13 Linux系统安全:多人共用服务器,如何防止别人干“坏事”? 你好,我是何为舟。

从这一讲开始,我们讨论Linux系统和应用安全。我们知道,在开发一个应用的过程中,需要涉及代码、操作系统、网络和数据库等多个方面。所以,只是了解代码安全肯定是不够的,我们还需要了解常见的基础环境和工具中的安全机制,学会通过正确地配置这些安全机制,来提升安全保障。

谈到Linux,我相信你每天都在使用Linux进行各种开发和运维操作。但是,大多数情况下,公司不会给每一个员工分配专有的Linux服务器,而是多个开发和运维共用一台Linux服务器。那么,其他员工在使用Linux服务器的时候,会不会对我们自己的数据和进程产生影响呢?另外,我在Web安全中讲过,黑客可以通过很多漏洞控制Linux服务器,那我们又该如何避免和控制黑客的破坏呢?

如何理解Linux中的安全模型?

要解决这些安全问题,我们首先要了解一个安全模型,Linux的安全模型。

我们先来看一下Linux的构成,Linux可以分为内核层和用户层。用户层通过内核层提供的操作接口来执行各类任务。

内核层提供的权限划分、进程隔离和内存保护的安全功能,是用户层的安全基础。一旦内核安全被突破(比如黑客能够修改内核逻辑),黑客就可以任意地变更权限、操作进程和获取内存了。这个时候,任何用户层的安全措施都是没有意义的。

既然Linux的内核安全这么重要,那我们是不是要在防护上付出大量的精力呢?事实上,正如我们不需要在开发应用时(尤其是使用Java这类相对高层的语言时),过多地关心操作系统相关的内容一样,我们在考虑Linux安全时,也不需要过多地考虑内核的安全,更多的是要考虑用户层的安全。所以,对于Linux内核层的安全,我们只需要按照插件漏洞的防护方法,确保使用官方的镜像并保持更新就足够了。

既然,使用最多的是用户层,那我们就来看一下,用户层的操作都有什么。

在Linux中,用户层的所有操作,都可以抽象为“主体->请求->客体”这么一个流程。比如,“打开/etc/passwd”这一操作的主体是实际的用户,请求是读,客体是/etc/passwd这个文件。

在这个过程中,Linux内核安全提供了基于权限的访问控制,确保数据不被其他操作获取。Linux用户层则需要确保权限的正确配置,这就是我开篇提到的,如何保证多人安全地共用服务器的关键,也是我们这节课需要关注的重点内容。

黄金法则是如何在Linux系统中应用的?

现在我们知道了,Linux系统安全防护的核心是正确配置用户层权限。那接下来,我们就从黄金法则的认证、授权和审计这三个方面来看一下,Linux系统是如何进行权限配置的,这其中,又有哪些值得我们重点关注的安全选项。

1.Linux中的认证机制

Linux系统是一个支持多用户的操作系统,它通过普通的文本文件来保存和管理用户信息。这其中,有两个比较关键的文件:** /etc/passwd 和

/etc/shadow 。**

我们知道,在Linux中,

/etc/passwd 是全局可读的,不具备保密性。因此,

/etc/passwd 不会直接存储密码,而是用x来进行占位。那实际的用户密码信息,就会存储到仅ROOT可读的

/etc/shadow 中。

/etc/shadow 中,除了加密后的密码,也保存了诸如密码有效天数、失效多少天告警之类的密码管理策略。我们可以通过Chage命令来对密码管理策略进行修改,比如,通过下面的Chage命令,就可以强制Test用户在60天内必须对密码进行修改。通过这样的方式,就可以降低密码泄露的可能性了。 chage -M 60 test

因为认证这个功能是由Linux内核来提供的,所以在用户层,我们需要关心的安全问题,就是弱密码导致的身份信息泄露。为了解决这个问题,在

/etc/shadow 中,我们可以制定适当的密码策略。除此之外,我们也可以通过John the Ripper,使用已知的弱密码库,来对Linux中的弱密码进行检测。下面的命令,就是使用John the Ripper检测弱密码。

unshadow /etc/passwd /etc/shadow > mypasswd john mypasswd john –show mypassw

2.Linux中的授权机制

在“黄金法则”中,认证只是第一步,它提供了一个可信的身份标识。有了这个身份标识之后,就需要通过授权来限制用户能够发起的请求了。

在Linux中,客体只有文件和目录两种,针对这两种类型的客体,Linux都定义了读、写和执行这三种权限。你可以通过我总结的这张对比表格看到,文件和目录在这三种权限上的区别。

除此之外,Linux还提供了一些额外的权限标签,来进行更细粒度的权限控制。

比如,Linux提供了文件属性的概念,来对文件设置更多的保护。通过

chattr +i /etc/passwd 可以防止文件被任何用户修改。想要了解更多的文件属性,你可以参考Wikipedia

Linux还提供了“粘滞位”的功能,主要用来防止用户随意操作其他用户的文件。比如

chmod +t /tmp 可以阻止删除/tmp目录下其他用户的文件。

这些都是Linux在授权中的自我保护机制,那我们能在这个过程中进行怎样的防护呢?

前面,我们一直在强调,Linux系统面临的安全威胁其实就是权限问题。也就是说,要么就是敏感文件的权限配置不当,导致这些文件可以被额外的用户访问或执行;要么就是应用存在漏洞或密码泄露,导致低权限用户可以获得更高的权限。

要解决权限问题,我们就要实践最小权限原则。

我们先来看一个Linux系统安全中最普遍的问题:滥用ROOT。很多人在登录Linux系统后,第一个命令就是通过su来获取ROOT的Shell环境,这样我们就不需要在每次操作的时候,通过sudo来临时提升至ROOT权限。

但是,这里你需要注意一点,在ROOT的Shell环境中启动的所有进程也都具备ROOT权限。如果启动的是一个立即返回的进程,如CAT,不会有太多问题,但如果是一个长期运行的进程,就很容易产生权限的滥用。

比如,当你以ROOT的身份启动Redis或者MySQL等存储工具时,如果这时有其他用户连入Redis或者MySQL,那他们也能间接地获取ROOT的权限。在大部分服务器入侵的场景中,黑客都是通过这些具备ROOT权限的进程漏洞,来实现权限提升的。

因此,在运行任何长驻进程时,我们都需要谨记“最小权限”原则。也就是说,我们可以根据要执行的操作等级,配置“最小权限”来启动常驻进程。比如,如果只是在Redis和MySQL这样的数据库中进行文件读写操作,根本不需要ROOT这种最高等级的权限。

因此,“最小权限”原则在Linux系统中的应用是非常重要的。那你可能会问了,Linux系统中的操作那么多,每个操作都需要自己进行权限配置吗?当然不是,我们常常会使用一些已知的工具,来实现“最小权限”启动长驻进程的功能,而你需要做的,就是正确地启动或者配置这些工具。

比如说,我们可以通过mysqld启动MySQL服务,mysqld会将MySQL的进程分配到“mysql”这个用户,并在ROOT下建立守护进程。具体的效果如下: root 297353 0.0 0.0 115432 1360 ? S Aug12 0:00 /bin/sh /usr/local/mysql/bin/mysqld_safe –datadir=/var/lib/mysql –pid-file=/var/lib/mysql/mysql.pid mysql 297553 31.3 4.3 11282756 5729572 ? Sl Aug12 22593:40 /usr/local/mysql/bin/mysqld –basedir=/usr/local/mysql –datadir=/var/lib/mysql –plugin-dir=/usr/local/mysql/lib/plugin –user=mysql –log-error=/var/log/mariadb/mariadb.log –pid-file=/var/lib/mysql/mysql.pid –socket=/var/lib/mysql/mysql.sock

类似地,当启动Nginx时,Nginx会将Worker节点以nobody的用户身份来执行。具体的效果如下:

root 7083 0.0 0.0 61032 5324 ? Ss Aug12 0:01 nginx: master process nginx nobody 331122 0.0 0.0 90768 31776 ? S 11:44 0:00 nginx: worker process nobody 331123 0.0 0.0 90768 32720 ? S 11:44 0:00 nginx: worker process nobody 331124 0.0 0.0 90768 31776 ? S 11:44 0:00 nginx: worker process

当然,也有一些工具不提供这类最小权限切换的功能,比如,在直接执行

redis-server 启动Redis的时候,就需要我们自己来对用户身份进行切换。那用户身份切换怎么做呢?

我们首先来看Nginx的例子,在启动Nginx的时候,Linux提供了nobody这么一个用户的身份。实际上,任何人进入Linux系统首先获得的用户身份就是nobody,然后再从nobody进行登录,切换到其他正常用户身份上。

因此,nobody通常拥有整个操作系统中最小的权限。所以,对于不提供最小权限切换功能的工具,我们就可以使用nobody的用户身份,来进行主动切换了。

在执行

redis-server 启动Redis的时候,我们就可以通过以下命令,以nobody的身份执行

redis-server了 (前提是,我们需要对日志和PID等目录进行适当配置,确保能够以nobody身份写入): su -s /bin/redis-server nobody

这样一来,我们就能通过“最小权限”原则,提升Linux系统授权的安全性了。

3.Linux中的审计机制

我们在前面的课程中说过,“黄金法则”中的审计主要就是日志记录和分析。那么,Linux系统中的日志都有哪些呢?在Linux系统中,系统的日志信息通常存储在/var/log目录下,部分应用程序也会把相关日志记录到这个目录中。系统日志主要分为3类,用户登录日志、特殊事件日志和进程日志。

用户登录日志主要是

/var/log/wtmp 和

/var/run/utmp ,用来保存用户登录相关的信息。用户登录日志本身为二进制文件,我们无法直接通过文本方式查看,但是可以配合

who/users/ac/last/lastlog 这样的命令来获取。

特殊事件日志主要包括

/var/log/secure 和

/var/log/message 。其中,

/var/log/secure 主要记录认证和授权相关的记录,如果有人试图爆破SSH,我们就可以从这个日志中观察出来。

/var/log/message 由syslogd来维护,syslogd这个守护进程提供了一个记录特殊事件和消息的标准机制,其他应用可以通过这个守护进程来报告特殊的事件。

进程日志:当通过accton来进行系统进程管理时,会生成记录用户执行命令的pacct文件。

默认情况下,Linux会通过logrotate对日志执行相应的保留策略(比如日志切割和旧日志删除等)。通过配置

/etc/logrotate.conf 可以对不同日志的保留策略进行修改。

那如何对日志进行监控呢?这里,我向你推荐2种常见的日志分析工具ELK和Zabbix,你可以利用这些工具来监控Linux的安全日志。也就是说,我们可以通过在这些分析平台配置恰当的规则(如SSH登录尝试失败3次以上),来及时发现黑客的部分入侵尝试,迅速产生报警。然后,我们就可以针对具体的问题,进行人工复查了。

总结

好了,今天的内容讲完了。我们来一起总结回顾一下,你需要掌握的重点内容。

Linux系统安全可以说是“最小权限”原则的最佳实践平台,尤其是当存在多用户共同维护和使用一台服务器的时候,正确的配置权限将是一件很有挑战的工作。为此,我们必须严格限制ROOT权限的使用。同时,为了避免进程漏洞,适当地通过iptables进行访问限制,也能够起到不错的保护效果。

在Linux系统的自我保护基础之上,也有一些安全工具能够为系统提供额外的保护功能(如杀毒软件、HIDS等),在后续的内容中,我们会深入讲解这些工具。

最后,我把这一讲的重点内容梳理了一个脑图。你可以用它来查漏补缺,也可以自己来梳理看看,加深印象。

思考题

最后给你留一个思考题。

检查一下你的Linux服务器,看一下哪些用户具备ROOT权限?那些进程具备ROOT权限?这些用户和进程,真的需要ROOT权限吗?我们是否可以利用今天学到的知识,对这些ROOT权限进行限制呢?

欢迎留言和我分享你的思考和疑惑,也欢迎你把文章分享给你的朋友。我们下一讲再见!

参考资料

https://learn.lianglianglee.com/%e4%b8%93%e6%a0%8f/%e5%ae%89%e5%85%a8%e6%94%bb%e9%98%b2%e6%8a%80%e8%83%bd30%e8%ae%b2/13%20Linux%e7%b3%bb%e7%bb%9f%e5%ae%89%e5%85%a8%ef%bc%9a%e5%a4%9a%e4%ba%ba%e5%85%b1%e7%94%a8%e6%9c%8d%e5%8a%a1%e5%99%a8%ef%bc%8c%e5%a6%82%e4%bd%95%e9%98%b2%e6%ad%a2%e5%88%ab%e4%ba%ba%e5%b9%b2%e2%80%9c%e5%9d%8f%e4%ba%8b%e2%80%9d%ef%bc%9f.md