Linux系统安全及应用

Posted 2020-10-19

    作为一个开放源代码的操作系统，Linux服务器以其安全、高效和稳定的显著优势而得以广泛应用。下面主要从账户安全、系统引导、登录控制的角度，优化Linux系统的安全性

账号安全控制

    用户账号，是计算机使用者的身份凭证，每个访问系统资源的人，必须要有账号才能登录计算机，在Linux中，提供了多种机制来确保用户账号的安全使用

1. 基本安全措施

（1）系统账号清理、锁定

    在Linux系统中，除了用户手动创建的各种账号外，还包括随系统或程序安装过程中生成的大量其他账号，用来维护系统运作、启动或保持服务进程，一般不允许登陆，称为非登录用户。为了保持系统安全，这些用户的登陆shell通常是/sbin/nologin，表示禁止终端登录，应确保不被人为改动

[[email protected] ~]# grep "/sbin/nologin$" /etc/passwd 
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin
lp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin
mail:x:8:12:mail:/var/spool/mail:/sbin/nologin
……  //省略部分内容

   各种非登录用户中，有一些很少用到，如news、uucp、games、gopher。可使用冗余账户，直接删除即可，还有一些随着应用程序的卸载未能自动删除，则需要管理员手动清除

[[email protected] ~]# userdel uucp
[[email protected] ~]# userdel games
[[email protected] ~]# userdel gopher

    对于一些长期不用的账号，若无法确定是否删除，应暂时锁定（用usermod、passwd命令都可以锁定、解锁账号）

[[email protected] ~]# usermod -L ysf                       //锁定账号
[[email protected] ~]# passwd -S ysf                        //查看账号状态
ysf LK 2017-12-22 0 99999 7 -1 (密码已被锁定。)
[[email protected] ~]# usermod -U ysf                       //解锁账号
[[email protected] ~]# passwd -S ysf
ysf PS 2017-12-22 0 99999 7 -1 (密码已设置，使用 SHA512 加密。)
[[email protected] ~]# passwd -l ysf
锁定用户 ysf 的密码 。
passwd: 操作成功
[[email protected] ~]# passwd -u ysf
解锁用户 ysf 的密码 。
passwd: 操作成功

    如果服务器中的账号已经固定，不进行更改，可以采用锁定账号配置文件的方法。使用chattr命令锁定、解锁文件，使用lsattr查看文件锁定情况

[[email protected] ~]# chattr +i /etc/passwd /etc/shadow              //+i，锁定文件
[[email protected] ~]# lsattr /etc/passwd /etc/shadow                 //查看文件锁定情况
----i--------e- /etc/passwd
----i--------e- /etc/shadow
[[email protected] ~]# useradd yangshufan            //文件锁定，无法添加、删除用户，也不能更改用户的密码、登陆shell、宿主目录等属性
useradd: cannot open /etc/passwd
[[email protected] ~]# chattr -i /etc/passwd /etc/shadow              //-i，解锁文件
[[email protected] ~]# useradd yangshufan                             //正常创建用户
[[email protected] ~]#

（2）密码安全控制

   为了降低密码被猜出或暴力破解的风险，应避免长期使用同一个密码。管理员可以在服务器端限制用户密码使用最大有效期天数，对密码已过期的用户，登录时要求重新设置密码，否则拒绝登录

[[email protected] ~]# vim /etc/login.defs                   //适应于新建的用户
PASS_MAX_DAYS   30              //密码最多使用30天，必须更改密码
PASS_MIN_DAYS   0               //密码最少使用0天，才能更改密码
PASS_MIN_LEN    5               //可接受的密码长度       
PASS_WARN_AGE   7               //密码到期前的警告时间

[[email protected] ~]# chage -M 30 ysf           //适用于以存在的用户，密码30天过期
[[email protected] ~]# chage -d 0 yangshufan          //下次登录时，必须更改密码

（3）命令历史、自动注销

    shell环境下，命令历史机制为用户提供了极大的便利，也带来了一些潜在的风险。只有获得用户的命令历史记录，该用户的命令操作将一览无余，服务器的安全将受到威胁。历史命令记录条数有变量HISTSIZE控制，默认1000条，可修改配置文件，影响系统中的所有用户。

[[email protected] ~]# vim /etc/profile           //适用于新登录用户
HISTSIZE=100
[[email protected] ~]# HISTSIZE=5          //适用于当前用户
[[email protected] ~]# history 
   96  chage -d 0 yangshufan
   97  vim /etc/profile
   98  export HISTSIZE=100
   99  export HISTSIZE=5
  100  history 
[[email protected] ~]# vim ~/.bash_logout        //添加以下语句，用户退出登录bash时，自动清空历史命令
history -c
clear

    bash终端环境中，可设置一个闲置超时时间，当超过指定的时间没有任何输入时，自动注销终端。由变量TMOUT控制，默认单位

[[email protected] ~]# vim /etc/profile         //适用于新登录用户
export TMOUT=600

[[email protected] ~]# TMOUT=600               //适用于当前用户
[[email protected] ~]# unset TMOUT             //如果进行耗时较长的操作，避免打扰，可取消TMOUT变量

2. 用户切换与提权

    一般情况下，不建议直接使用root用户登录，一是减少因操作失误而造成的破坏；二是降低特权密码被泄露的风险。鉴于这些原因，需要为普通用户提供一种身份切换或权限提升机制，以进行管理任务

（1）su命令——切换用户

    使用su命令，可以切换一个指定的用户，拥有该用户的所有权限

[[email protected] ~]# su - ysf            //root切换为普通用户，不需要密码验证
[[email protected] ~]$ su -                 //普通用户切换为root，需要验证，root可省略
密码：
[[email protected] ~]#

   默认所有用户允许使用su命令，从而有机会反复尝试其他用户（root）的登陆密码，带来安全风险。可以使用pam_wheel认证模块，只允许极个别用户使用su命令进行切换

[[email protected] ~]# vim /etc/pam.d/su
auth            required        pam_wheel.so use_uid      //这行去掉注释 # 
[[email protected] ~]# su - ysf
[[email protected] ~]$ su - root           //再次尝试切换，就会提示密码错误
密码：
su: 密码不正确
[[email protected] ~]$ exit
logout
[[email protected] ~]# gpasswd -a ysf wheel          //添加授权用户到wheel组
Adding user ysf to group wheel
[[email protected] ~]# grep wheel /etc/group         //查看wheel组成员
wheel:x:10:ysf
[[email protected] ~]# su - ysf                      
[[email protected] ~]$ su -                           //再次尝试切换，切换成功
密码：
[[email protected] ~]#

（2）sudo命令——提升执行权限

    使用su命令虽然可以切换为root用户，但必须知道root密码要知道每多一个人知道特权密码，就多一份风险。而sudo命令可以让普通用户拥有一部分root用户才能执行的命令，有不用知道特权密码

1）修改配置文件/etc/sudoers

[[email protected] ~]# visudo        //也可使用vi进行编辑，但保存是必须执行“：w！”强制执行
%wheel          ALL=(ALL)       NOPASSWD: ALL        //wheel组的用户不需要密码验证
yangshufan      localhost=/sbin/ifconfig             //yangshufan能在主机localhost上执行ifconfig命令修改IP地址

User_Alias      USER=ysf,yang
Host_Alias      HOST=win,www
Cmnd_Alias      CMND=/bin/rpm,/usr/bin/yum
USER            HOST=CMND                      //这四行表示允许用户ysf,yang在主机win,www上执行rpm,yum命令

yang            localhost=/sbin/*,!/sbin/ifconfig      //yang可以执行在/sbin目录下除了ifconfig外所有的命令程序

Defaults logfile="/var/log/sudo"              //启用sudo日志记录以备管理员查看

2）通过sudo执行特权命令

[[email protected] ~]$ ifconfig eth0:0 10.0.0.1/8          //未用sudo命令
SIOCSIFADDR: 权限不够
SIOCSIFFLAGS: 权限不够
[[email protected] ~]$ sudo ifconfig eth0:0 10.0.0.1/8       //使用sudo命令
……  //省略部分内容
[sudo] password for yangshufan:                             //验证密码
[[email protected] ~]$ ifconfig eth0:0                   //查看命令，执行成功
eth0:0    Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:1C:B4:FB  
          inet addr:10.0.0.1  Bcast:10.255.255.255  Mask:255.0.0.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1

[[email protected] ~]$ sudo -l                //查看获得哪些sudo授权
[sudo] password for yangshufan:  
用户 yangshufan 可以在该主机上运行以下命令：
    (root) /sbin/ifconfig       
    
[[email protected] ~]# tail /var/log/sudo           //可以看到用户的sudo操作记录
Dec 27 07:49:35 : yangshufan : TTY=pts/0 ; PWD=/home/yangshufan ; USER=root ;
    COMMAND=/sbin/ifconfig eth0:0 10.0.0.1/8

系统引导和登录控制

    现在，大部分服务器是通过远程登录的方式来进行管理的，本地引导和终端登录过程往往被忽视，从而留下安全隐患。

1. 开关机安全控制

   对于服务器主机，其物理安全是非常重要的，除了要保持机箱完好、机柜锁闭、严格控制机房人员进出、硬件设备现场接触等，在开关机方面，还要做好系统本身的安全措施

（1）调整BIOS引导设置    

* 将第一优先引导设备设为当前系统所在磁盘

* 禁止从其他设备引导系统，对应的项为Disabled

* 将Bios安全级别改为setup，并设好管理密码，以防止未授权修改

（2）禁止Ctrl+Alt+Del快捷键重启

[[email protected] ~]# vim /etc/init/control-alt-delete.conf 
#exec /sbin/shutdown -r now "Control-Alt-Delete pressed"             //加#，注释信息
[[email protected] ~]# reboot                                           //重启生效

（3）限制更改GRUB引导参数

    通过修改GRUB引导参数进入单用户模式，不需要密码就可以进入系统，而且还用于root权限，只应在紧急情况下使用。从系统安全角度来看，如果任何人都能修改GRUB引导参数，对服务器来说是个极大地威胁。所以需要为GRUB菜单设置一个密码，只有提供正确的密码才被允许修改引导参数。

[[email protected] ~]# grub-md5-crypt           //经过MD5算法加密的字符串，安全性更好
Password: 
Retype password: 
$1$vkPke/$TRfLUURiy7XMKa13XgvIH1             //经过加密的密码字符串

[[email protected] ~]# vim /boot/grub/grub.conf 
password --md5 $1$vkPke/$TRfLUURiy7XMKa13XgvIH1           //复制密码，添加到第一个title之前就可以了
……  //省略部分内容

    再次修改GRUB菜单时，必须输入正确的GRUB密码，如下图所示

2. 终端及登录控制

    在Linux中，默认开启了留个tty终端，允许任何用户进行本地登录，可从以下方面限制本地登录：

（1）减少开放的tty终端个数

    对于远程维护的Linux服务器，六个tty终端有些多余

/etc/init/tty.conf                    //控制tty终端的开启
/etc/init/start-ttys.conf             //控制tty终端的开启数量、设备文件
/etc/sysconfig/init                   //控制tty终端的开启数量、终端颜色

[[email protected] ~]# vim /etc/init/start-ttys.conf  
env ACTIVE_CONSOLES=/dev/tty[1-3]                       //修改为1-3
[[email protected] ~]# vim /etc/sysconfig/init 
ACTIVE_CONSOLES=/dev/tty[1-3]                           //修改为1-3
[[email protected] ~]# reboot

   重启后，将无法切换到tty4、tty5、tty6

（2）禁止root用户登录

    在Linux系统中，login程序会读取/etc/securetty文件，以决定允许root用户从哪些终端登录。若要禁止root用户从指定的终端登录，只需注释或删除对应的行即可

[[email protected] ~]# vim /etc/securetty 
#tty1
#tty2

（3）禁止普通用户登录

    当服务器在维护时，不希望普通用户登录系统，只需建立/etc/nologin文件即可。当login程序检测到/etc/nologin文件存在时，将拒绝普通用户登录系统（root除外）

[[email protected] ~]# touch /etc/nologin

    当收到删除/etc/nologin文件或重启主机后，即可恢复正常    

弱口令检测、端口扫描

1. 弱口令检测——John the Ripper

    过于简单的密码是服务器面临的最大风险，尽管大家知道设置一个更长、更复杂的密码会更安全，但总有人贪图方便而采用简单、易记的密码。对于任何一个承担着安全责任的管理员，及时找出这些弱口令账户是非常重要的，这样更容易采取安全措施（如提醒重设更安全的密码）

   John the Ripper是一款开源的密码破解工具，能在已知密文的情况下，快速分析明文的密码字串，支持DES、MD5等多种加密算法，允许使用密码字典进行暴力破解。通过John the Ripper，可以检测Linux/UNIX系统用户的密码强度

[[email protected] ~]# tar zxf john-1.8.0.tar.gz
[[email protected] ~]# cd john-1.8.0
[[email protected] john-1.8.0]# ls -ld *
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 12月 27 09:45 doc                           //手册文档
lrwxrwxrwx. 1 root root   10 12月 27 09:45 README -> doc/README          //链接文件
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 12月 27 09:45 run                           //运行程序
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 12月 27 09:45 src                           //源码文件

[[email protected] john-1.8.0]# cd src/
[[email protected] src]# make clean linux-x86-64                    //切换到src目录下，编译
……  //省略编译信息
[[email protected] src]# ls ../run/john                            //run子目录生成john可执行程序
../run/john
[[email protected] src]# cp /etc/shadow /etc/shadow.txt            //准备待破解的密码文件
[[email protected] src]# cd ../run
[[email protected] run]# ./john /etc/shadow.txt                    //执行暴力破解，破解后信息保存到john.pot文件
Loaded 3 password hashes with 3 different salts (crypt, generic crypt(3) [?/64])
Press 'q' or Ctrl-C to abort, almost any other key for status
ysf              (ysf)
123              (yangshufan)
……  //按Ctrl+C，终止后续过程
[[email protected] run]# ./john --show /etc/shadow.txt             //可通过--show选项，查看已破解的账户列表
ysf:ysf:17527:0:30:7:::
yangshufan:123:17527:0:99999:7:::
2 password hashes cracked, 1 left

[[email protected] run]# :> john.pot                       //清空以破解的账户列表，以便使用密码字典重新破解
[[email protected] run]# ./john --wordlist=./password.lst /etc/shadow.txt              //提供默认的密码字典password.lst，可往里添加更多密码组合
Loaded 3 password hashes with 3 different salts (crypt, generic crypt(3) [?/64])
Press 'q' or Ctrl-C to abort, almost any other key for status
123              (yangshufan)
1g 0:00:00:18 100% 0.05467g/s 193.8p/s 393.0c/s 393.0C/s [email protected]#$%..sss
Use the "--show" option to display all of the cracked passwords reliably
Session completed

    从上可看出，由于密码字典的密码组合较少，仅破解出一个其中密码。也不难看出像这类密码有多么脆弱了

2. 网络扫描——NMAP

    NMAP是一款强大的端口扫描类安全评测工具，支持ping扫描、多端口检测、OS识别等多种技术。使用NMAP定期扫描内部网络，可以找出网络中不可控的应用服务，及时关闭不安全的服务，较少安全风险

[[email protected] ~]# mount /dev/cdrom /media/
mount: block device /dev/sr0 is write-protected, mounting read-only
[[email protected] ~]# rpm -ivh /media/Packages/nmap-5.51-3.el6.x86_64.rpm

 

    NMAP的扫描程序位于/usr/bin/nmap目录下，命令基本格式如下：

nmap  [扫描类型]  [选项]  [扫描目标...]

    其中：

扫描目标：可以是主机名、IP地址、网络地址等，多个目标以空格分隔

选项：-p指定扫描的端口；-n禁用反向解析（加快扫描）    

常用的扫描类型如下

-sS：TCP SYN扫描（半开扫描），只向目标发送SYN数据包，如果收到SYN/ACK响应就认为目标正在监听，并立即断开连接；否则就认为目标端口未开放

-sT：TCP连接扫描，完整的TCP扫描方式，如果成功连接就认为目标端口正在监听；否则就认为目标端口未开放

-sF：TCP FIN扫描，开放的端口会忽略，关闭的端口会回应RST数据包。这种方式扫描可间接检测防火墙的健壮性

-sU：UDP扫描，探测目标主机提供哪些UDP服务，UDP扫描会比较慢

-sP：ICMP扫描，快速判断目标主机是否存活，不做其他扫描

-s0：跳过ping检测，当对方不响应ICMP请求时，使用这种方式可避免因无法ping通而放弃扫描

[[email protected] ~]# nmap 127.0.0.1                 //扫描常用的TCP端口
Not shown: 995 closed ports
PORT     STATE SERVICE
22/tcp   open  ssh
25/tcp   open  smtp
111/tcp  open  rpcbind
631/tcp  open  ipp
3306/tcp open  mysql

[[email protected] ~]# nmap -sU 127.0.0.1            //扫描常用的UDP端口
PORT    STATE         SERVICE
111/udp open          rpcbind
631/udp open|filtered ipp

[[email protected] ~]# nmap -p 21 192.168.1.0/24     //检测192.168.1.0/24网段有哪些主机提供FTP服务

[[email protected] ~]# nmap -n -sP 192.168.1.0/24     //检测192.168.1.0/24网段有哪些主机存活（能ping通）

[[email protected] ~]# nmap -p 139,445 192.168.4.10-20   //检测192.168.10-20的主机是否开启文件共享服务