Написал Serge E. Hallyn, перевод: Юрий Сергейчик aka TuxR <tuxrpinggmailcom>
Friday, 30 June 2006
Введение
SELinux - это система мандатного контроля доступа (MAC) , доступная в
ядрах Linux, начиная с версии 2.6. Модули безопасности Linux (SELinux)
- это наиболее полное и хорошо протестированное решение, которое
доступно, и это подтверждено 20-летними исследованиями MAC. SELinux
сочетает a type-enforcement сервер и многоуровневую безопасность или
опциальную политику с поддержкой множества категорий, класс ролевого
контроля доступа. Смотрите в секции "Ресурсы" далее в этой статье
ссылки на дополнительную информацию по данной теме.
Большинство людей, которые использовали SELinux, применяли готовый
SELinux дистрибутив - такой, как Fedora, Red Hat Enterprise Linux
(RHEL), Debian, или hardened Gentoo. Они включают SELinux в ядре,
предлагают настраиваемую политику безопасности и исправляют большое
количество пользовательских библиотек и утилит, чтобы сделать их
совместимыми с SELinux.
Если вы похожи на множество пользователей, которые просто хотят, чтобы
система работала, как раньше, но немножко более безопасно, вы можете
обращаться и управлять SELinux, используя хорошо знакомые приложения,
а писать политики безопасности на языке высокого уровня. Однако, эти
методы могут оказаться неудовлетворительными, если что-то пойдет не
так - например, если ядро и пространство пользователя
рассинхронизируются. Также эти методы могут даже препятствовать
пониманию UNIX(R)-инженера, как в действительности работает SELinux. В
конце концов, инженеру и сотрудникам безопасности следует понимать,
что существуют способы применения SELinux за пределами правил, которые
используются в текущих дистрибутивах.
В этой статье описывается, как конвертировать систему, которая
изначально полностью несовместима с SELinux, в систему, поддерживающую
SELinux. Вы также научитесь, как поддерживать несколько простых
политик доступа.
Предварительные требования
Чтобы начать вам потребуется:
* QEMU, свободно распространяемый и простой в использовании эмулятор
процессора. Это отличная возможность поиграть с новыми ядрами или
образами системы, не нанося ущерб вашей реальной системе. Вы
можете загрузить его со страницы загрузки QEMU.
* Gentoo, дистрибутив Linux, базирующийся на исходниках. Gentoo -
это идеал для таких упражнений; так вы можете установить его из
работающей системы в независимости от дистрибутива. Последнюю
версию можно получить на странице загрузки Gentoo.
Сделайте образ диска, набрав команду:
qemu-img create -f raw gentoo.img 2G
Следующий шаг - установить QEMU на раздел дискового образа и
форматирование одиночного раздела. Это потребует несколько видов
загрузочных CD с Linux. Knoppix подойдет, как и Gentoo liveCD. Вы
можете загрузить Gentoo liveCD следующим образом:
Для более простых ссылок далее - и чтобы меньше набирать - вы можете
захотеть переименовать образ:
mv install-x86-minimal-2005.1.iso gentoo.iso
Следующая команда позволяет QEMU использовать gentoo.iso, как CD,
gentoo.img, как жесткий диск, и загрузиться с CDROM:
qemu -hda gentoo.img -cdrom gentoo.iso -boot d
Просто нажмите Return для загрузки ядра по-умолчанию. Затем наберите
следующие команды для разметки образа диска:
Листинг 1. Разметка образа диска
fdisk /dev/hda
n
p
1
(return)
w
Вышеприведенный листинг создаст один новый (n) первичный (p) раздел ,
начинающийся с блока 1 (1) и заканчивающийся блоком по-умолчанию,
который является последним блоком на файловой системе. Затем он
записывает (w) новую таблицу разделов на образ диска.
Теперь, вы вернетесь в оболочку QEMU. Здесь наберите:
mkfs.ext2 /dev/hda1
Может потребоваться сделать это дважды, чтобы дать udev возможность
создать устройство. Затем выключите систему, набрав:
poweroff
Это вернет вас в вашу реальную систему. Если этого не произошло, а
зависло на длительное время, нажмите Ctrl-c для завершения процесса.
Следующий шаг - установка базового дистрибутива на образ диска.
Причина, почему Gentoo отлично подходит для этого упражнения в том,
что вы можете просто загрузить и распаковать образ "stage 3", и сразу
же получить функциональность системы Gentoo. Вам следует найти
ближайшее к вам зеркало, с которого вы сможете загрузить тарболл stage 3.
Примерное место, если вы находитесь недалеко от Sandia National
Laboratories, это:
Этот файл содержит сжатый архив полной системы Gentoo. Чтобы
распаковать его на ваш дисковый образ, сначала смонтируйте образ диска
в вашей системе. Следующий листинг монтирует пустую файловую систему и
распаковывает на нее тарболл.
Листинг 2. Распаковка тарболла Gentoo на образ диска
su (введите пароль пользователя root)
ORIG=`pwd`
mount -oloop,offset=32256 gentoo.img /mnt
cd /mnt
tar jxf $ORIG/stage3-x86-2005.1.tar.bz2
Когда образ уже смонтирован, есть еще несколько о которых нужно
позаботиться. Файл /etc/fstab инструктирует систему, какая файловая
система где смонтирована. Для этой простой системы не нужны разделы
boot или swap. Следующий листинг удаляет их и добавляет правильные
значения для корневого раздела. Он также устанавливает пароль
пользователя root. При запуске passwd убедитесь, что вы запомнили
введенный пароль. Безопасность не нужна для этой игрушечной системы,
поэтому "password" подойдет.
Ядро нужно для загрузки образа QEMU. Просто скомпилируйте его с
поддержкой SELinux, даже если вы не хотите использовать SELinux прямо
сейчас. Возьмите копию linux-2.6.14.tar.bz2 (или последнюю версию) с
kernel.org и распакуйте ее:
wget http://kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.14.tar.bz2
tar jxf Linux-2.6.14.tar.bz2
Затем зайдите в каталог Linux-2.6.14 и сконфигурируйте ядро, как:
Оглянитесь вокруг, добавьте несколько пользователей и поиграйте с
вашей системой. Когда вы закончите, выключите ее, используя poweroff.
Теперь вы готовы начать конвертировать вашу систему в SELinux.
Конвертирование в SELinux
Для конвертирования в систему, которая поддерживает и усиливает
SELinux, вам потребуется изменить программу, которая начинает загрузку
системы, /sbin/init, и добавить несколько других программ для
построения политики SELinux и взаимодействия с SELinux.
SysVinit
Начните с получения чистой копии SysVInit. Загрузите версию 2.86 с
ftp://ftp.cistron.nl/pub/people/miquels/sysvinit/sysvinit-2.86.tar.gz,
или найдите последнюю версию на странице SysVinit на freshmeat. Вы
можете загрузить патч (sysvinit-init.c.diff) в zip-архиве, доступном в
секции "Downloads", ниже; этот патч будет применен на файл init.c ,
используя процедуру в Листинге 5. Этот патч делает политику SELinux
загружающейся при загрузке. Он определяет флаг no_selinux, который
установлен в 1, если команда загрузки содержит -p. Если этот флаг
установлен, будет выведено предупреждение и процесс загрузки будет
продолжен, как обычно. иначе вызывается функция load_policy(), которая
определена в патче.
Листинг 5. Разметка образа диска
wget ftp://ftp.cistron.nl/pub/people/miquels/sysvinit/sysvinit-2.86.tar.gz
cd sysvinit-2.86
cd src
patch -p0 < $ORIG/sysvinit-init.c.diff
make init
(su)
mount -oloop,offset=32256 $ORIG/gentoo.img /mnt
mv /mnt/sbin/init /mnt/sbin/init.good
cp init /mnt/sbin/init
umount /mnt
exit
Функция load_policy() монтирует экземпляр файловой системы selinuxfs в
каталог /selinux, и открывает файл /etc/policy.bin для чтения.
Заметьте, что /selinux и /etc/policy.bin - произвольные имена до тех
пор, пока любое пользовательское приложение, которое может захотеть
использовать их, согласно с этими именами. Когда политика SELinux
скомпилирована, бинарная версия должна быть скопирована в
/etc/policy.bin. Далее, load_policy() отображает (mmap()) файл
/etc/policy.bin и вызывает security_load_policy, определенную сразу
над load_policy. Она, по очереди: открывает файл /selinux/load,
расположенный на файловой системе selinuxfs, для записи, и записывает
все содержимое /etc/policy.bin в /selinux/load. Мы рассмотрели, как
бинарная политика будет загружена в ядро при загрузке.
Создание политики
SELinux - это гибкая система контроля доступа, чьё решение о доступе
полагается на политику, определённую администратором. Политики зависят
плана и конфигурации файлов в системе. Дистрибутивы, которые
поддерживают SELinux поставляются с предопределенной политикой. Если
это возможно, для редактирования политики, вы обычно изменяете
политику только частично, исключая все части политики, относящиеся к
ПО, не установленному в системе. Более детальное изменение политики
обычно производят только эксперты SELinux. Однако, в этом упражнении,
вы определите свою собственную политику.
Так как время от времени добавляются новые классы объектов и
разрешений, зависят от версий ядра. Программа находящаяся в архиве
mdp.tar.gz (в zip-файле в секции "Downloads" ниже) автоматически
создаст простейшую политику, базирующуюся на версии вашего ядра. Так
как это потребует анализа исходников ядра, вам будет нужно указать it
на дерево исходных кодов, которое вы использовали, чтобы
скомпилировать ядро для образа QEMU. Распакуйте mdp.tar.gz в $ORIG/ и
войдите в полученный каталог mdp/.
Наберите:
./build.sh -k ../linux-2.6.14.
Это компилирует программу mdp и запускает ее с аргументом - каталогом
исходных кодов ядра. mdp по очереди проверяет классы объектов и
разрешения, которые поддерживает ядро, и создает политику SELinux,
которая содержит эти данные. Результирующая политика будет содержать
одного пользователя SELinux, одну роль SELinux, и один тип SELinux.
Единственный тип будет применён ко всем типам файлов, объектов ядра и
процессам, и будет иметь полный доступ к себе самому. Мы поиграем с
правилами этой политики позже, но сейчас она приемлима для
инициализации и использования SELinux.
Когда build.sh запустит mdp, он создаст несколько файлов. Вам
потребуются policy.conf и file_contexts. Это текстовое представление
политики, последний содержит инструкции по разметке файловой системы.
Я рассмотрю подробное policy.conf позже, поэтому пропустите первые
пять или шесть сотен линий до этой строки:
type base_t;
Это только определение типа в этой политике. Следующая строка:
role base_r types { base_t };
определяет одиночную роль, base_r, которая ассоциирована с типом
base_t. Это означает, что процесс в роли code_r может работать в
домене base_t. Дальше идет длинный список состояний allow, каждое из
которых специфицирует класс объекта, предоставляющий процессу в домене
domain base_t доступ к классам объекта типа base_t для всех
разрешений, определенных в классе.
Далее политика определяет пользователя, user_u, который ассоциирован с
ролью base_r. Поэтому, процесс, работающий, как пользователь SELinux
user_u, может работать в роли base_r. Вы уже заметили, что base_r
ассоциирован с типом base_t, поэтому эти два состояния вместе делают
user_u:base_r:base_t валидным контекстом, значит процессу будет
разрешено работать в данном контексте.
Следующие несколько строк также интересны. Первая:
sid kernel user_u:base_r:base_t
назначает единственный валидный контекст первому процессу в системе.
Двумя линиями далее вы видите:
sid unlabeled user_u:base_r:base_t
которые назначают одинаковый контекст любым файлам, которые не имеют
метки.
Теперь взгляните на файл file_contexts. Он содержит две строки в
следующем формате:
<regexp> <context>
где regexp - это регулярное выражение, используемое для сравнения имен
файлов, а context - это контекст SELinux, который применяется к файлу,
если он удовлетворяет регулярному выражению. Строка:
/.* user_u:base_r:base_t
используется для назначения контекста на все файлы в системе.
Инсталляция SELinux userspace
Следующий этап - установить некоторый код, который скомпилирует
политику SELinux, которая записана в виде текста, в бинарный формат,
который требуется ядру, а также программу для разметки вашей корневой
файловой системы. Исходные коды доступны через CVS из SourceForge,
используя команды из Листинга 6:
su
mount -oloop,offset=32256 $ORIG/gentoo.img /mnt
cd /mnt/usr/src
cvs -z3 -d:pserver:
Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть в
ключен Java-Script
:/cvsroot/selinux co -P
nsa/selinux-usr
Скопируйте текст политики на образ диска, как:
cp -r $ORIG/mdp /mnt/usr/src
Войдите в каталог nsa/selinux-usr и скомпилируйте libsepol,
checkpolicy, libselinux и policycoreutils, как указано далее:
Листинг 7. Компиляция кода SELinux userspace
chroot /mnt
cd /usr/src/nsa/selinux-usr/
cd libsepol/
make && make install
cd ../libselinux/
make && make install
cd ../checkpolicy/
make && make install
cd ../policycoreutils/
make && make install
Если вы столкнулись с ошибками на последнем шаге, удостоверьтесь, что
setfiles установлены, набрав следующее:
Листинг 8. Установка setfiles
cd setfiles
make
make install
Теперь, чтобы скомпилировать политику, используйте программу
checkpolicy:
Переразметка файловой системы требует загрузки в виртуальной машине.
Не забудьте указать опцию -p при этом, так что /sbin/init не будет
пытаться загрузить политику SELinux:
SELinux взаимодействует с пользовательскими программами через свою
собственную файловую систему - selinuxfs. Пользовательские программы
ожидают, что она смонтирована в /selinux. Создайте каталог /selinux и
переразметьте файловую систему, как указано далее:
Листинг 10. Переразметка файловой системы
mkdir /selinux
cd /usr/src/mdp
setfiles file_contexts /
poweroff
В заключение, вы можете перезагрузиться в SELinux!
SELinux makes access decisions based on the security contexts assigned
to processes, files, and other objects. SELinux предоставляет
интерфейсы для запроса этих контекстов и выдачи необходимых прав
доступа для их установки. Например, SELinux сообщает контекст процесса
через интерфейс procattr. Если вы наберете:
cat /proc/$$/attr/current
вы увидите контекст текущего процесса ($$). Используя скрипт pidctx.sh
(смотрите zip-файл в секции "Downloads" ниже), вы можете легко
просматривать контекст всех процессов в системе. Скрипт просто
печатает файл /proc/<pid>/attr/current для каждого процесса в системе.
SELinux сохраняет контексты файла, используя расширенные атрибуты.
Наиболее распространенные файловые системы в Linux (ext2, ext3, jfs,
xfs, etc.) поддерживают расширенные атрибуты, но reiserfs, к
сожалению, представляет собой исключение. Это пары (имя, значение)
данных, ассоциированные с и-нодами, где имя разделяется на периоды в
пространствах имён. Расширенные атрибуты SELinux находятся в
безопасном пространстве имен и идентифицируются по "selinux", так что
полное имя значения некоторого атрибута будет "security.selinux".
Новый набор системных вызовов позволяет пользователям запрашивать и
устанавливать расширенные атрибуты. Системный вызов для запроса
расширенного атрибута: getxattr(2). Он принимает имя файла, имя
атрибута, буфер, в который будет возвращено значение атрибута и размер
предоставляемого буфера.
Файл showctx.c просто запускается для всех имен файлов, заданных
аргументами командной строки и печатает значение расширенного атрибута
security.selinux, если оно существует, его можно читать и оно
помещается в данный размер буфера.
Вы можете загрузить showctx.tar.gz из секции "Downloads" ниже, и
распаковать showctx.c. Затем поместите его на образ QEMU любым путём.
Один из способов - выключить образ QEMU, а затем сделать следующее:
Теперь запустите QEMU, если он еще не запущен. Чтобы скомпилировать
showctx наберите:
gcc -o showctx showctx.c cp showctx /bin/
Сейчас вы можете набрать:
showctx / /tmp /home /root /usr/src
Конечно, вы будете видеть одинаковый контекст для каждого файла.
Следующая секция делает это немного более интересно, улучшая политику.
Игры с политикой SELinux
Секретный тип
Вы создадите секретный каталог, /secret, в котором SELinux не будет
разрешать процессам чтение. Начните с создания обычного каталога и
нескольких файлов в нем:
mkdir /secret echo "hello, world" > /secret/helloworld echo "You can't see me" > /secret/dontlook
В политике SELinux, сейчас создайте новый тип, secret_t, на который
другой тип, base_t, не будет иметь разрешений. Сначала, вы определите
тип, добавив:
type secret_t;
после определения base_t в policy.conf. Дополнительно, т.к. файлы типа
secret_t будут иметь роль base_r, роли base_r нужно разрешить быть
ассоциированной с типом secret_t. Линия, следующая за той, которую вы
только что добавили выглядит, как:
Это сообщит системе, что каталог /secret и любые имена файлов в нём,
должны быть типа secret_t, за исключением файла /secret/helloworld,
который должен остаться типа base_t. Для назначения этих контекстов на
диск используйте setfiles:
setfiles file_contexts /
О нет, ошибка! SELinux ещё не знает о типе secret_t. Действительно,
возможно динамически перезагрузить политику SELinux. Сейчас, однако,
чтобы упростить процесс, просто перезагрузите образ QEMU. Конечно,
т.к. загрузчик не был установлен, простая перезагрузка не заработает.
Следовательно, вам потребуется набрать poweroff чтобы выключить образ
QEMU. Если окно не пропало после надписи "Power down", то нажмите
Ctrl-c в окне qemu. Введите команду qemu для перезапуска. Затем
попробуйте запустить команду setfiles снова.
Это результат одной из опций компиляции ядра,
CONFIG_SECURITY_SELINUX_DEVELOP. Эта опция по-умолчанию устанавливает
SELinux в non-enforcing режим. Чтобы проверить это, наберите команду:
cat /selinux/enforce
которая должна вернуть 0. Чтобы установить SELinux в режим enforcing,
наберите:
echo 1 > /selinux/enforce
Если желаете, вы можете делать это автоматически при загрузке
посредством скрипта инициализации, как показано в Листинге 13 или
просто скомпилируйте ядро без поддержки SELINUX_DEVELOP.
Листинг 13. Установка режима enforcing при загрузке SELinux
Теперь, когда SELinux в режиме enforcing, попробуйте перейти в /secret
снова. Заметьте, что даже несмотря на то, что контекст вашего процесса
имеет право на чтение /secret/helloworld, вы реально не сможете читать
его, потому что вы не можете получить прошлый /secret. Жесткая ссылка
на файл может, безусловно, обойти это. Это не верно для остальных
файлов в /secret/, т.к. эти файлы сами по себе невозможно прочесть.
Заключение
Из этой статьи вы узнали как воспроизвести действия, которые уже
проделаны в некоторых дистрибутивах для поддержки SELinux. Если это
кажется пугающим, расслабьтесь - просто установите свежую копию
последней Fedora, вы можете использовать SELinux так прозрачно, что вы
можете даже не знать, что она установлена. Цель этого упражнения не
убедить вас, что безопасность сложна, но продемонстрировать, что
происходит <<за сценой>> в правильно интегрированной системе SELinux.
Скрипты и C код, описанные в этой статье
Учебные материалы
* Узнайте больше о SELinux на домашней странице NSA
Security-Enhanced Linux (SELinux).
* Implementing SELinux as a Linux Security Module дает обзор
LSM, а также детали LSM реализации SELinux и чем она отличается от
реализации патча оригинального ядра.
* SELinux News сайт новостей сообщества для пользователей
SELinux.
* На сайте Linux Security Modules, узнайте больше об LSM.
* Wikipedia дает обзор мандатного контроля доступа, type
enforcement, ролевого контроля доступа, и многоуровневой
безопасности.
* Чтобы узнать больше о Knoppix прочтите
"Knoppix gives bootable, one-disk Linux"
(developerWorks, February 2003).
* Также посмотрите "Distribute software on a Linux LiveCD"
(developerWorks, January 2006) для ссылок на другие статьи о
LiveCD.
* "Secure programmer: Minimizing privileges" (developerWorks,
May 2004) обсуждает традиционные и новые методы устранения
уязвимостей в безопасности.
* На developerWorks Linux zone, найдите больще информации для
разработчиков Linux.
* Оставайтесь в курсе технических событий и репортажей
developerWorks.
Получить продукты и технологии
* Домашняя страница QEMU содержит самую актуальную документацию
и загрузки QEMU.
* gentoo.org ваш основной источник новостей Gentoo и кода.
* Получите последнюю версию SysVinit с freshmeat.
* Приобретите SEK for Linux, набор из 2-х DVD, содержащий
последние версии пробного ПО IBM для Linux от DB2(R), Lotus(R),
Rational(R), Tivoli(R), и WebSphere(R).
* Постройте ваш следующий проект разработки в Linux с пробным ПО
IBM, доступным для загрузки непосредственно с developerWorks,.
Обсуждение
* Planet SELinux предоставляет блоги для сообщества SELinux.
* Проверьте блоги developerWorks и вступите в сообщество
developerWorks.
Об авторе
Serge Hallyn - штатный программист, работающий в команде безопасности
центра Технологий Linux IBM. Он получил степень кандидата компьютерных
наук в колледже of William and Mary. Он реализовал несколько модулей
безопасности (dte, bsdjail), содействовал другим (seclvl), и
способствовал успеху SELinux. Благодаря его реализации DTE,
соответствующей конфигурации и инструментам анализа, он имеет
исчерпывающий опыт в Type Enforcement, главной технологии в SELinux.
1058 Прочтений • [Использование SELinux в Gentoo (selinux limit acl linux security gentoo)] [08.05.2012] [Комментариев: 0]
Vova
