bpflock：基于eBPF实现的Linux设备安全审计工具

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发布于 2023-03-30 19:24:43

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发布于 2023-03-30 19:24:43

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关于bpflock

bpflock是一款基于eBPF驱动的Linux设备安全审计工具，该工具使用了eBPF来帮助广大研究人员增强Linux设备的安全性。通过限制对各种Linux功能的访问，bpflock能够减少攻击面并阻止一些众所周知的攻击技术。

bpflock只允许类似容器管理器、systemd和其他以主机PID或网络命名空间运行的容器/程序访问完整的Linux功能，并限制那些以自己命名空间运行的容器或程序。如果bpflock在受限配置文件下运行，则所有程序/容器（包括特权程序/容器）都将被拒绝访问。

除此之外，bpflock还可以通过各种安全功能来保护Linux设备安全，比如说Linux安全模块+BPF等等。

功能介绍

1、内存保护：内核镜像锁定、内核模块保护、BPF保护； 2、进程保护：无文件内存执行、命名空间保护； 3、硬件攻击测试：USB保护； 4、系统和应用程序跟踪：跟踪应用程序执行、跟踪特权系统操作； 5、文件系统保护：只读Root文件系统保护、sysfs保护； 6、网络保护；

工具开发

依赖组件

bpflock需要使用下列组件：

1、Linux内核版本 >= 5.13，相关配置如下：

CONFIG_BPF_SYSCALL=y
CONFIG_DEBUG_INFO=y
CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y
CONFIG_KPROBES=y
CONFIG_LSM="...,bpf"
CONFIG_BPF_LSM=y

2、一个启用了BTF的内核

启用BPF LSM支持

1、使用高级权限打开/etc/default/grub文件；

2、将下列内容添加到GRUB_CMDLINE_LINUX变量并保存：

"lsm=lockdown,capability,yama,apparmor,bpf"

或

GRUB_CMDLINE_LINUX="lsm=lockdown,capability,yama,apparmor,bpf"

3、更新grub配置：

sudo update-grub2

4、重启设备

Docker使用

下列命令可以使用默认的配置文件运行工具：

docker run --name bpflock -it --rm --cgroupns=host \
  --pid=host --privileged \
  -v /sys/kernel/:/sys/kernel/ \
  -v /sys/fs/bpf:/sys/fs/bpf linuxlock/bpflock

无文件代码执行

docker run --name bpflock -it --rm --cgroupns=host --pid=host --privileged \
  -e "BPFLOCK_FILELESSLOCK_PROFILE=restricted" \
  -v /sys/kernel/:/sys/kernel/ \
  -v /sys/fs/bpf:/sys/fs/bpf linuxlock/bpflock

内核模块执行

docker run --name bpflock -it --rm --cgroupns=host --pid=host --privileged \
  -e "BPFLOCK_KMODLOCK_PROFILE=restricted" \
  -v /sys/kernel/:/sys/kernel/ \
  -v /sys/fs/bpf:/sys/fs/bpf linuxlock/bpflock

使用样例：

$ sudo unshare -p -n -f
# modprobe xfs
modprobe: ERROR: could not insert 'xfs': Operation not permitted

输出结果：

time="2022-02-07T06:50:25+01:00" level=info msg="event=syscall_execve tgid=52323 pid=52323 ppid=52288 uid=0 cgroupid=7014 comm=modprobe pcomm=bash filename=/usr/sbin/modprobe retval=0" bpfprog=execsnoop subsys=bpf


time="2022-02-07T06:50:25+01:00" level=info msg="event=lsm_kernel_read_file operation=loading module tgid=52323 pid=52323 ppid=52288 uid=0 cgroupid=7014 comm=modprobe pcomm=bash filename=xfs.ko retval=-1 reason=denied (restricted)" bpfprog=kmodlock subsys=bpf

内核镜像锁定

docker run --name bpflock -it --rm --cgroupns=host --pid=host --privileged \
  -e "BPFLOCK_KIMGLOCK_PROFILE=baseline" \
  -v /sys/kernel/:/sys/kernel/ \
  -v /sys/fs/bpf:/sys/fs/bpf linuxlock/bpflock

使用样例：

$ sudo unshare -f -p -n bash
# head -c 1 /dev/mem
head: cannot open '/dev/mem' for reading: Operation not permitted

输出结果：

time="2022-02-07T06:57:22+01:00" level=info msg="event=syscall_execve tgid=52428 pid=52428 ppid=52288 uid=0 cgroupid=7014 comm=head pcomm=bash filename=/usr/bin/head retval=0" bpfprog=execsnoop subsys=bpf


time="2022-02-07T06:57:22+01:00" level=info msg="event=lsm_locked_down operation=/dev/mem,kmem,port tgid=52428 pid=52428 ppid=52288 uid=0 cgroupid=7014 comm=head pcomm=bash retval=-1 reason=denied (baseline)" bpfprog=kimglock subsys=bpf

BPF保护

docker run --name bpflock -it --rm --cgroupns=host --pid=host --privileged \
  -e "BPFLOCK_BPFRESTRICT_PROFILE=baseline" \
  -v /sys/kernel/:/sys/kernel/ \
  -v /sys/fs/bpf:/sys/fs/bpf linuxlock/bpflock

使用样例：

$ sudo unshare -f -p -n bash
# bpftool prog
Error: can't get next program: Operation not permitted

输出结果：

time="2022-02-04T15:40:56Z" level=info msg="event=lsm_bpf tgid=2378 pid=2378 ppid=2364 uid=0 cgroupid=9458 comm=bpftool pcomm=bash filename= retval=-1 reason=baseline" bpfprog=bpfrestrict subsys=bpf


time="2022-02-04T15:40:56Z" level=info msg="event=lsm_bpf tgid=2378 pid=2378 ppid=2364 uid=0 cgroupid=9458 comm=bpftool pcomm=bash filename= retval=-1 reason=baseline" bpfprog=bpfrestrict subsys=bpf

工具配置&环境配置

假设你项目的bpflock目录中已经包含了 bpflock.yaml和bpf.d这两个配置文件了，接下来运行下列命令：

ls bpflock/
  bpf.d  bpflock.d  bpflock.yaml
docker run --name bpflock -it --rm --cgroupns=host --pid=host --privileged \
  -v $(pwd)/bpflock/:/etc/bpflock \
  -v /sys/kernel/:/sys/kernel/ \
  -v /sys/fs/bpf:/sys/fs/bpf linuxlock/bpflock

我们也可以使用“--env-file”命令来传递环境变量：

docker run --name bpflock -it --rm --cgroupns=host --pid=host --privileged \
  --env-file bpflock.env.list \
  -v /sys/kernel/:/sys/kernel/ \
  -v /sys/fs/bpf:/sys/fs/bpf linuxlock/bpflock