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Linux非root用户运行服务实践

前言

以前就知道如果Linux服务以非root的方式运行会增强系统的安全性，但如何去实践呢？

Linux安全基础

安全设计原则

  • 最小安全原则

一般应尽可能缩小权限的授予范围

技术手段

  • 用户隔离
  • rwx读写执行权限
  • capability特权权限
  • PAM体系pam_cap模块
  • ACL等

简单非root用户运行方案

一般的应用，用非root用户做隔离，对于文件仅所有者拥有读写、执行、权限，同组内和其它组的用户可以根据场景，设定合理的权限就可以完成，原则就是最小安全原则，不过多授予权限！

涉及特权的的方案

粗浅介绍

对于某些需要添加和修改系统的IP，和创建RAW套接字的应用，那么在rwx和用户隔离的基础上，需要通过setcap操作进行特权授权，但整体上玄机并不多。

可以看到rwx为整个安全控制的基础，与capability特权权限形成权限检查链条，某一环节的卡壳，就会可以造成服务不可用。

简单场景，我们依然将这些需要特权的服务部署在以用户隔离的目录下，并设定合理的rwx权限，然后以root用户身份，通过setcap操作授予特权用户目录下某(些)启动程序获得特权。

即使这些用户具有一些特权，但是，由于是非root用户，对于其它用户的文件资源，并不能偷窃，这也实现了一定程度的安全性。

特权集介绍

这个概念纠缠的原因就在于实际上区分进程特权集和文件特权集，特别在可继承特权集的设定上，完全是南辕北辙。

进程可继承特权集是南向的，面向下游进程树传播；文件可继承特权集是北向，会与上游进程的南向特权集进行相与判断。

进程/线程特权集

  • CapInh = Inheritable capabilities

决定在进程树下如何进行特权继承，注意，此处需要区分是否capabilities aware，后续进程启动二进制文件是否主动进行了setcap授权

  • CapPrm = Permitted capabilities

允许的特权集

  • CapEff = Effective capabilities

当前特权集

  • CapBnd = Bounding set

系统可用特权集

  • CapAmb = Ambient capabilities set

环境特权集，并没有通过setcap授权的连带程序如何自动获得特权的机制

文件特权集

  • e

可以生效的特权集

  • p

允许的特权集

  • i

决定是否从上游继承某些权限

对于文件通过setcap能够借助root用户授予特权属性，又可以看作Linux一切都可以看做文件的深入设计

优先级最高

相对于Ambient capabilities set的自动传播，如果某文件特殊设定了特权集，则以明确设定的为准，见特权生效算法介绍

最佳实践

在服务中存在某个根启动程序，从此启动程序可以创建出一颗进程树出来，但仅需对此根启动程序在非root用户运行时，通过setcap文件特权集进行授予权限，其它涉及的程序并不进行主动设定,通过Inheritable capabilities和Ambient capabilities set，进行进程树的特权权限的传递、传播。

与docker容器特权传递类似

弱点

相比较于对每个设计文件进行setcap授权，通过Inheritable capabilities和Ambient capabilities set进行传播特权的方式，相当于粗放管理，但是，部署会比较简便。

在恶意攻击的i情况下，攻破这个进程树的某一个进程，就可以获取到比较多的特权。

PAM的孱弱

通过pam_cap模块，PAM aware程序，例如，su、sudo程序，见/etc/pam.d/下对应的配置，启动后的进程自动获得在/etc/security/capability.conf中根据用户配置/可继承权限Inheritable capabilities。

但是，因为pam_cap模块版本的限制，并不能设置Ambient capabilities set，对于未经setcap授权二进制文件所启动的进程，并不能形成很好的权限传递和传播！

在libcap-2.58+版本支持了Ambient capabilities set的设置

pam_cap失效的一种原因

按照man中的介绍，在/etc/security/capability.conf中配置auth optional pam_cap.so并不能生效的原因是因为，配置在PAM鉴权栈中如果遭遇requisite、sufficient很早就提前返回了，并不能将配置生效！

systemd.service机制

  • AmbientCapabilities

配置字段可以考虑

参考链接

  • 整体介绍比较清楚
  • 特权生效算法介绍
  • 补充理解
  • man pam_cap
  • man pam conf
  • man service.service

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