linux下的入侵监测系统LIDS原理 (II)
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, \"can\t open \" LIDS_LOCKS);
}
if (read(fd,&locks,sizeof(lids_locks_t))==-1) {
perror(\"read\");
exit_error (2, \"can\t 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, \"can\t 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(\"Exec\ed 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。
发布人:冰块 来自: