2019-2020-1 20199318《Linux内核原理与分析》第十二周作业

《Linux内核原理与分析》 第十二周作业

一、预备知识

   Set-UID 是 Unix 系统中的一个重要的安全机制。当一个 Set-UID 程序运行的时候，它被假设为具有拥有者的权限。例如，如果程序的拥有者是root,那么任何人运行这个程序时都会获得程序拥有者的权限。Set-UID允许我们做许多很有趣的事情，但不幸的是，它也是很多坏事情的罪魁祸首。

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二、实验过程和分析

1. 将 passwd 拷贝到 /tmp/ 下，权限发生了变化（在原目录下 suid位 被设置），复件没有了修改密码的权限。具体情况如下图所示:
   
   

      将 passwd 拷贝到 /tmp/ 下，权限发生了变化（在原目录下 suid位 被设置），复件没有了修改密码的权限。
   

2. 在linux环境下运行Set-UID 程序:

      以root方式登录，拷贝/usr/bin/zsh 到/tmp, 同时设置拷贝到tmp目录下的zsh为set-uid root权限，然后以普通用户登录，运行/tmp/zsh。如下图所示：
   

       从上图可以看出，普通用户运行tmp目录下的zsh获得了root权限。拷贝/bin/bash到/tmp目录，同时设置/tmp目录下的bash为Set-UID root权限，然后以普通用户登录，运行/tmp/bash。如下图所示：

      可见，同样的操作，运行复制的zsh可以获得root权限，而bash不能。

1. 从上面步骤可以看出，/bin/bash有某种内在的保护机制可以阻止Set-UID机制的滥用。为了能够体验这种内在的保护机制出现之前的情形，使用另外一种shell程序——/bin/zsh。在一些linux的发行版中（比如Fedora和Ubuntu中，/bin/sh实际上是/bin/bash的符号链接。为了使用zsh,需要把/bin/sh链接到/bin/zsh。如下图所示：
   
   

2. PATH环境变量的设置。

      system(const char * cmd)系统调用函数被内嵌到一个程序中执行一个命令，system()调用/bin/sh来执行shell程序，然后shell程序去执行cmd命令。但是在一个Set-UID程序中system()函数调用shell是非常危险的，这是因为shell程序的行为可以被环境变量影响，比如PATH。而这些环境变量可以在用户的控制当中。通过控制这些变量，用心险恶的用户就可以控制Set-UID程序的行为。下面的Set-UID程序被用来执行/bin/ls命令；然后程序员可以为ls命令使用相对路径，而不是绝对路径。在 /tmp 目录下新建 test.c 文件：
   

       设置这个Set-UID程序运行自己的代码而不是/bin/ls,把/bin/sh拷贝到/tmp目录下面重命名为ls,先要确保/bin/目录下的sh 符号链接到zsh,而不是bash,将环境变量PATH设置为当前目录/tmp,运行编译的程序test。就可以获得root权限：

       先恢复环境变量 PATH ,然后修改/bin/sh使得其返回到/bin/bash,重复上面的攻击

       可见修改sh连接回bash,运行test程序不能使普通用户获得 root 权限。

1. system()和execve()的不同。

      首先确保/bin/sh指向zsh:
   

       Bob 在一家审计代理处工作，他正在调查一家公司是否存在诈骗行为。为了这个目的，他需要阅读这家公司在 Unix 系统中的所有文件。为了保护系统的可靠性，他不能修改任何一个文件。为了达到这个目的，Vince——系统的超级用户为他写了一个SET-ROOT-UID程序，并且给了Bob可以执行它的权限。这个程序需要Bob在命令行中打出一个文件名，然后运行/bin/cat命令显示这个文件。既然这个程序是以root权限运行的，它就可以显示Bob想看的任何一个文件。然而，既然这个程序没有写操作，Vince很确信Bob不能用这个程序修改任何文件。首先在 /tmp 目录下新建 SRU.c 文件，内容如下：

       file文件只有root用户有读写权限，但普通用户通过运行该程序，阅读并重命名了file文件：

       修改为q=1后，不会有效。前面步骤之所以有效，是因为system()函数调用/bin/sh链接至zsh具有root权限执行了cat file文件后，接着执行mv file file_new命令。而当令q=1, execve()函数会把file; mv file file_new 看成是一个文件名，系统会提示不存在这个文件:

1. LD_PRELOAD环境变量

       建立一个动态链接库。把下面的程序命名为mylib.c放在/tmp目录下。在函数库libc中重载了sleep函数：
   

        用下面的命令编译上面的程序：

        把下面的程序命名为myprog.c放在/tmp目录下：

        由以上四种情况可见：只有用户自己创建的程序自己去运行，才会使用LD_PRELOAD环境变量，重载sleep函数，否则的话忽略LD_PRELOAD环境变量，不会重载sleep函数。

1. 消除和清理特权

      为了更加安全，Set-UID程序通常会调用setuid()系统调用函数永久的清除它们的root权限。然而有些时候，这样做是远远不够的。在root用户下，在/tmp目录新建一个空文件zzz。在root用户下将下面代码命名为test2.c放在/tmp目录下，编译这个程序，给这个程序设置root权限。在一个普通的用户下，运行这个程序：
   

       如图所示文件被修改了，原因在于设置uid前，zzz文件就已经被打开了。只要将语句setuid(getuid())移至调用open函数之前，就能避免这个问题。

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