记录一次setcap提权失败的经历

Posted 2022-08-12 linuxxl

Linux是一种安全操作系统，它给普通用户尽可能低的权限，而把全部的系统权限赋予一个单一的帐户root。root帐户用来管理系统、安装软件、管理帐户、运行某些服务、安装/卸载文件系统、管理用户、安装软件等。另外，普通用户的很多操作也需要root权限，这通过setuid实现。

 

这种依赖单一帐户执行特权操作的方式加大了系统的面临风险，而需要root权限的程序可能只是为了一个单一的操作，例如：绑定到特权端口、打开一个只有root权限可以访问的文件。某些程序可能有安全漏洞，而如果程序不是以root的权限运行，其存在的漏洞就不可能对系统造成什么威胁。

 

从2.1版开始，内核开发人员在Linux内核中加入了能力(capability)的概念。其目标是消除需要执行某些操作的程序对root帐户的依赖。

 

Linux内核能力详解

 

传统UNIX的信任状模型非常简单，就是“超级用户对普通用户”模型。在这种模型中，一个进程要么什么都能做，要么几乎什么也不能做，这取决于进程的UID。如果一个进程需要执行绑定到私有端口、加载/卸载内核模块以及管理文件系统等操作时，就需要完全的root权限。很显然这样做对系统安全存在很大的威胁。UNIX系统中的SUID问题就是由这种信任状模型造成的。例如，一个普通用户需要使用ping命令。这是一个SUID命令，会以root的权限运行。而实际上这个程序只是需要RAW套接字建立必要ICMP数据包，除此之外的其它root权限对这个程序都是没有必要的。如果程序编写不好，就可能被攻击者利用，获得系统的控制权。

 

使用能力(capability)可以减小这种风险。系统管理员为了系统的安全可以剥夺root用户的能力，这样即使root用户也将无法进行某些操作。而这个过程又是不可逆的，也就是说如果一种能力被删除，除非重新启动系统，否则即使root用户也无法重新添加被删除的能力。

 

Capabilities的主要思想在于分割root用户的特权，即将root的特权分割成不同的能力，每种能力代表一定的特权操作。例如：能力CAP_SYS_MODULE表示用户能够加载(或卸载)内核模块的特权操作，而CAP_SETUID表示用户能够修改进程用户身份的特权操作。在Capbilities中系统将根据进程拥有的能力来进行特权操作的访问控制。

    在Capilities中，只有进程和可执行文件才具有能力，每个进程拥有三组能力集，分别称为cap_effective, cap_inheritable, cap_permitted(分别简记为:pE,pI,pP)，其中cap_permitted表示进程所拥有的最大能力集；cap_effective表示进程当前可用的能力集，可以看做是cap_permitted的一个子集；而cap_inheitable则表示进程可以传递给其子进程的能力集。系统根据进程的cap_effective能力集进行访问控制，cap_effective为cap_permitted的子集，进程可以通过取消cap_effective中的某些能力来放弃进程的一些特权。可执行文件也拥有三组能力集，对应于进程的三组能力集，分别称为cap_effective, cap_allowed 和 cap_forced（分别简记为fE,fI,fP），其中，cap_allowed表示程序运行时可从原进程的cap_inheritable中集成的能力集，cap_forced表示运行文件时必须拥有才能完成其服务的能力集；而cap_effective则表示文件开始运行时可以使用的能力。

（一）Linux内核中Capabilities的实现机制

     Linux内核从2.2版本开始，就加进的Capabilities的概念与机制，并随着版本升高逐步得到改进。在linux中，root权限被分割成一下29中能力：

CAP_CHOWN:修改文件属主的权限

CAP_DAC_OVERRIDE:忽略文件的DAC访问限制

CAP_DAC_READ_SEARCH:忽略文件读及目录搜索的DAC访问限制

CAP_FOWNER：忽略文件属主ID必须和进程用户ID相匹配的限制

CAP_FSETID:允许设置文件的setuid位

CAP_KILL:允许对不属于自己的进程发送信号

CAP_SETGID:允许改变进程的组ID

CAP_SETUID:允许改变进程的用户ID

CAP_SETPCAP:允许向其他进程转移能力以及删除其他进程的能力

CAP_LINUX_IMMUTABLE:允许修改文件的IMMUTABLE和APPEND属性标志

CAP_NET_BIND_SERVICE:允许绑定到小于1024的端口

CAP_NET_BROADCAST:允许网络广播和多播访问

CAP_NET_ADMIN:允许执行网络管理任务

CAP_NET_RAW:允许使用原始套接字

CAP_IPC_LOCK:允许锁定共享内存片段

CAP_IPC_OWNER:忽略IPC所有权检查

CAP_SYS_MODULE:允许插入和删除内核模块

CAP_SYS_RAWIO:允许直接访问/devport,/dev/mem,/dev/kmem及原始块设备

CAP_SYS_CHROOT:允许使用chroot()系统调用

CAP_SYS_PTRACE:允许跟踪任何进程

CAP_SYS_PACCT:允许执行进程的BSD式审计

CAP_SYS_ADMIN:允许执行系统管理任务，如加载或卸载文件系统、设置磁盘配额等

CAP_SYS_BOOT:允许重新启动系统

CAP_SYS_NICE:允许提升优先级及设置其他进程的优先级

CAP_SYS_RESOURCE:忽略资源限制

CAP_SYS_TIME:允许改变系统时钟

CAP_SYS_TTY_CONFIG:允许配置TTY设备

CAP_MKNOD:允许使用mknod()系统调用

CAP_LEASE:允许修改文件锁的FL_LEASE标志

参考man capabilities

 

注意点：

1)如果改变文件名,则能力保留到新文件.

2)用setcap -r /bin/chown可以删除掉文件的能力.

3)重新用setcap授权将覆盖之前的能力. 

 

设置方法：

setcap cap_net_raw,cap_net_admin=eip /usr/bin/dumpcap 完成。 可以使用 getcap /usr/bin/dumpcap验证，输出应当是：/usr/bin/dumpcap = cap_net_admin,cap_net_raw+eip

 

 

实例说明1：非root用户对小于1024端口的提权

对于编译安装的nginx，路径/tmp/nginx

当普通用户试图启动nginx时报错Permission denied

 

 

切到root用户提权

~]# setcap cap_net_bind_service=+ep /tmp/nginx/sbin/nginx

 

 

 

 

实例说明2：非root用户查看/etc/shadow

~ ]# setcap cap_dac_read_search=eip /bin/cat

 

工作中遇到过，一个坑某块磁盘的挂载属性含nosuid 导致提权nginx 80端口给nginx用户失败