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linux下的入侵监测系统LIDS原理(2)

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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。

来源:zdnet整理 2010年6月6日

关键字: 网络入侵 入侵检测 linux安全

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  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。

  5.1 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, "cant open " LIDS_LOCKS);

  }

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

  perror("read");

  exit_error (2, "cant 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, "cant 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 access 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。

  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("Execed 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

  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。

  6.2.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。

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