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Original:

Linux Security Modules: General Security Hooks for Linux

翻译:

赵岳辉 Yuehui Zhao <zhaoyuehui@cqsoftware.com.cn>

Linux安全模块：Linux通用安全钩子

作者:

Stephen Smalley

作者:

Timothy Fraser

作者:

Chris Vance

Note

本文中描述的api已经过时了。

介绍

在2001年3月，美国国家安全局（NSA）在2.5 Linux内核峰会上做了一个关于安全 增强Linux（SELinux）的报告。SELinux是Linux内核中一种实现灵活且细粒度的非 自主访问控制，最初作为自己特定的内核补丁实现。其他一些安全项目（例如RSBAC、 Medusa）也为Linux内核开发了灵活的访问控制架构，并且多个项目为Linux开发了 特定的访问控制模型（例如LIDS、DTE、SubDomain）。每个项目都开发并维护了自 己的内核补丁，以支持其安全需求。

针对美国国家安全局的报告，Linus Torvalds发表了一系列言论，描述了一个他愿 意考虑纳入主流Linux内核的安全框架。他描述了一个通用的框架，该框架将提供 一组安全钩子来控制对内核对象的操作，同时在内核数据结构中提供一组不透明的 安全域来维护安全属性。这个框架可以被可加载的内核模块用来实现任何所需的安 全模型。Linus还提出了将Linux权能代码迁移到这样一个模块中的可能性。

Linux安全模块（LSM）项目是由WireX发起开发的这样一个框架。LSM是几个安全 项目共同开发的成果，包括immununix、SELinux、SGI和Janus，以及包括 Greg Kroah-Hartman和James Morris在内的几个人，来开发一个实现这一框架的 Linux内核补丁。这项工作在2003年12月被纳入主流内核。此技术报告概述了该框 架和权能安全模块的内容。

LSM框架

LSM框架提供了一个通用的内核框架来支持安全模块。特别地，LSM框架主要关注 支持访问控制模块，尽管未来的开发可能会解决其他安全需求，比如沙箱。就其 本身而言，框架不提供任何额外的安全；它仅提供了支持安全模块的基础架构。 LSM框架是可选的，要求开启 CONFIG_SECURITY 配置。权能逻辑作为一个安全 模块被实现。该权能模块将在 LSM权能模块 一节中进一步讨论。

LSM框架在内核数据结构中包含安全域，并在内核代码的关键点调用钩子函数来 管理这些安全域并执行访问控制。它还增加了注册安全模块的函数。接口 /sys/kernel/security/lsm记录了一个以逗号分隔的安全模块列表，这些模块在 系统中是激活的。

LSM安全域只是 void* 指针。数据被称为blob，这些数据可以由框架或使用 它的各个安全模块进行管理。多个安全模块共同使用的安全blob通常由框架管理。 对于进程和程序执行的安全信息，安全域包含在 :c:type: struct task_struct <task_struct> 和 :c:type: struct cred <cred> 中。 对于文件系统的安全信息，安全域包含在 :c:type: struct super_block <super_block> 中。对于管道、文件和套接字的安全信息， 安全域包含在 :c:type: struct inode <inode> 和 :c:type: struct file <file> 中。对于System V IPC的安全信息，安全域被添加到 :c:type: struct kern_ipc_perm <kern_ipc_perm> 和 :c:type: struct msg_msg <msg_msg> 中；另外，:c:type: struct msg_msg <msg_msg> 、struct msg_queue和 struct shmid_kernel的定义被移动到头文件中（ include/linux/msg.h 和 include/linux/shm.h 视情况而定），以允许安全模块使用这些定义。

对于数据包和网络设备的安全信息，安全域被添加到 :c:type: struct sk_buff <sk_buff> 和 :c:type: struct scm_cookie <scm_cookie> 中。 与其他安全模块数据不同，这里使用的数据是一个32位整数。安全模块需要将这些值 进行映射或关联到真正的安全属性。

LSM钩子被维护在链表中。每个钩子函数都维护一个链表，这些钩子按照CONFIG_LSM中 指定的顺序被调用。每个钩子的详细文档都包含在 security/security.c 源文件中。

LSM框架提供了一种近似通用的安全模块堆栈。它定义了security_add_hooks()，每个安 全模块向它传递一个 :c:type: struct security_hooks_list <security_hooks_list> ，该结构会被添加到链表中。LSM框架没有提供移除已注册钩子的机制。SELinux安全 模块已经实现了一种移除自身的方法，然而该特性已被弃用。

这些钩子可以分为两大类：用于管理安全域的钩子和用于执行访问控制的钩子。 第一类钩子的示例包括security_inode_alloc()和security_inode_free()，这些 钩子用于为inode对象分配和释放安全结构。第二类钩子的示例是 security_inode_permission()钩子，该钩子在访问inode时检查权限。

LSM权能模块

POSIX.1e 权能逻辑作为一个安全模块维护，存储在文件 security/commoncap.c 中。权能模块使用 :c:type: lsm_info 描述中的order域来标识它为第一个注册 的安全模块。与其他模块不同，权能安全模块不使用通用的安全blob。其原因是历史 性的，主要基于开销、复杂性和性能的考虑。