Android11编译第八弹：root用户密码设置

问题：user版本增加su 指令以后，允许切换root用户，但是，root用户默认没有设置密码，这样访问不安全。

需要增加root用户密码。

一、Linux账户管理

1.1 文件和权限

Linux一切皆文件。文件和目录都有相应的权限，权限定义的基本格式：

文件类型 所有者权限 用户组权限 其他用户权限

drwxr-xr-x   3 root root       4096 Aug 17 14:54 toolchain
drwxr-xr-x  19 root root       4096 Aug 17 14:54 tools
-rw-r--r--   1 root root   21089672 Aug 18 16:06 u28081802.log

drwxr-xr-x    toolchain 文件类型是d (文件夹) 所有者权限 rwx: 可读(r)可写(w)可执行(x)，用户组权限r-x:

可读（r）可执行（x）。文件所有者是root, 用户组是 user。更加详情内容可以参考：

一文带你学习Linux 中的文件权限概念和相关命令 - 知乎 (zhihu.com)

1.2 Linux账户系统

账号用户管理登录用户，实现访问控制。

1.2.1 id命令

id命令用于查看用户和用户所在的组信息。

安卓系统查看系统用户信息：

lahaina:/ # id
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root),1004(input),1007(log),1011(adb),1015(sdcard_rw),1028(sdcard_r),1078(ext_data_rw),
1079(ext_obb_rw),3001(net_bt_admin),3002(net_bt),3003(inet),3006(net_bw_stats),3009(readproc),3011(uhid) context=u:r:su:
s0
lahaina:/ # id root
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root) context=u:r:su:s0
lahaina:/ #

root用户uid=0, 组id=0, 所在的组root, SELinux策略上下文： u:r:su:s0

已经内置了root用户。还有其他的系统用户，shell, adb等。

lahaina:/ # id shell
uid=2000(shell) gid=2000(shell) groups=2000(shell) context=u:r:su:s0
lahaina:/ #

1.2.2 useradd命令

lahaina:/ # id root
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root) context=u:r:su:s0

useradd 命令用于创建新的用户

命令格式：useradd [-选项] 用户名

常用选项：

-u 指定用户UID，root用户的uid=0

-d 指定用户家目录，一般用户目录, /home/[用户名], 可以通过cd ~到当前用户的家目录

-c 用户描述信息

-g 指定用户基本组, 用户组信息，root的用户组

-G 指定用户附加组

-s 指定用户的shell

#创建用户指定用户UID、描述信息、附加组
[root@localhost ~]# useradd -u 1600 -c yunwei -G test xiaozhang
[root@localhost ~]# id xiaozhang
uid=1600(xiaozhang) gid=1600(xiaozhang) 组=1600(xiaozhang),1401(test)

#/sbin/nologin ：禁止用户登录系统
[root@localhost ~]# useradd -u 1800 -c test -s /sbin/nologin user8
user8:x:1800:1800:test:/home/user8:/sbin/nologin

更多信息请参考博文：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/561408502

查看用户家目录

root@ubuntu:/etc/skel# cd ~
root@ubuntu:~# pwd
/root

例如创建一个用户 test, 用户uid=4000, 组 test。

注意：如果用户组不存在，请先创建用户组

root@ubuntu:~# groupadd -g 4000 test
root@ubuntu:~# useradd -u 4000 -g test test
root@ubuntu:~# id
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root)

用户创建以后，使用id查看不存在，因为id默认只能查看系统用户。

id test能看到用户test信息。

root@ubuntu:~# id test
uid=4000(test) gid=4000(test) groups=4000(test)

1.2.3 groupadd命令

groupadd [-g gid [-o]] [-r] [-f] 组名

-g gid group’s ID 值 .除非使用 -o，

-o--non-unique 参数不然该值必须是唯一， 不可相同.数值不可为负。预设为最小不得小于500而逐次增加。 0~999 传统上是保留给系统账号使用。

-r，--system 此 参数是用来建立系统账号。的 UID 会比定义在系统档上/etc/login.defs. 的 UID_MIN 来的小.注意 useradd 此法所建立的账号不会建立使用者目录，也不会在乎纪录在 /etc/login.defs. 的定义值 . 如果你想要有使用者目录须额外指定。 -m 参数来建立系统账号。 这是 RED HAT 额外增设的选项。它会自动帮你选定一个小于999 的 gif 不需要 再加上 -g 参数。这是RED HAT 额外增设的选项。

-f，--force 新增一个已经存在的群组账号，系统会出现错误讯息然后结束groupadd .如果是这样的情况，不会新增这个群组(如果 是这个情况下，系统不会再新增一次)也可同时加上 -g，--gid GID选项当你加上一个gid，此时 gid 就不用是唯一值，可不加 -o 参数，建好群组后会显结果 .

例如：创建一个分组 test, gid=4000

root@ubuntu:~# groupadd -g 4000 test

 组：

基本组（初始组）：一个用户只允许有一个基本组

附加组（在基本组之外组）：一个用户可以允许有多个附加组

用户--->shell程序--->内核--->硬件

1.2.4 用户基本信息存储

用户的基本信息存放在/etc/passwd文件，我们通过查看/etc/passwd文件内容，

可以看到当前系统所有的用户信息。

root@ubuntu:/etc/default# cat /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
daemon:x:1:1:daemon:/usr/sbin:/usr/sbin/nologin
bin:x:2:2:bin:/bin:/usr/sbin/nologin
sys:x:3:3:sys:/dev:/usr/sbin/nologin
sync:x:4:65534:sync:/bin:/bin/sync
games:x:5:60:games:/usr/games:/usr/sbin/nologin
man:x:6:12:man:/var/cache/man:/usr/sbin/nologin
lp:x:7:7:lp:/var/spool/lpd:/usr/sbin/nologin
mail:x:8:8:mail:/var/mail:/usr/sbin/nologin
news:x:9:9:news:/var/spool/news:/usr/sbin/nologin
uucp:x:10:10:uucp:/var/spool/uucp:/usr/sbin/nologin
proxy:x:13:13:proxy:/bin:/usr/sbin/nologin
www-data:x:33:33:www-data:/var/www:/usr/sbin/nologin
backup:x:34:34:backup:/var/backups:/usr/sbin/nologin
list:x:38:38:Mailing List Manager:/var/list:/usr/sbin/nologin
irc:x:39:39:ircd:/var/run/ircd:/usr/sbin/nologin
gnats:x:41:41:Gnats Bug-Reporting System (admin):/var/lib/gnats:/usr/sbin/nologin
nobody:x:65534:65534:nobody:/nonexistent:/usr/sbin/nologin
systemd-timesync:x:100:102:systemd Time Synchronization,,,:/run/systemd:/bin/false
systemd-network:x:101:103:systemd Network Management,,,:/run/systemd/netif:/bin/false
systemd-resolve:x:102:104:systemd Resolver,,,:/run/systemd/resolve:/bin/false
syslog:x:104:108::/home/syslog:/bin/false
_apt:x:105:65534::/nonexistent:/bin/false
lxd:x:106:65534::/var/lib/lxd/:/bin/false
messagebus:x:107:111::/var/run/dbus:/bin/false
uuidd:x:108:112::/run/uuidd:/bin/false
dnsmasq:x:109:65534:dnsmasq,,,:/var/lib/misc:/bin/false
sshd:x:110:65534::/var/run/sshd:/usr/sbin/nologin
ubuntu:x:1000:1000:ubuntu,,,:/home/ubuntu:/bin/bash
systemd-coredump:x:999:999:systemd Core Dumper:/:/usr/sbin/nologin
tss:x:103:118:TPM software stack,,,:/var/lib/tpm:/bin/false
pollinate:x:111:1::/var/cache/pollinate:/bin/false
tcpdump:x:112:119::/nonexistent:/usr/sbin/nologin
landscape:x:113:120::/var/lib/landscape:/usr/sbin/nologin
fwupd-refresh:x:114:121:fwupd-refresh user,,,:/run/systemd:/usr/sbin/nologin
avahi:x:115:122:Avahi mDNS daemon,,,:/var/run/avahi-daemon:/usr/sbin/nologin
saned:x:116:124::/var/lib/saned:/usr/sbin/nologin
colord:x:117:125:colord colour management daemon,,,:/var/lib/colord:/usr/sbin/nologin
postfix:x:118:127::/var/spool/postfix:/usr/sbin/nologin
id:x:1001:1001::/home/id:/bin/sh
test:x:4000:4000::/home/test:/bin/sh
root@ubuntu:/etc/default# 

 对应，对应用户的语法格式：

用户名:密码占位符:UID:基本组GID:用户描述信息:家目录:解释器程序

root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
#每个字段含义解释：用户名:密码占位符:UID:基本组GID:用户描述信息:家目录:解释器程序
UID：0 超级用户
UID：1-499 系统伪用户，不能登录系统并且没有家目录
UID：500-65535 普通用户

root:x:0:0:root:/root:/bin/bash

root用户，密码占位符(x)，UID（0），基本组Gid(0),用户描述信息(“root”)，家目录（/root），解释器程序（/bin/bash）

1.2.5 用户密码存储

用户密码信息文件/etc/shadow

root:$6$Jj2oWJVC$Q8MdYyNNzy1q1zXP8tfHAoqc8gLNvEOMAMn90zdMnGaNurZNTVTaLNDIdjLDmjcRMAIwuEJyqZKsOVY14.i2k1:19584:0:99999:7:::
daemon:*:18484:0:99999:7:::
bin:*:18484:0:99999:7:::
sys:*:18484:0:99999:7:::
sync:*:18484:0:99999:7:::
games:*:18484:0:99999:7:::
man:*:18484:0:99999:7:::
lp:*:18484:0:99999:7:::
mail:*:18484:0:99999:7:::
news:*:18484:0:99999:7:::
uucp:*:18484:0:99999:7:::
proxy:*:18484:0:99999:7:::
www-data:*:18484:0:99999:7:::
backup:*:18484:0:99999:7:::
list:*:18484:0:99999:7:::
irc:*:18484:0:99999:7:::
saned:*:19587:0:99999:7:::
colord:*:19587:0:99999:7:::
postfix:*:19587:0:99999:7:::
id:!:19688:0:99999:7:::
test:!:19688:0:99999:7:::

以冒号“：”为分界线其含义是：

daemon:*:18484:0:99999:7:::

第一段：用户名

第二段：加密密码。*:密码加密值：口令：字段存放的是加密后的用户口令，如果为空，则对应用户没有口令，登陆时不需要口令，*代表帐号被锁定，双!!表示这个密码已经过期

那么！代表什么含义呢？

在这个上下文中，! 在加密密码的位置表示该账户的密码被锁定。用户将无法使用密码登录系统。通常，这是为了防止该用户通过密码认证的方式登录系统。这可能是因为账户已经被管理员禁用，或者是一个仅用于运行服务的系统账户，不应该被用来进行交互式登录。

密码的值的前缀代表的含义：

$6$开头的，表明是用SHA-512加密的

root:$6$Jj2oWJVC$Q8MdYyNNzy1q1zXP8tfHAoqc8gLNvEOMAMn90zdMnGaNurZNTVTaLNDIdjLDmjcRMAIwuEJy

root用户有密码，且密码储存值采用SHA-512加密后，内容是“Jj2oWJVC$Q8MdYyNNzy1q1zXP8tfHAoqc8gLNvEOMAMn90zdMnGaNurZNTVTaLNDIdjLDmjcRMAIwuEJy”

$1$表明是用MD5加密的

$2$是用Blowfish加密的

$5$是用SHA-256加密的

第三段：上次密码更改日期：最后一次修改时间：从历史的某个时刻起，到用户最后一次修改口令时的天数。时间起点对不同的系统可能不一样

第四段：0：密码更改最小天数

第五段：99999：密码更改最大天数

第六段：密码警告天数：提示你用户改密码时间，7表示7天提示

第七段：密码不活动天数：超过不活动时间将冻结用户

第八段：帐户过期日期：帐号失效时间，为空

第九段：保留字段：（为空）

test账户还没有设置密码，不允许登录系统，因为为“!”表示该账户的密码被锁定，不允许通过test账号登录。

1.2.6 password命令

passwd命令修改用户密码

语法：

passwd [选项] 用户名

选项：

-S：查询用户密码的状态，也就是 /etc/shadow 文件中此用户密码的内容。仅 root 用户可用；

-l：暂时锁定用户，该选项会在 /etc/shadow 文件中指定用户的加密密码串前添加 "!"，使密码失效。仅 root 用户可用；

-u：解锁用户，和 -l 选项相对应，也是只能 root 用户使用； --stdin：可以将通过管道符输出的数据作为用户的密码。主要在批量添加用户时使用；

-n 天数：设置该用户修改密码后，多长时间不能再次修改密码，也就是修改 /etc/shadow 文件中各行密码的第 4 个字段；

-x 天数：设置该用户的密码有效期，对应 /etc/shadow 文件中各行密码的第 5 个字段；

-w 天数：设置用户密码过期前的警告天数，对于 /etc/shadow 文件中各行密码的第 6 个字段；

-i 日期：设置用户密码失效日期，对应 /etc/shadow 文件中各行密码的第 7 个字段。

查看我们创建的test用户的密码情况

root@ubuntu:~# cat /etc/shadow | grep test
test:!:19688:0:99999:7:::
root@ubuntu:~# 

1.2.6.1 查看密码状态 

root@ubuntu:~# passwd -S test
test L 11/27/2023 0 99999 7 -1

L：密码被锁定。

"-S"选项会显示出密码状态，这里的密码修改间隔时间、密码有效期、警告时间、密码宽限时间其实分别是 /etc/shadow 文件的第四、五、六、七个字段的内容。 当然，passwd 命令是可以通过命令选项修改这几个字段的值的，

1.2.6.2 设置用户密码

设置test账户密码为test。输入密码以后，需要再次确认。

root@ubuntu:~# passwd test
New password: 
Retype new password: 
passwd: password updated successfully
root@ubuntu:~# 

设置密码成功以后，我们再看看test的密码状态。

root@ubuntu:~# cat /etc/shadow | grep test
test:$6$o24/ASQuJAKeuREZ$C6uufWweE/SlvDK18.8Gz9WoMZ5u72Wljy/gZFOYNDxONQzGJyq5NDQbPEfBtPXDQ8cSOCvczyfvAlvBTatdY.:19689:0:99999:7:::

通过test -S test查看密码状态 

root@ubuntu:~# passwd -S test
test P 11/28/2023 0 99999 7 -1

密码最近修改时间 11/28/2023， 距今密码最小更新天数为0，密码最大更改天数为9999。密码不失效(-1)。

1.2.6.3 修改密码失效天数

设置密码最大60天有效，20天更改

root@ubuntu:~# passwd -x 60 -i 20 test
passwd: password expiry information changed.
root@ubuntu:~# 
root@ubuntu:~# 
root@ubuntu:~# passwd -S test
test P 11/28/2023 0 60 7 20

设置以后看到密码60天有效，密码20天失效。

1.2.6.4 采用账号密码登录

我们创建了test账户，且设置了test密码，就可以使用test登录系统。root用户切换到普通用户不需要校验密码。

root@ubuntu:~# su test
$ 
$ su 
Password: 

可以看到登录成功。

1.2.7 查看子用户UID

root@ubuntu:/etc# cat subuid
lxd:100000:65536
root:100000:65536
ubuntu:165536:65536
id:231072:65536
test:296608:65536

/etc/subuid保存了uid信息。

/etc/subuid 文件是在支持用户命名空间(user namespaces)的Linux系统中使用的，它保存了子用户ID（subordinate user IDs）的信息。这些子用户ID用于为特定的用户分配一组额外的用户ID，这些用户ID可以在创建用户命名空间时使用，通常与容器技术（如Docker）结合使用以提供隔离和安全性。

每行的格式通常如下：

username:lower:count

• username 是系统上的用户名。
• lower 是分配给该用户的第一个子用户ID。
• count 是从 lower 开始分配的用户ID数量。

例如，如果 /etc/subuid 文件包含以下内容：

linda:100000:65536

这意味着用户 linda 被分配了从 100000 开始的 65536 个连续的用户ID，范围是 100000-165535。这些ID可以在用户命名空间中作为用户ID使用，而不会与系统上的其他用户ID冲突。

在容器化环境中，这允许容器内的进程以不同的用户ID运行，而这些用户ID在宿主机上实际上是非特权的，从而增加了安全性。这是因为即使容器内的进程以 root 用户（UID 0）运行，它在宿主机上也对应一个非特权的子用户ID，因此它不会拥有宿主机上的 root 权限。

1.2.8 查看子用户gid信息

通过/etc/subgid查看GID信息

root@ubuntu:/etc# cat subgid
lxd:100000:65536
root:100000:65536
ubuntu:165536:65536
id:231072:65536
test:296608:65536

二、增加root密码

在Android开源项目（AOSP）中，默认情况下，root用户是没有密码的。在标准的Android系统中，出于安全考虑，普通应用无法获取root权限，而且大多数设备的生产商也会锁定bootloader，防止用户刷入自定义的、具有root访问权限的系统。

如果你正在开发或定制一个Android系统，并希望为root用户设置密码，你需要在系统底层进行操作，这通常涉及到修改系统的文件系统和安全策略。这不是一个普通用户应该或能够进行的操作，而是需要相当深入的操作系统知识和对安全风险的理解。以下是一些基本的指导步骤：

1. 重新挂载文件系统为可写 - 你需要重新挂载系统分区为可写，以便修改系统文件。

   adb root
   adb remount
   

2. 修改/etc/passwd文件 - 这个文件包含了用户的密码信息。你需要给root用户设置一个密码。

   adb shell
   su
   passwd root
   

   在这个阶段，系统可能会要求你输入新的密码。

3. 重新挂载文件系统为只读 - 修改完成后，为了安全起见，你应该将系统分区重新挂载为只读。

   adb remount
   

4. 更新SELinux策略 - 如果你的设备启用了SELinux，你可能还需要更新SELinux策略以允许这些更改。

5. 确保init进程可以处理密码 - Android的启动过程可能并不支持带密码的root登录，你可能需要修改init进程或者相关的启动脚本来支持这个特性。

请注意，这些步骤可能会导致设备无法启动，或者你可能会失去对设备的访问。此外，这些更改可能会被系统更新覆盖，因此在实施任何更改之前，请确保你完全理解其后果，并且已经做好了完整的备份。

在大多数情况下，对于需要root访问的场景，推荐使用更安全的替代方法，例如使用ADB shell或者在开发者模式下运行应用，而不是直接设置root密码。如果你的目的是为了设备的安全性，那么最好的做法是保持系统的完整性和安全性，而不是引入可能的安全风险。