为服务器本地维护提供了方便，但对于多终端登录的Linux服务器，禁用此功能是比较安全的选择。操作如下：

[root@localhost ~]# cat /etc/inittab                 //查看提供ctrl+Alt+Del快捷键的文件
                                ………………                 //省略部分内容
# Ctrl-Alt-Delete is handled by /usr/lib/systemd/system/ctrl-alt-del.target
[root@localhost ~]# ll /usr/lib/systemd/system/ctrl-alt-del.target 
lrwxrwxrwx. 1 root root 13 7月  14 18:54 /usr/lib/systemd/system/ctrl-alt-del.target -> reboot.target
//查看得知它是reboot.target文件的软连接

不影响reboot.target文件的前提下执行以下命令即可禁用ctrl+Alt+Del快捷键

[root@localhost ~]# systemctl mask ctrl-alt-del.target                                  //注销ctrl+Alt+Del服务
Created symlink from /etc/systemd/system/ctrl-alt-del.target to /dev/null.
[root@localhost ~]# systemctl daemon-reload                                             //重新加载systemd配置
[root@localhost ~]# systemctl unmask ctrl-alt-del.target                             //重新开启ctrl+Alt+Del服务
Removed symlink /etc/systemd/system/ctrl-alt-del.target.
[root@localhost ~]# systemctl daemon-reload                                            //重新加载systemd配置  

（3）限制更改GRUB引导参数

从系统安全的角度来看，如果人很都能够修改GRUB引导参数，对服务器本身显然是一个极大的安全隐患。为了加强对引导过程的安全控制，可以为GRUB菜单设置一个密码，只有提供正确的密码才被允许修改引导参数。
为GRUB菜单设置的密码建议采用“grub2-mkpasswd-pbkdf2 ”命令生成。
为GRUB菜单设置的密码建议采用“grub2-mkpasswd-pbkdf2 ”命令生成。

[root@localhost ~]# grub2-mkpasswd-pbkdf2                              //根据提示输入密码
输入口令：
Reenter password: 
PBKDF2 hash of your password is 
//“is”之后是经过加密的密码字串符（由于限制，不可发布）
[root@localhost ~]# cp /boot/grub2/grub.cfg /boot/grub2/grub.cfg.bak
[root@localhost ~]# cp /etc/grub.d/00_header /etc/grub.d/00_header.bak
//建议做个备份（实验环境，无所谓）
[root@localhost ~]# vim /etc/grub.d/00_header                 //这是通过密钥工具生成密码的配置文件
                   ……………………                         //省略部分内容
cat << EOF
set superusers="root"                                      //设置用户名
password_pbkdf2 root                                    
//填写刚才通过密钥工具生成的密钥文件（就是刚才生成密钥文件“is”之后的内容，由于限制不可发布）
//设置用户名的密码 
EOF
[root@localhost ~]# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
//重新生成配置文件

重新计算机测试，按“e”键进入GRUB菜单时，将提示：

输入正确的用户名和密码方可进入（实验用的是 root，跟系统中的root没有任何关系）！

2.终端及登录控制

（1）限制root用户的登录

在Linux系统中，login程序会读取/etc/securetty文件，以决定root用户从哪些终端上登录系统。

[root@localhost ~]# vim /etc/securetty 
                   ……………………                  //省略部分内容
#tty5
#tty6
//禁止root用户从tty5、tty6登录系统

（2）禁止普通用户登录

当服务器正在进行备份或调试等维护工作时，可能不希望再有新的用户登录系统，这时，只需建立/etc/nologin空文件即可；反之则允许普通用户登录。

[root@localhost ~]# touch /etc/nologin                //禁止普通用户登录
[root@localhost ~]# rm -rf /etc/nologin                //允许普通用户登录

注意：仅建议在服务器维护期间、测试期间使用！

三、弱口令检测、端口扫描

本次实验使用的安全工具是——John the Ripper和NMAP。
John the Ripper工具网盘链接：https://pan.baidu.com/s/1HQNCPFnKNBQWmjSNSEZ7_Q
提取码：q1b0
NMAP工具使用yum安装即可！

1.弱口令检测工具——John the Ripper

对于任何一个承担着安全责任的管理员，及时找出这些弱口令是非常必要的，这样便于采取进一步的安全措施（修改口令）。

John the Ripper是一款开源的密 码 破 解 工具，能够在已知密文的情况下快速分析出明文的密码字串，支持DES、MD5等多种加密算法，而且允许使用字典进行破解。

（1）安装John the Ripper

[root@localhost ~]# tar zxf john-1.8.0.tar.gz -C /usr/src
[root@localhost ~]# cd /usr/src/john-1.8.0/
[root@localhost john-1.8.0]# ls
doc  README  run  src
//doc目录是手册文档、README是链接的说明文件、run是运行程序、src是源码文件
[root@localhost john-1.8.0]# cd src
[root@localhost src]# make clean linux-x86-64
//通过这种方式进行编译
[root@localhost src]# cd ../run
[root@localhost run]# ls
ascii.chr   john       lm_ascii.chr  makechr       relbench  unique
digits.chr  john.conf  mailer        password.lst  unafs     unshadow
//确认有john可执行程序产生

（2）检测弱口令账号

以实验环境Linux系统为例（如果检测别的密文文件，可以复制一份到本地）：

[root@localhost run]# ./john /etc/shadow
Loaded 6 password hashes with 6 different salts (crypt, generic crypt(3) [?/64])
Press 'q' or Ctrl-C to abort, almost any other key for status
123456           (user1)
123456           (xiaowang)
123456           (xiaosun)
123456           (xiaoli)
123456           (xiaozhang)
………………              按Ctrl+C组合键终止后续过程
//密码破译需要时间，需耐心等待

（3）使用密码字典进行破解

[root@localhost run]# :>john.opt
//情况已破解的账户列表，以便重新分析、破解
[root@localhost run]# ./john --wordlist=./password.lst /etc/shadow
//使用工具本身自带的密码字典进行破解
Loaded 6 password hashes with 6 different salts (crypt, generic crypt(3) [?/64])
Press 'q' or Ctrl-C to abort, almost any other key for status
123456           (user1)
123456           (xiaowang)
123456           (xiaosun)
123456           (xiaoli)
123456           (xiaozhang)
………………              按Ctrl+C组合键终止后续过程

2.网络扫描工具——NMAP

（1）安装NMAP软件包

[root@localhost ~]# yum -y install nmap

（2）扫描语法及类型

nmap  [扫描类型]  [选项]  <扫描目标 ...>

常用的选项有：
“-p”用来指定扫描的端口信息；
“-n”表示禁用反向DNS解析（加快扫描速度）；

常用的几种扫描类型，如图：

（3）扫描操作示例

[root@localhost ~]# nmap 127.0.0.1
//扫描本机开启的TCP端口
[root@localhost ~]# nmap -sU 127.0.0.1
//扫描本机开启的UDP端口
[root@localhost ~]# nmap -p 21 192.168.1.0/24
//扫描192.168.1.0网段中哪些主机提供了FTP服务
[root@localhost ~]# nmap -n -sP 192.168.1.0/24
//扫描192.168.1.0网段存活的主机（可以ping通）
[root@localhost ~]# nmap -p 139,445 192.168.1.0/24
//扫描192.168.1.0网段中开启共享服务的主机

可以根据实际的需求更换不同的选项！