摘要

ACL(Access Control List，访问控制列表)系统是一种软件，它能够为你的计算机提供更好的访问控制。Grsecurity是众多Linux ACL系统中比较典型和成熟的一种。这个文档是grsecurity工程的一个官方文档，是我最近在研究Linux的ACL系统时，顺便翻译的。

和lids之类的系统一样，grsecurity比较复杂，而且文档里面有很多地方也语焉不详，所以出现错误在所难免。

简介

1.什么是ACL系统？

ACL(Access Control List，访问控制列表)系统是一种软件，它能够为你的计算机提供更好的访问控制．

2.为什么需要ACL系统？

访问控制系统的作用是限制包括root用户在内的所有用户对文件、能力、资源或者套接字的访问。这是一种合法性访问控制(Mandatory Access Control)模型。随着对系统安全性的日益关注，出现了很多针对Linux系统的访问控制系统。这些Linux ACL系统多数是以内核补丁的形势出现的，Grsecurity是其中比较典型和成熟的一种。使用grsecurity，系统管理员可以赋予进程尽可能小的权限，从而使攻击者即使获得了root权限也无法控制整个系统。

3.支持的特征

grsecurity具有以下功能：

基于进程的访问控制；
基于进程的资源限制；
IP访问控制；
阻止进程暴力攻击的限制；
完全智能的学习模型；
可读的配置文件；
一个智能化的用户空间管理工具；
通过include指令，支持附加的ACL配置。参数是一个目录或者一个文件；
O(1)搜索算法；
管理员模式；
能力和ACL的继承。

安装Grsecurity系统

1.下载grsecurity内核补丁和管理工具gradm
从grsecurity的官方网站http://www.grsecurity.net，我们可以获得最新版本的grsecurity内核补丁和管理工具gradm的源代码。本文将以Redhat 7.3和最新版本的Linux-2.4.19内核为例进行讨论。

2.安装grsecurity内核补丁
下载完成之后，我们开始安装。进入内核源代码所在的目录，给内核源代码打上grsecurity补丁：
[nixe0n@nixe0n nixe0n]$ cd linux-2.4.19
[nixe0n@nixe0n linux-2.4.19]$ patch -p1 <../grsecurity-1.9.6-2.4.19.patch

然后在配置菜单中打开grsecurity支持的选项（相关选项的功能稍后将详细介绍），重新编译内核：
[nixe0n@nixe0n linux-2.4.19]$ make menuconfig
[root@nixe0n linux-2.4.19]# make dep&&make bzImage&&make modules&&make modules_install
[root@nixe0n linux-2.4.19]# cp arch/i386/boot/bzImage /boot/GRSecKernel

最后，使用自己喜欢的编辑器在/boot/grub/menu.lst文件中把GRSecKernel加入启动菜单。

安装grsecurity管理工具gradm

Grsecurity系统的管理工具叫做gradm，下载了最新版本的gradm之后，只要使用如下命令就可以完成编译和安装：
tar –zxf gradm-.tar.gz
cd gradm
make
make install

执行了make install命令时，需要定义一个管理Grsecurity ACL系统的密码。为了系统的安全性，应该使密码足够长，另外不要使这个密码和root账户的密码相同。

Grsecurity的配置

1.Grsecurity ACL的结构
grsecurity ACL规则由主题进程和对象组成。主题进程是被执行的进程；对象是文件、资源、能力(capability)和对IP的访问控制。系统的主要访问控制列表文件位于/etc/grsec/acl，如果没有这个文件，启动grsecurity系统时就会报错。

grsecurity ACL规则的结构如下所示：
 {
[+|-]
 connect {
 /:-
 }
bind {
 /:-
 }
}

2.grsecurity ACL规则的一些约定

grsecurity的访问控制规则包含一些需要注意的问题。使用时一定要记住这些约定，才能准确地利用其加强系统的安全性。这些约定包括：

所有的路径必须是绝对路径；
如果要禁止对某个文件的访问，只要忽略模式(mode)参数就可以了；
使用include关键词，可以在规则中包含已经定义过的规则，例如：
include

grsecurity访问控制规则支持注释，绝大多数UNIX系统的配置文件以及shell等脚本都是用#作为注释行的开头，grsecurity规则也是；
主题和对象不必是文件，他们也可以是有效的目录；
主题的模式包括：h、p、v、k和o（稍候我们将详细介绍）；
对象的模式包括：r、w、x、a、h、i和o（稍候我们将详细介绍）；
能力(capabilities)只有i一种模式；
不管如何配置，都至少需要一个默认的ACL，它的主题是/。如果没有，在启动grsecurity ACL系统时，gradm会告诉你缺少默认ACL；
任何主题进程的ACL规则都应该包含一个/对象；
CAP_ALL不是一个真正的能力，只是为了方便，让它表示所有的能力。例如，如果想要去掉CAP_SETUID之外的所有能力，可以使用-CAP_ALL和+CAP_SETUID实现；
传统的UNIX中，只有文件系统被赋予了访问权限才能访问文件系统上的文件，grsecurity ACL系统也是如此。

3.模式及其含义

3.1.主题进程的模式

在grsecurity ACL系统中，主题有如下模式：
h 这个进程是隐藏的，只能够被具有v模式的进程看到；
v 具有这个模式的进程拥有察看隐藏进程的能力；
p 进程是受保护的，这种模式的进程只能被具有k模式的进程杀死；
k 具有这个模式的进程可以杀死处于保护模式（p）的进程；
l 为这个进程打开学习模式；
o 撤销ACL继承

3.2.对象的模式

grsecurity访问控制规则中的对象可以有如下模式：
r 这个对象可以打开阅读；
w 这个对象可以打开写或者添加；
o 这个对象可以打开添加；
h 这个对象是隐藏的；
i 这个模式只用于二进制可执行文件。当这个对象被执行时，它继承所在主体进程的访问控制列表；

4.继承

在grsecurity ACL系统中，存在一个叫做继承（inheritance）的特征，它和C++种的继承极为类似。继承包括两种方式，第一种和配置文件有关，而第二种和内河对ACL的处理方式有关。除了主题包含o模式的规则以外，所有的ACL规则都可以使用继承。在ACL配置文件中有一些简单的规则来控制继承：

对于当前规则的某个对象，如果父ACL规则中存在对这个对象的访问控制，grsecurity就会比较两个规则所作的限制，尽量使当前规则允许的权限不大于父规则允许的权限，除非当前规则的被定义为o模式。
如果当前ACL规则中没有对某个对象的限制，grsecurity会自动使用父规则对这个对象的限制。

4.1.继承示例

为了便于理解，我们举几个有关继承的例子：
/ {
 / rwx
 /etc rx
 /usr/bin rx
 /tmp rw
}

/usr/bin/mailman {
 /tmp rwxo
}

这两个涉及到继承的ACL规则展开后，将是如下形式：
/ {
 / rwx
 /etc rx
 /usr/bin rx
 /tmp rw
}

/usr/bin/mailman {
 / rwx
 /etc rx
 /usr/bin rx
 /tmp rwx
}

在/usr/bin/mailman和/两个规则都包含对/tmp对象的访问控制。而在/usr/bin/mailman规则中，/tmp对象具有o模式，因此/规则中对/tmp对象所作的限制将被忽略。

grsecurity系统采用的继承算法不仅仅只计算对父规则的继承（例如：/bin和/bin/su），它会按照整个路径计算当前规则对所有祖先规则的继承。例如，在使用一个以/usr/X11R6/bin/XFree86为主题的访问控制规则时，grsecurity会自动地计算/usr/X11R6/bin、/usr/X11R6、/usr、/等规则设置的访问控制。

针对很多可执行文件的访问控制都有一些共性的设置，为了减少重复设置，grsecurity才引入继承的特征。在某些特殊的规则中，你可以使用o主题模式，在整个规则的范围内，禁止继承父规则的访问控制；也可以使用o对象模式，仅仅取消对某个对象访问控制的继承。

内核对于继承的处理略有不同，在这个例子中，当执行具有i模式的对象时，内核会包含进去一个主题ACL的拷贝。这样，你就可以赋予特定进程派生出的进程以特殊的权限。例如：
/ {
 / rwx
 /tmp rw
}

/usr/bin/mozilla {
 /usr/bin/mozilla-bin rxi
 /tmp rwxo
}

在这个例子中，假设/usr/bin/mozilla是一个脚本(事实的确如此)，通过它执行真正的mozilla程序/usr/bin/mozilla-bin。当/usr/bin/mozilla-bin被/usr/bin/mozilla执行时，它会继承/usr/bin/mozilla的ACL，从而获得了在/tmp目录的权限。而如果用户直接执行/usr/bin/mozilla-bin，由于访问限制，进行不能在/tmp执行。

我们看到，i模式只能用于ACL对象，因为它涉及到对主题进程ACL的继承。由于对象可以使文件或者能力，/usr/bin/mozilla的ACL可以是这样的：

/usr/bin/mozilla {
 /usr/bin/mozilla-bin rxi
 /tmp rwxo
 +CAP_SYS_RESOURCE i
}

有关能力继承的操作也有些不同。因为在一个文件对象上的继承，造成被执行的文件继承主题ACL的所有对象，包括主题ACL的能力。而如果为能力对象设置了i模式，会造成所有可执行文件继承主题的能力。因此，如果/usr/bin/mozilla脚本会执行/bin/hostname和/usr/bin/mozilla-bin两个程序，而你只要/usr/bin/bin/mozilla-bin继承CAP_SYS_RESOURCE能力，你应该使用如下设置：

/usr/bin/mozilla {
 /usr/bin/mozilla-bin rxi
 /tmp rwxo
 +CAP_SYS_RESOURCE
}

最后，还要注意一个问题，只有应用程序是通过fork()系统调用接着执行exec系统调用，或者只执行exec系统调用时，i模式才能达到期望的效果。如果应用程序是通过system()系统调用执行程序，你将不会得到自己想要得结果，因为应用程序首先要执行一个shell，由shell在执行你需要执行的程序。

5.配置文件的匹配流程

为了能够理解如何编写正确的ACL配置文件，你需要理解grsecurity ACL系统是如何匹配指定的配置文件的。下图是一个ACL匹配的流程图。其中亮蓝方框表示用户的行为；亮绿方框表示内核的行为。绿色箭头表示一个成功的操作；红色箭头表示一个失败的操作：

 
从图中你可以看到，为了建立一个对给定配置文件的匹配，grsecurity会顺着父目录向下搜索知道发现对指定目录的ACL对象。对象的匹配是按照首次匹配的原则，也就是grsecurity使用首先发现的ACL对象作为对指定目录的ACL。而访问一个文件的权限不倚赖于对文件父目录的访问权限。