Linux 权限控制的基本原理

来源：Linux爱好者

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以下是对用户和组信息的举例。 /etc/shadow 中的口令信息为加密存储，不举例。

$cat /etc/passwd |head -n 5 root:x:0:0:root:/root:/bin/bash daemon:x:1:1:daemon:/usr/sbin:/bin/sh bin:x:2:2:bin:/bin:/bin/sh sys:x:3:3:sys:/dev:/bin/sh sync:x:4:65534:sync:/bin:/bin/sync $cat /etc/group |head -n 5 root:x:0: daemon:x:1: bin:x:2: sys:x:3: adm:x:4:miracle

输出中， 第1个字符表示文件类型，其中，普通文件(-)、目录文件 (d)、套接字文件(s)，管道文件(p)，字符文件(c)，块文件(b)，链接文件(l)； 第2个字符开始的 -rwxr-xr-x 部分表示文件的权限位，共有9位。

对于文件 /usr/bin/qemu-i386 , 这个权限控制的含义是：

1. 第2~4位的 rwx 表示该文件可被它的 owner （属主）以 r 或 w 或 x 的权限访问。
2. 第5~7位的 r-x 表示该文件可被与该文件同一属组的用户以 r 或 x 的权限访问
3. 第8~10位的 r-x 表示该文件可被其它未知用户以 r 或 x 的权限访问。

对于 test/, test2/, test3/ 设定的权限：

1. r,w,x 权限对每一权限控制组的权限用一位8进制来表示； 例如： 755 表示 rwxr-xr-x。
2. s,t 权限会替代 x 位置显示；设定 s,t 权限则需在对应的、用于控制 r,w,x 的8进制权限控制组前追加数字； s 权限用于属主属组控制， t 用于其它控制。
3. 设定属主 s 需追加 4, 设定属组 s 追加 2, 设定其它者 t 权限追加 1 ； 例如前面对 test/ 设定 t, 则用 1775, 表示 rwxrwxr-t 。

进程权限控制信息

进程权限

对于进程，有如下属性与文件访问权限相关：

• effective user id : 进程访问文件权限相关的 UID （简写为 euid ）。
• effective group id : 进程访问文件权限相关的 GID （简写为 egid ）。
• real user id : 创建该进程的用户登录系统时的 UID （简写为 ruid ）。
• real group id : 创建该进程的用户登录系统时的 GID （简写为 rgid ）。
• saved set user id : 拷贝自 euid 。
• saved set group id : 拷贝自 egid 。

举例

我们可以使用 ps 和 top 选择查看具有 euid 和 ruid 的进程。或者通过 top 来查看进程的 euid 和 ruid

通过 top 来查看的例子：

1. 首先输入 top 得到类似如下

其中， PID 是对应进程， USER 是对应的 effective user, RUSER 是对应的 real user 。

进程访问文件的权限控制策略

规则

进程访问文件大致权限控制策略

对于进程访问文件而言，最重要的是 euid, 所以其权限属性均以 euid 为 “中心”。

• 进程的 euid 一般默认即为 其 ruid 值
• 若可执行文件的可执行权限位为 s ，进程对其调用 exec 后，其 euid 被设置为该可执行文件的 user id
• 进程的 saved set user id 拷贝自 euid.
• 当进程的 euid 与文件的 user id 匹配时，进程才具有文件 user 权限位所设定的权限
• 组权限 egid 的控制规则类似。

通过 exec 执行文件修改权限属性

通过 exec 调用可执行文件之时：

• 进程 ruid 值始终不变；
• saved set-user ID 始终来自 euid ；
• euid 值取决于文件的 set-user-ID 位是否被设置。

如下：

举例

再举几个比较特别的例子：

- 设置了 set-user-id

$ ls -l /usr/bin/sudo -rwsr-xr-x 1 root root 71288 2月 28 2013 /usr/bin/sudo

如前所述，这个输出的含义是，对于 /usr/bin/sudo 文件，

• 第1~3位的 rws 表示该文件可被它的owner（属主）以 r 或 w 或 s 的权限访问
• 第4~6位的 r-x 表示该文件可被与该文件同一属组的用户以 r 或 x 的权限访问。
• 第7~9位的 r-x 表示该文件可被其它未知用户以 r 或 x 的权限访问。

这样设置之后，对于owner，具有读、写、执行权限，这一点没有什么不同。但是对于不属于 root 组的普通用户进程来说，却大不相同。

普通用户进程执行 sudo 命令时通过其 others 中的 x 获得执行权限，再通过 user 中的 s使得普通用户进程临时具有了 sudo 可执行文件属主( root )的权限，即超级权限。

这也是为什么通过 sudo 命令就可以让普通用户执行许多管理员权限的命令的原因。

- 设置了 stick-bit

$ ls -l / |grep tmp drwxrwxrwt 25 root root 12288 7月 20 09:09 tmp

这样设置之后，对于 /tmp 目录，任何人都具有读、写、执行权限，这一点没有什么不同。但是对于 others 部分设置了粘滞位 t, 其功能却大不相同。

若目录没设置粘滞位，任何对目录有写权限者都则可删除其中任何文件和子目录，即使他不是相应文件的所有者，也没有读或写许可; 设置粘滞位后，用户就只能写或删除属于他的文件和子目录。

这也是为什么任何人都能向 /tmp 目录写文件、目录，却只能写和删除自己拥有的文件或目录的原因。

举一个 man 程序的应用片断，描述 set-user-id 和 saved set-user-id 的使用

man 程序可以用来显示在线帮助手册， man 程序可以被安装指定 set-user-ID 或者 set-group-ID 为一个指定的用户或者组。

man 程序可以读取或者覆盖某些位置的文件，这一般由一个配置文件(通常是 /etc/man.config 或者 /etc/manpath.config )或者命令行选项来进行配置。

man 程序可能会执行一些其它的命令来处理包含显示的 man 手册页的文件。

为防止处理出错， man 会从两个特权之间进行切换：运行 man 命令的用户特权，以及 man程序的拥有者的特权。

需要抓住的主线：当只执行 man 之时，进程特权就是 man 用户的特权， 当通过 man 执行子进程（如通过 !bash 引出shell命令）时，用户切换为当前用户，执行完又切换回去。

过程如下：

1. 假设 man 程序文件被用户 man 所拥有，并且已经被设置了它的 set-user-ID 位，当我们 exec 它的时候，我们有如下情况：
   • real user ID = 我们的用户UID
   • effective user ID = man用户UID
   • saved set-user-ID = man用户UID
2. man 程序会访问需要的配置文件和 man 手册页。这些文件由 man 用户所拥有，但是由于 effective user ID 是 man,文件的访问就被允许了。
3. 在 man 为我们运行任何命令的时候，它会调用 setuid(getuid())) (getuid() 返回的是 real user id).因为我们不是 superuser 进程，这个变化只能改变 effective user ID. 我们会有如下情况： 现在 man 进程运行的时候把我们得UID作为它的 effective user ID.这也就是说，我们只能访问我们拥有自己权限的文件。也就是说，它能够代表我们安全地执行任何 filter.
   • real user ID = 我们的用户UID(不会被改变)
   • effective user ID = 我们的用户UID
   • saved set-user-ID = man 的用户UID(不会被改变)
4. 当 filter 做完了的时候， man 会调用 setuid(euid).这里， euid 是 man 用户的UID.(这个ID是通过 man 调用 geteuid 来保存的)这个调用是可以的，因为 setuid 的参数和 saved set-user-ID 是相等的。(这也就是为什么我们需要 saved set-user-ID).这时候我们会有如下情况：
   • real user ID = 我们的用户UID(不会被改变)
   • effective user ID = man的UID
   • saved set-user-ID = man 的用户UID(不会被改变)
5. 由于 effective user ID 是 man,现在 man 程序可以操作它自己的文件了。通过这样使用 saved set-user-ID,我们可以在进程开始和结束的时候通过程序文件的 set-user-ID 来使用额外的权限。然而，期间我们却是以我们自己的权限运行的。如果我们无法在最后切换回 saved set-user-ID,我们就可能会在我们运行的时候保留额外的权限。

下面我们来看看如果 man 启动一个 shell 的时候会发生什么：

• 这里的 shell 是 man 使用 fork 和 exec 来启动的。
• 因为这时 real user ID 和 effective user ID 都是我们的普通用户UID(参见step3)， 所以 shell 没有其它额外的权限.
• 启动的 shell 无法访问 man 的 saved set-user-ID(man) ,因为 shell 的 saved set-user-ID 是由 exec 从 effective user ID 拷贝过来的。
• 在执行 exec 的子进程( shell )中，所有的 user ID 都是我们的普通用户ID.

实际上，我们描述 man 使用 setuid 函数的方法不是特别正确，因为程序可能会 set-user-ID 为 root .这时候， setuid 会把所有三种uid都变成你设置的id，但是我们只需要设置 effective user ID。

【关于作者】

吕凯：深圳，工作经验 9 年，冠捷科技公司资深主任工程师。关注软件开发、系统运维、内容管理、行动管理等领域，喜欢计数写作及分享。

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