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一、权限抽象
1.1用户和组
二、和权限有关的几个问题
2.1文件被创建后,初始的权限如何设置?
2.2公共执行文件的权限
2.3执行文件
2.4可不可以多个用户都登录root,然后只用root账户?
三、权限架构思想
3.1权限划分
3.2分级保护
3.3用户分组指令
3.3.1查看
3.3.2创建用户
3.3.3创建分组
3.3.4为用户增加次级分组
3.3.5修改用户主要分组
四、问题
一、权限抽象
一个完整的权限管理体系,要有合理的抽象。这里就包括对用户、进程、文件、内存、系统调用等抽象。
1.1用户和组
Linux是一个多用户平台,允许多个用户同时登录系统工作。Linux将用户抽象成了账户,账户可以登录系统,比如通过输入登录名+密码的方式登录;也可以通过证书的方式登录。
但为了方便分配每个用户的权限,Linux还支持组(Group)账户。组账户是多个账户的集合,组可以为成员们分配某一类权限。每个用户可以在多个组,这样就可以利用组给用户快速分配权限。
组的概念有点像微信群。一个用户可以在多个群中。比如某个组中分配了10个目录的权限,那么新建用户的时候可以将这个用户增加到这个组中,这样新增的用户就不必再去一个个目录分配权限。
而每一个微信群都有一个群主,Root账户也叫作超级管理员,就相当于微信群主,它对系统有着完全的掌控。一个超级管理员可以使用系统提供的全部能力。
此外,Linux还对文件进行了权限抽象(注意目录也是一种文件)。Linux中一个文件可以设置下面3种权限:
- 读权限(r):控制读取文件。
- 写权限(w):控制写入文件。
- 执行权限(x):控制将文件执行,比如脚本、应用程序等。
然后每个文件又可以从3个维度去配置上述的3种权限:
- 用户维度。每个文件可以所属1个用户,用户维度配置的rwx在用户维度生效;
- 组维度。每个文件可以所属1个分组,组维度配置的rwx在组维度生效;
- 全部用户维度。设置对所有用户的权限。
因此Linux中文件的权限可以用9个字符,3组rwx描述:
- 第一组是用户权限
- 第二组是组权限
- 第三组是所有用户的权限
然后用-代表没有权限。比如rwxrwxrwx代表所有维度可以读写执行。rw--wxr-x代表用户维度不可以执行,组维度不可以读取,所有用户维度不可以写入。
通常情况下,如果用ls-l查看一个文件的权限,会有10个字符,这是因为第一个字符代表的是文件类型。我有管道文件、目录文件、链接文件等等。
-代表普通文件、d代表目录、p代表管道。
二、和权限有关的几个问题
2.1文件被创建后,初始的权限如何设置?
一个文件创建后,文件的所属用户会被设置成创建文件的用户。谁创建谁拥有,这个逻辑很顺理成章。但是文件的组又是如何分配的呢?
这里Linux想到了一个很好的办法,就是为每个用户创建一个同名分组。
比如说zhang这个账户创建时,会创建一个叫作zhang的分组。zhang登录之后,工作分组就会默认使用它的同名分组zhang。如果zhang想要切换工作分组,可以使用newgrp指令切换到另一个工作分组。因此,被创建文件所属的分组是当时用户所在的工作分组,如果没有特别设置,那么就属于用户所在的同名分组。
再说下文件的权限如何?文件被创建后的权限通常是:
rw-rw-r--
也就是用户、组维度不可以执行,所有用户可读。
2.2公共执行文件的权限
前面提到过可以用which指令查看ls指令所在的目录,我们发现在/usr/bin中。然后用ls-l查看ls的权限,可以看到下图所示:
~]#ls-l/usr/bin/ls-rwxr-xr-x1rootroot143368Jun102020/usr/bin/ls
第一个-代表这是一个普通文件,后面的rwx代表用户维度可读写和执行;第二个r-x代表组维度不可以写;第三个r-x代表所有用户可以读和执行。后面的两个root,第一个是所属用户,第二个是所属分组。
到这里你可能会有一个疑问:如果一个文件设置为不可读,但是可以执行,那么结果会怎样?
答案当然是不可以执行,无法读取文件内容自然不可以执行。
2.3执行文件
在Linux中,如果一个文件可以被执行,则可以直接通过输入文件路径(相对路径或绝对路径)的方式执行。如果想执行一个不可以执行的文件,Linux则会报错。
当用户输入一个文件名,如果没有指定完整路径,Linux就会在一部分目录中查找这个文件。你可以通过echo$PATH看到Linux会在哪些目录中查找可执行文件,PATH是Linux的环境变量
~]#echo$PATH/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/local/go/bin:/root/bin
2.4可不可以多个用户都登录root,然后只用root账户?
最后一个问题是,可不可以都root?
答案当然是不行!但却我们实际生产中就这么使用,root权限真的太危险,应该提高linux权限使用的意识。
内核提供操作硬件、磁盘、内存分页、进程等最核心的能力,并拥有直接操作全部内存的权限,因此内核不能把自己的全部能力都提供给用户,而且也不能允许用户通过shell指令进行系统调用。Linux下内核把部分进程需要的系统调用以C语言API的形式提供出来。部分系统调用会有权限检查,比如说设置系统时间的系统调用。
三、权限架构思想
优秀的权限架构主要目标是让系统安全、稳定且用户、程序之间相互制约、相互隔离。这要求权限系统中的权限划分足够清晰,分配权限的成本足够低。
因此,优秀的架构,应该遵循最小权限原则(LeastPrivilege)。权限设计需要保证系统的安全和稳定。比如:每一个成员拥有的权限应该足够的小,每一段特权程序执行的过程应该足够的短。对于安全级别较高的时候,还需要成员权限互相牵制。比如金融领域通常登录线上数据库需要两次登录,也就是需要两个密码,分别掌握在两个角色手中。这样即便一个成员出了问题,也可以保证整个系统安全。
同样的,每个程序也应该减少权限,比如说只拥有少量的目录读写权限,只可以进行少量的系统调用。
3.1权限划分
权限架构思想还应遵循一个原则,权限划分边界应该足够清晰,尽量做到相互隔离。Linux提供了用户和分组。当然Linux没有强迫你如何划分权限,这是为了应对更多的场景。通常我们服务器上重要的应用,会由不同的账户执行。比如说Nginx、Web服务器、数据库不会执行在一个账户下。现在随着容器化技术的发展,我们甚至希望每个应用独享一个虚拟的空间,就好像运行在一个单独的操作系统中一样,让它们互相不用干扰。
3.2分级保护
因为内核可以直接操作内存和CPU,因此非常危险。驱动程序可以直接控制摄像头、显示屏等核心设备,也需要采取安全措施,比如防止恶意应用开启摄像头盗用隐私。通常操作系统都采取一种环状的保护模式。
如上图所示,内核在最里面,也就是Ring0。应用在最外面也就是Ring3。驱动在中间,也就是Ring1和Ring2。对于相邻的两个Ring,内层Ring会拥有较高的权限,可以改变外层的Ring;而外层的Ring想要使用内层Ring的资源时,会有专门的程序(或者硬件)进行保护。
比如说一个Ring3的应用需要使用内核,就需要发送一个系统调用给内核。这个系统调用会由内核进行验证,比如验证用户有没有足够的权限,以及这个行为是否安全等等。
3.3用户分组指令
3.3.1查看
使用groups指令
上面指令列出当前用户的所有分组。第一个是同名的主要分组,后面从adm开始是次级分组。
我先给你介绍两个分组,其他分组你可以去查资料:
- adm分组用于系统监控,比如/var/log中的部分日志就是adm分组。
- sudo分组用户可以通过sudo指令提升权限。
如果想查看当前用户,可以使用id指令,如下所示:
~]#iduid=0(root)gid=0(root)groups=0(root)
- uid是用户id;
- gid是组id;
- groups后面是每个分组和分组的id。
如果想查看所有的用户,可以直接看/etc/passwd。
~]#more/etc/passwdroot:x:0:0:root:/root:/bin/bashbin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologindaemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologinadm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologinlp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologinsync:x:5:0:sync:/sbin:/bin/syncshutdown:x:6:0:shutdown:/sbin:/sbin/shutdownh alt:x:7:0:h alt:/sbin:/sbin/h altmail:x:8:12:mail:/var/spool/mail:/sbin/nologinoperator:x:11:0:operator:/root:/sbin/nologingames:x:12:100:games:/usr/games:/sbin/nologinftp:x:14:50:FTPUser:/var/ftp:/sbin/nologin
/etc/passwd这个文件存储了所有的用户信息,如下图所示:
sudousermod-a-Gsudofoo
3.3.2创建用户
sudouseraddfoo
sudo原意是superuserdo,后来演变成用另一个用户的身份去执行某个指令。如果没有指定需要sudo的用户,就像上面那样,就是以超级管理员的身份。因为useradd需要管理员身份。这句话执行后,会进行权限提升,并弹出输入管理员密码的输入界面。
3.3.3创建分组
sudogroupaddhello
3.3.4为用户增加次级分组
组分成主要分组(PrimaryGroup)和次级分组(SecondaryGroup)。主要分组只有1个,次级分组可以有多个。如果想为用户添加一个次级分组,可以用usermod指令。下面指令将用户foo添加到sudo分组,从而foo拥有了sudo的权限。
sudousermod-a-Gsudofoo
-a代表append,-G代表一个次级分组的清单,最后一个foo是账户名。
3.3.5修改用户主要分组
sudousermod-gsomegroupfoo
四、问题
1、为什么不用root账户执行程序?
举个例子,你有一个Mysql进程执行在root(最大权限)账户上,如果有黑客攻破了你的Mysql服务,获得了在Mysql上执行Sql的权限,那么,你的整个系统就都暴露在黑客眼前了。这会导致非常严重的后果。
黑客可以利用Mysql的CopyFromPrgram指令为所欲为,比如先备份你的关键文件,然后再删除他们,并要挟你通过指定账户打款。如果执行最小权限原则,那么黑客即便攻破我们的Mysql服务,他也只能获得最小的权限。当然,黑客拿到Mysql权限也是非常可怕的,但是相比拿到所有权限,这个损失就小多了。
2、请简述Linux权限划分的原则?
- Linux遵循最小权限原则。
- 每个用户掌握的权限应该足够小,每个组掌握的权限也足够小。实际生产过程中,最好管理员权限可以拆分,互相牵制防止问题。
- 每个应用应当尽可能小的使用权限。最理想的是每个应用单独占用一个容器(比如Docker),这样就不存在互相影响的问题。即便应用被攻破,也无法攻破Docker的保护层。
- 尽可能少的root。如果一个用户需要root能力,那么应当进行权限包围——马上提升权限(比如sudo),处理后马上释放权限。
- 系统层面实现权限分级保护,将系统的权限分成一个个Ring,外层Ring调用内层Ring时需要内层Ring进行权限校验。