SELinux 入门 - 走看看

1.背景
SELinux是「Security-Enhanced Linux」的简称，是美国国家安全局「NSA＝The National Security Agency」和SCC（Secure Computing Corporation）开发的 Linux的一个扩张强制访问控制安全模块。原先是在Fluke上开发的，2000年以 GNU GPL 发布。

现在以Linux作为因特网服务器是越来越普遍的事了。在我这几年作过的项目里，WEB的开发基本都是基于Linux的，这里有给大公司做的，也给政府部门做的，当然更多的是中小企业做的。这其中给政府做的，我们把SELinux作为一个卖点，接受了不少项目。

2.我们需要安全操作系统的理由
现在不论是政府还是民间企业，大家对信息安全问题是越来越关心了，因为企业的业务平台的服务器上存储着大量的商务机密，个人资料，个人资料它直接关系到个人的隐私问题。特别是我们政府的网站，作为信息公开的平台，它的安全就更显得重要了。这些连到互联网的服务器，不可避免的要受到来自世界各地的各种威胁。最坏的时候我们的服务器被入侵，主页文件被替换，机密文件被盗走。除了来自外部的威胁外，内部人员的不法访问，攻击也是不可忽视的。对于这些攻击或者说是威胁，当然有很多的办法，有防火墙，入侵检测系统，打补丁等等。因为Linux也和其他的商用UNIX一样，不断有各类的安全漏洞被发现。我们对付这些漏洞不得不花很多的人力来堵住它。在这些手段之中，提高OS系统自身的牢固性就显得非常的重要。
2.1传统的Linux OS的不足之处
虽然Linux 比起 Windows 来说，它的可靠性，稳定定要好得多，但是他也是和其他的UNIX 一样，有以下这些不足之处。
１)存在特权用户root
　　任何人只要得到root的权限，对于整个系统都可以为所欲为。这一点Windows也一样。
２)对于文件的访问权的划分不够细
　　在linux系统里，对于文件的操作，只有「所有者」,「所有组」,「其他」这３类的划分。
　　对于「其他」这一类里的用户再细细的划分的话就没有办法了。
３)SUID程序的权限升级
　　如果设置了SUID权限的程序有了漏洞的话，很容易被攻击者所利用。
４)ＤＡＣ(Discretionary Access Control)问题
　　文件目录的所有者可以对文件进行所有的操作，这给系统整体的管理带来不便。

对于以上这些的不足，防火墙，入侵检测系统都是无能为力的。
在这种背景下，对于访问权限大幅强化的OS SELinux来说，它的魅力的无穷的。
2.2 SELinux的优点
SELinux系统比起通常的Linux系统来，安全性能要高的多，它通过对于用户，进程权限的最小化，即使受到攻击，进程或者用户权限被夺去，也不会对整个系统造成重大影响。

接下来我来介绍SELinux的一些特点。

特点1：MAC(Mandatory Access Control)―――对访问的控制彻底化
对于所有的文件，目录，端口这类的资源的访问，都可以是基于策略设定的，这些策略是由管理员定制的、一般用户是没有权限更改的。

特点2： TE （Type Enforcement）――― 对于进程只付与最小的权限
Te概念在 SELinux里非常的重要。它的特点是对所有的文件都赋予一个叫type的文件类型标签，对于所有的进程也赋予各自的一个叫 domain的标签。Domain标签能够执行的操作也是由access vector在策略里定好的。
我们熟悉的apache服务器，httpd进程只能在httpd_t 里运行，这个httpd_t 的domain能执行的操作，比如能读网页内容文件赋予httpd_sys_content_t, 密码文件赋予shadow_t, TCP的80端口赋予 http_port_t等等。如果在access vector里我们不允许 http_t来对http_port_t进行操作的花，Apache启动都启动不了。反过来说，我们只允许80端口，只允许读取被标为 httpd_sys_content_t的文件，httpd_t就不能用别的端口，也不能更改那些被标为httpd_sys_content_t的文件（read only)。

特点3：ｄｏｍａｉｎ迁移 ―― 防止权限升级
在用户环境里运行点对点下载软件azureus，你当前的domain是fu_t, 但是，你考虑到安全问题，你打算让他在azureus_t里运行，你要是在terminal里用命令启动azureus的话，它的进程的domain就会默认继承你实行的shell的fu_t。
有了ｄｏｍａｉｎ迁移的话，我们就可以让azureus在我们指定的azureus_t里运行，在安全上面，这种做法更可取，它不会影响到你的fu_t。
下面是domain迁移指示的例子：
domain_auto_trans(fu_t, azureus_exec_t, azureus_t)
意思就是，当在 fu_t domain里，实行了被标为 azureus_exec_t的文件时，domain 从fu_t迁移到 azureus_t 。下面是Apache启动的迁移图。注意了，因为从哪一个domain能迁移到httpd_t是在策略里定好了，所以要是我们手动 (/etc/init.d/httpd start)启动apache的话，可能仍然留在sysadm_t里，这样就不能完成正确的迁移。要用run_init命令来手动启动。

特点4： RBAC（role base access control) ――――― 对于用户只付与最小的权限
对于用户来说，被划分成一些ROLE，即使是ROOT用户，你要是不在sysadm_r里，也还是不能实行sysadm_t管理操作的。因为，那些ROLE可以执行那些domain也是在策略里设定的。ROLE也是可以迁移的，但是也只能安策略规定的迁移。

3. 控制切换
从fedora core 2开始， 2.6内核的版本都支持selinux.我们看看 Fedora core 5 里的/etc/sysconfig/selinux标准设定吧。
# This file controls the state of SELinux on the system.
# SELINUX= can take one of these three values:
# enforcing - SELinux security policy is enforced.
# permissive - SELinux prints warnings instead of enforcing.
# disabled - SELinux is fully disabled.
SELINUX=enforcing
#SELINUX=disabled
# SELINUXTYPE= type of policy in use. Possible values are:
# targeted - Only targeted network daemons are protected.
# strict - Full SELinux protection.
SELINUXTYPE=targeted

SELINUX有「disabled」「permissive」，「enforcing」3种选择。

Disabled就不用说了，permissive就是Selinux有效，但是即使你违反了策略的话它让你继续操作，但是把你的违反的内容记录下来。在我们开发策略的时候非常的有用。
相当于Debug模式。
Enforcing就是你违反了策略，你就无法继续操作下去。

SELINUXTYPE呢，现在主要有2大类，一类就是红帽子开发的targeted，它只是对于，主要的网络服务进行保护，比如 apache ,sendmail, bind,postgresql等，不属于那些domain的就都让他们在unconfined_t里，可导入性高，可用性好但是不能对整体进行保护。
另一类是Strict，是NAS开发的，能对整个系统进行保护，但是设定复杂，我认为虽然它复杂，但是一些基本的会了，还是可以玩得动的。

我们除了在/etc/sysconfig/selinux设它有效无效外，在启动的时候，也可以通过传递参数selinux给内核来控制它。(Fedora 5默认是有效）

kernel /boot/vmlinuz-2.6.15-1.2054_FC5 ro root=LABEL=/ rhgb quiet selinux=0
上面的变更可以让它无效。

[root@python sysconfig]# /usr/sbin/getenforce
Enforcing
确认有效后重新对文件系统赋予标签：
[root@python sysconfig]# /sbin/fixfiles relabel
或者
[root@python /]# touch /.autorelabel
然后 reboot ,你就在secure的Linux环境下工作了。
4. SELinux的基本操作
SELinux是个经过安全强化的Linux操作系统，实际上，基本上原来的运用软件没有必要修改就能在它上面运行。真正做了特别修改的RPM包只要50多个。像文件系统EXT3都是经过了扩展。对于一些原有的命令也进行了扩展，另外还增加了一些新的命令，接下来我们就来看看这些命令。
4.1 文件操作
1）ls命令
在命令后加个－Z 或者加 –context
[root@python azureus]# ls -Z
-rwxr-xr-x fu fu user_u:object_r:user_home_t azureus
-rw-r--r-- fu fu user_u:object_r:user_home_t Azureus2.jar
-rw-r--r-- fu fu user_u:object_r:user_home_t Azureus.png

2）chcon
更改文件的标签
[root@python tmp]# ls --context test.txt
-rw-r--r-- root root root:object_r:staff_tmp_t test.txt

[root@python tmp]# chcon -t etc_t test.txt
[root@python tmp]# ls -lZ test.txt
-rw-r--r-- root root root:object_r:etc_t test.txt

3)restorecon
当这个文件在策略里有定义是，可以恢复原来的文件标签。

4）setfiles
跟chcon一样可以更改一部分文件的标签，不需要对整个文件系统重新设定标签。

5）fixfiles
一般是对整个文件系统的，后面一般跟 relabel,对整个系统 relabel后，一般我们都重新启动。如果，在根目录下有.autorelabel空文件的话，每次重新启动时都调用 fixfiles relabel

6）star
就是tar在SELinux下的互换命令，能把文件的标签也一起备份起来。

7）cp
可以跟 -Z, --context=CONTEXT 在拷贝的时候指定目的地文件的security context

8）find
可以跟 –context 查特定的type的文件。
例子：
find /home/fu/ --context fu:fu_r:amule_t -exec ls -Z {} /:

9）run_init
在sysadm_t里手动启动一些如Apache之类的程序，也可以让它正常进行，domain迁移。
4.2进程domain的确认
程序现在在那个domain里运行，我们可以在ps 命令后加－Z
[root@python /]# ps -eZ
LABEL PID TTY TIME CMD
system_u:system_r:init_t 1 ? 00:00:00 init
system_u:system_r:kernel_t 2 ? 00:00:00 ksoftirqd/0
system_u:system_r:kernel_t 3 ? 00:00:00 watchdog/0
4.3ROLE的确认和变更
命令id能用来确认自己的 security context
[root@python ~]# id
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root),1(bin),2(daemon),3(sys),4(adm),6(disk),10(wheel) context=root:staff_r:staff_t
这里，虽然是ROOT用户，但也只是在一般的ROLE和staff_t里运行，如果在enforcing模式下，这时的ROOT对于系统管理工作来说，是什么也干不了。

[root@python ~]# newrole -r sysadm_r
Authenticating root.
口令：
[root@python ~]# id
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root),1(bin),2(daemon),3(sys),4(adm),6(disk),10(wheel) context=root:sysadm_r:sysadm_t
4.4模式切换
1）getenforce
得到当前的SELINUX值
[root@python bin]# getenforce
Permissive
2）setenforce
更改当前的SELINUX值，后面可以跟 enforcing,permissive 或者 1, 0。
[root@python bin]# setenforce permissive

3）sestatus
显示当前的 SELinux的信息
[root@python bin]# sestatus -v
SELinux status: enabled
SELinuxfs mount: /selinux
Current mode: permissive
Mode from config file: permissive
Policy version: 20
Policy from config file: refpolicy

Process contexts:
Current context: user_u:user_r:user_t
Init context: system_u:system_r:init_t
/sbin/mingetty system_u:system_r:getty_t
/usr/sbin/sshd system_u:system_r:sshd_t

File contexts:
Controlling term: user_u:object_r:user_devpts_t
/etc/passwd system_u:object_r:etc_t
/etc/shadow system_u:object_r:shadow_t
/bin/bash system_u:object_r:shell_exec_t
/bin/login system_u:object_r:login_exec_t
/bin/sh system_u:object_r:bin_t -> system_u:object_r:shell_exec_t
/sbin/agetty system_u:object_r:getty_exec_t
/sbin/init system_u:object_r:init_exec_t
/sbin/mingetty system_u:object_r:getty_exec_t
4.5其他重要命令
1）Audit2allow
很重要的一个以python写的命令，主要用来处理日志，把日志中的违反策略的动作的记录，转换成 access vector，对开发安全策略非常有用。在refpolicy里，它的功能比以前有了很大的扩展。
[root@python log]# cat dmesg | audit2allow -m local > local.te

2）checkmodule -m -o local.mod local.te
编译模块
[root@python log]# checkmodule -m -o local.mod local.te
checkmodule: loading policy configuration from local.te
checkmodule: policy configuration loaded
checkmodule: writing binary representation (version 5) to local.mod

3）semodule_package
创建新的模块
[root@python log]# semodule_package -o local.pp -m local.mod

4)semodule
可以显示，加载，删除模块
加载的例子：
[root@python log]# semodule -i local.pp

5）semanage
这是一个功能强大的策略管理工具，有了它即使没有策略的源代码，也是可以管理安全策略的。因为我主要是介绍用源代码来修改策略的，详细用法大家可以参考它的man页。
5. 定制策略
FC4,RHEL4等都是采用策略1.X版本的，并且是提供策略源代码的RPM包。从FC5开始策略的版本从1.X 升级到2.X。2.X版本的refpolicy(reference policy)最大的一个变化就是引进模块（module)这个概念, 同一套策略源代码就可以支持Multi-LevelSecurity（MLS）和non-MLS。
http://serefpolicy.sf.net/
标准的FC5里不提供源代码的RPM包。FC5提供的audit2allow,semanage,semodule也是可以开发一些简单的策略模块的。但是，要是作策略模块的开发，增加一个ROLE之类的，最好还是下载refpolicy的源代码。
5.1策略源文件的安装
从CVS服务器下载的源代码是最新的，如果遇到象make的时候出错，那么最好就是把你系统里和SELinux有关的那些包更新到最新的状态。
从source Forge的CVS服务器下载源代码

[root@python src]# cd /usr/local/src
[root@python src]# cvs -d:pserver:anonymous@cvs.sourceforge.net:/cvsroot/serefpolicy login
[root@python src]# cvs -z3 -d:pserver:anonymous@cvs.sourceforge.net:/cvsroot/serefpolicy co -P refpolicy

[root@python src]# cd refpolicy/

[root@python src]# make install-src

安装好了的源代码目录结构如下图所示：

每一个模块有3个文件构成，比如上图的sudo.fc 就是和命令sudo相关的文件的定义标签，（file context rabel)，sudo.te是Type Enforcement定义，包括TE访问规则等，sudo.if是一个外部模块调用这个模块的接口定义。

[root@python src]# cd /etc/selinux/refpolicy/src/policy
[root@python policy]# cp build.conf build.conf.org
[root@python policy]# vi build.conf
[root@python policy]# diff build.conf build.conf.org
32c32
< DISTRO = redhat
---
> #DISTRO = redhat
43c43
< MONOLITHIC=n
---
> MONOLITHIC=y
[root@python src]# make conf
[root@python src]# make

这样，在/etc/selinux/refpolicy/src/policy下生成很多的以pp为后缀的文件，这些就是SELinux模块。接下来我们修改/etc/sysconfig/selinux，设成SELINUXTYPE=refpolicy，然后reboot.

启动后，确认策略的适用情况，现在的版本是20。
[fu@python ~]$ /usr/sbin/sestatus
SELinux status: enabled
SELinuxfs mount: /selinux
Current mode: permissive
Mode from config file: permissive
Policy version: 20
Policy from config file: refpolicy
5.2给程序定制domain
开发程序策略的一般步骤
1.给文件，端口之类的object赋予type 标签
2.设置 Type Enforcement (Domain 迁移，访问许可）
3.策略加载
4.permissive模式下运行程序
5.确认日志，用audit2allow生成访问许可
6.重复1，2，3，4，5动作，直到没有违反的日志出现
7.切换到enforcing模式，正式运用
因为我们所常用的那些服务的策略模块都已经有了，修改的时候也比较简单。在这里我就举个一般的例子。用点对点下载的朋友估计都跟我一样，在Linux上用 azureus，Amule来下载东西吧。
接下来以azureus为例，介召如何在FC5里追加一个azureus.pp模块。我们在追加azureus.pp模块之前，azureus是在系统给用户设好的user_t domain里运行。
[fu@python azureus]$ ps -efZ|grep azureus
user_u:user_r:user_t fu 1751 1732 0 22:28 pts/3 00:00:00 /bin/bash ./azureus
接下来我们在追加3个文件。
1）azureus.fc
在这里我只定义一个文件，实际要是真的用的，还要定义azureus_t能写的目录等。
[root@python apps]# more azureus.fc
/home/fu/azureus -- gen_context(user_u:object_r:azureus_exec_t,s0)

2）azureus.te
[root@python apps]# more azureus.te
policy_module(azureus,1.0.0)
type azureus_t;
type azureus_exec_t;
role user_r types azureus_t;
require {
type user_t;
};
domain_type(azureus_t)
domain_entry_file(azureus_t, azureus_exec_t)
domain_auto_trans(user_t, azureus_exec_t, azureus_t)

3)azureus.if
实际上没有别的模块要调用azureus，所以这个文件就是空文件也不要紧。
[root@python apps]# more azureus.if
# policy/modules/apps/azureus.if
## <summary>Myapp example policy</summary>
## <summary>
## Execute a domain transition to run azureus.
## </summary>
## <param name="domain">
## Domain allowed to transition.
## </param>
interface(`azureus_domtrans',`
gen_requires(`
type azureus_t, azureus_exec_t;
')
domain_auto_trans($1,azureus_exec_t,azureus_t)
allow $1 azureus_t:fd use;
allow azureus_t $1:fd use;
allow $1 azureus_t:fifo_file rw_file_perms;
allow $1 azureus_t:process sigchld;
')
在/etc/selinux/refpolicy/src/policy/policy/module.conf 里加入下面一行
[root@python policy]# tail -1 modules.conf
azureus = module

确认/etc/selinux/refpolicy/src/policy里MONOLITHIC=n
最后make , make load
[root@python policy]# pwd
/etc/selinux/refpolicy/src/policy
[root@python policy]# make;make load
正常终了后，我们可以用 semodule命令来确认 azureus.pp下载下去了没有。
[root@python policy]# semodule -l |grep azureus
azureus 1.0.0
看样子是没有问题。好了我们再看看 /home/fu/azureus/azureus的security context，我们刚才在azureus.fc里是期望它是 user_u:object_r:azureus_exec_t ，可是它这个时候还是继承了默认的 user_u:object_r:user_home_t ，如果不是我们期望的文件标签的话，domain是无法从user_t迁移到azureus_t的，因为relabel的话，会对整个文件系统进行重新设标签，很花时间，所以我们用在上面介绍过文件标签更改的命令chcon命令来改标签。
[root@python azureus]# chcon -t azureus_exec_t azureus
再看看这次的新标签，果然如我们期望的，变成azureus_exec_t了。
[root@python policy]# ls -lZ /home/fu/azureus/
-rwxr-xr-x fu fu user_u:object_r:azureus_exec_t azureus
-rw-r--r-- fu fu user_u:object_r:user_home_t Azureus2.jar
接下来退出ROOT用户，以用户fu登录，运行azureus命令。
[root@python azureus]# ps -efZ|grep azureus
user_u:user_r:azureus_t fu 8703 8647 0 23:23 pts/1 00:00:00 /bin/bash ./azureus
user_u:user_r:azureus_t fu 8717 8703 4 23:24 pts/1 00:01:29 java -Djava.ext.dirs=/usr/lib/jvm/java-1.4.2-gcj-1.4.2.0/jre/lib/ext -Xms16m -Xmx128m -cp /home/fu/azureus/Azureus2.jar:/home/fu/azureus/swt.jar -Djava.library.path=/home/fu/azureus -Dazureus.install.path=/home/fu/azureus org.gudy.azureus2.ui.swt.Main
user_u:user_r:user_t root 9347 1956 0 23:59 pts/2 00:00:00 grep azureus

高兴吧！成功了。
在这里我只是演示如何让domain迁移，至于azureus的严格的access vector的设置我都忽略了。
5.3 给自己增加个专用的ROLE
在这里我们要增加一个叫madia的ROLE，在追加时要对一些文件进行修改。
5.3.1 /etc/selinux/refpolicy/src/policy/policy/modules/kernel下的文件修改
1) kernel.te
[root@python kernel]# vi kernel.te
在role user_r 的下面加上一行
role madia_r;
2) domain.te
[root@python kernel]# vi domain.te
在 role user_r types domain; 的下面加上一行
role madia_r type domain;
5.3.2 /etc/selinux/refpolicy/src/policy/policy/modules/system下的文件修改
[root@python system]# vi userdomain.te
在第5行追加madia_r,如下所示：
role sysadm_r, staff_r, user_r,madia_r;
在unpriv_user_template(user)下面加上下面的一行。
unpriv_user_template(madia)
5.3.3 /etc/selinux/refpolicy/src/policy/policy下的文件修改
1）user
users和策略1.X里的users差不多。定义用户能利用的ROLE。
[root@python policy]# vi users
gen_user(madia, madia, madia_r, s0, s0)
2）rolemap
[root@python policy]# vi rolemap
在user_r user user_t下面加上一行
madia_r madia madia_t
5.3.4 重新make 策略
[root@python policy]# make load
5.3.5 /etc/selinux/refpolicy/seusers 文件的修改
Seusers是系统一般用户和SELinux的用户映射。
[root@python refpolicy]# vi seusers
madia:madia
5.3.6 /etc/selinux/refpolicy/contexts下的文件修改
1)default_type
决定用户登录时的默认ROLE。
[root@python refpolicy]# vi contexts/default_type
madia_r:madia_t
2）default_contexts
决定用户登录时的默认security context
[root@python refpolicy]# vi contexts/default_contexts
system_r:local_login_t madia_r:madia_t staff_r:staff_t user_r:user_t sysadm_r:sysadm_t
5.3.7 以madia用户重新登录
最后以用户madia登录，查看是不是进入madia_t了。
[madia@python ~]$ id
uid=501(madia) gid=501(madia) groups=501(madia) context=madia:madia_r:madia_t
以上我们可以看出，madia用户确实是进入了madia_t 运行了。
我们在以上的操作中，实际上还有修改遗漏的地方，每当重新make的时候，seusers都会回到原来的设定，有兴趣的朋友可以自己找出哪里还需要修改。
6.最后
我们现在主要还是targeted策略，因为我们的服务器，基本上也就跑apache,postgresql,tomcat,bind,postfix这几个服务。Targeted能够保护它。我们的目标是将一些影响比较小的，服务比较单一的服务器移植到能运行strict策略的服务器上。当然，即使我们用SELinux，对于系统的安全也不能掉以轻心，认为有了SELinux就100％安全。
比如targeted里有unconfined_t，任何在这个domain里运行的都是不被保护的。还有，系统管理员对TE的设置错误造成不能很好的保护，还内核的漏洞，Dos攻击等，SELinux也是无能为力的。
除了SELinux外，还有LIDS ，TOMOYO LINUX，AppArmor等安全操作系统。大家对LIDS和AppArmor有可能比较熟悉，TOMOYO是日本NTT数据公司开发的。也许有朋友在选择的时候不知道该用那个好。
安全级别高<----------------------------------->易用性高
SELINUX >> TOMOYO >> LIDS >> AppArmor