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BEZEICHNUNG
capabilities - Überblick über Linux-Capabilitys
BESCHREIBUNG
Für den Zweck der Durchführung von Rechteprüfungen unterscheiden traditionelle UNIX-Implementierungen
zwei Arten von Prozessen: Privilegierte Prozesse (deren effektive Benutzerkennung 0 ist, auch als
Superuser oder Root benannt) und unprivilegierte Prozesse (deren effektive UID von Null verschieden ist).
Privilegierte Prozesse übergehen alle Kernel-Rechteprüfungen, während unprivilegierte Prozesse der vollen
Rechteprüfung, basierend auf den Berechtigungsnachweisen des Prozesses (normalerweise: effektive UID,
effektive GID und ergänzende Gruppenliste), unterliegen.
Beginnend mit Kernel 2.2 unterteilt Linux die Privilegien, die traditionell mit dem Superuser assoziiert
sind, in getrennte Einheiten, die als Capabilitys bekannt sind. Diese können unabhängig voneinander
aktiviert oder deaktiviert werden. Capabilitys sind ein Attribut pro Thread.
Liste der Capabilitys
Die folgende Liste zeigt die in Linux implementierten Capabilitys und die Aktionen oder Verhalten, die
jede Capability erlaubt:
CAP_AUDIT_CONTROL (seit Linux 2.6.11)
Kernel-Auditierung aktivieren und deaktivieren; die Auditierung-Filterregel ändern; den
Auditstatus und Filterregel abfragen.
CAP_AUDIT_READ (seit Linux 3.16)
Erlaubt das Schreiben des Audit-Protokolls über einen Multicast-Netlink-Socket.
CAP_AUDIT_WRITE (seit Linux 2.6.11)
Datensätze in das Audit-Protokoll des Kernels schreiben.
CAP_BLOCK_SUSPEND (seit Linux 3.5)
Funktionalitäten einsetzen, die die System-Supsendierung blockieren können (epoll(7) EPOLLWAKEUP,
/proc/sys/wake_lock).
CAP_BPF (seit Linux 5.8)
privilegierte BPF-Aktionen einsetzen; siehe bpf(2) und bpf-helpers(7).
Diese Capability wurde in Linux 5.8 hinzugefügt, um die BPF-Funktionalität aus der überladenen
Capability CAP_SYS_ADMIN auszugliedern.
CAP_CHECKPOINT_RESTORE (seit Linux 5.9)
* Aktualisiert /proc/sys/kernel/ns_last_pid (siehe pid_namespaces(7));
* verwendet die Funktionalität set_tid von clone3(2);
* liest die Inhalte der symbolischen Links in /proc/[PID]/map_files für andere Prozesse.
Diese Capability wurde in Linux 5.9 hinzugefügt, um die
Prüfpunkt-/Wiederherstellungs-Funktionalität aus der überladenen Capability CAP_SYS_ADMIN
auszugliedern.
CAP_CHOWN
beliebige Änderungen an Datei-UIDs und GIDs vornehmen (siehe chown(2)).
CAP_DAC_OVERRIDE
Lese-, Schreibe und Ausführrechteprüfungen umgehen. (DAC ist die Abkürzung für »discretionary
access control«, benutzerbestimmbare Zugriffssteuerung)
CAP_DAC_READ_SEARCH
* Dateileserechteprüfungen und Verzeichnislese- und -ausführrechteprüfungen umgehen.
* open_by_handle_at(2) aufrufen.
* Verwenden Sie den Schalter AT_EMPTY_PATH von linkat(2), um einen Link auf eine Datei, auf die
sich ein Dateideskriptor bezieht, zu erstellen.
CAP_FOWNER
* Rechteprüfungen umgehen, die normalerweise verlangen, dass die Dateisystem-UID des Prozesses mit
der UID der Datei übvereinstimmt (z.B. chmod(2), utime(2)), hierbei sind Aktionen, die durch
CAP_DAC_OVERRIDE und CAP_DAC_READ_SEARCH abgedeckt sind, ausgeschlossen;
* Inode-Schalter für beliebige Dateien setzen (siehe ioctl_iflags(2));
* Zugriffssteuerlisten (»Access Control Lists«, ACLs) auf beliebige Dateien setzen;
* »sticky«-Bit von Verzeichnissen beim Dateilöschen ignorieren;
* verändert Benutzer-erweiterte Attribute bei »sticky«-Verzeichnissen, die irgendeinem Benutzer
gehören;
* O_NOATIME für beliebige Dateien in open(2) und fcntl(2) setzen.
CAP_FSETID
* Set-User-ID- und Set-Group-ID-Modus-Bits nicht zurücksetzen, wenn eine Datei verändert wird;
* das Set-Group-ID-Bit für eine Datei setzen, deren GID nicht auf das Dateisystem- oder eine der
ergänzenden GIDs des aufrufenden Prozesses passt.
CAP_IPC_LOCK
Speicher sperren (mlock(2), mlockall(2), mmap(2), shmctl(2)).
CAP_IPC_OWNER
Rechteprüfungen für Aktionen mit System-V-IPC-Objekten umgehen.
CAP_KILL
Rechteprüfungen beim Senden von Signalen umgehen (siehe kill(2)). Dies schließt die
ioctl(2)-KDSIGACCEPT-Aktion mit ein.
CAP_LEASE (seit Linux 2.4)
Etabliert Ausleihen für beliebige Dateien (siehe fcntl(2)).
CAP_LINUX_IMMUTABLE
Setzt die Inode-Schalter FS_APPEND_FL und FS_IMMUTABLE_FL (siehe ioctl_iflags(2)).
CAP_MAC_ADMIN (seit Linux 2.6.25)
MAC-Konfiguration oder Statusänderungen erlauben. Implementiert für das Smack-Linux-Security-Modul
(LSM).
CAP_MAC_OVERRIDE (seit Linux 2.6.25)
Mandatory Access Control (MAC) außer Kraft setzen. Für das Smack-LSM implementiert.
CAP_MKNOD (seit Linux 2.4)
Spezielle Dateien mittels mknod(2) erstellen.
CAP_NET_ADMIN
Verschiedene Netz-bezogene Aktionen durchführen:
* Schnittstellenkonfiguration;
* Administration von IP-Firewall, Masquerading und Abrechnung;
* Routing-Tabellen verändern;
* an beliebige Adresse für eine transparente Proxyfunktion binden;
* type-of-service (TOS) setzen;
* Treiberstatistiken bereinigen;
* den »promiscuous«-Modus einschalten;
* Multicasting aktivieren;
* setsockopt(2) verwenden, um die folgenden Socket-Optionen zu setzen: SO_DEBUG, SO_MARK,
SO_PRIORITY (für eine Priorität außerhalb des Bereichs 0 bis 6), SO_RCVBUFFORCE und
SO_SNDBUFFORCE.
CAP_NET_BIND_SERVICE
Einen Socket an einen privilegierten Internet-Domain-Port binden (Portnummern kleiner als 1024).
CAP_NET_BROADCAST
(Unbenutzt) Socket-Broadcasts durchführen und auf Multicasts warten.
CAP_NET_RAW
* RAW- und PACKET-Sockets verwenden;
* an beliebige Adresse für eine transparente Proxyfunktion binden.
CAP_PERFMON (seit Linux 5.8)
verschiedene Leistungsüberwachungsmechanismen einzusetzen, einschließlich:
* perf_event_open(2) aufrufen;
* verschiedene BPF-Aktionen einzusetzen, die Leistungsauswirkungen haben.
Diese Capability wurde in Linux 5.8 hinzugefügt, um die Überwachungsfunktionalität aus der
überladenen Capability CAP_SYS_ADMIN auszugliedern. Siehe auch die Kernelquelldatei
Documentation/admin-guide/perf-security.rst.
CAP_SETGID
* Beliebige Manipulationen an den GIDs und der Liste der ergänzenden GIDs des Prozesses vornehmen;
* GID fälschen, wenn Socket-Berechtigungsnachweise via UNIX-Domain-Sockets weitergebeben werden;
* eine Gruppenkennungs-Abbildung in einen Benutzernamensraum schreiben (siehe user_namespaces(7)).
CAP_SETFCAP (seit Linux 2.6.24)
Setzt beliebige Capabilitys auf einer Datei.
CAP_SETPCAP
Falls Datei-Capabilitys unterstützt werden (d.h. seit Linux 2.6.24): Füge alle Capabilitys aus der
Begrenzungsmenge des Threads zu der vererbbaren Menge hinzu; entferne Capabilitys aus der
Begrenzungsmenge (via prctl(2) PR_CAPBSET_DROP); nehme Änderungen an den securebits-Schaltern vor.
Falls Datei-Capabilites nicht unterstützt werden (d.h. Kernel vor Linux 2.6.24): eine Capability
in der erlaubten Capability-Menge oder von anderen Prozessen entfernen oder dafür bewilligen.
(Diese Eigenschaft von CAP_SETPCAP ist nicht verfügbar, falls der Kernel für die Unterstützung von
Datei-Capabilitys konfiguriert ist, da CAP_SETPCAP für diese Kernel eine komplett andere Semantik
aufweist.)
CAP_SETUID
* beliebige Manipulationen der Prozess-UIDs vornehmen (setuid(2), setreuid(2), setresuid(2),
setfsuid(2));
* UID fälschen, wenn Socket-Berechtigungsnachweise via UNIX-Domain-Sockets weitergebeben werden;
* eine Benutzerkennung-Abbildung in einen Benutzernamensraum schreiben (siehe user_namespaces(7)).
CAP_SYS_ADMIN
Hinweis: Diese Capability ist überladen, siehe Hinweise für Kernel-Entwickler weiter unten.
* eine Reihe von Systemadministratoraktionen ausführen, darunter: quotactl(2), mount(2),
umount(2), pivot_root(2), swapon(2), swapoff(2), sethostname(2) und setdomainname(2);
* privilegierte syslog(2)-Aktion ausführen (seit Linux 2.6.37 sollte CAP_SYSLOG verwandt werden,
um diese Aktion zu erlauben);
* den VM86_REQUEST_IRQ-Befehl vm86(2) ausführen;
* auf die gleiche Prüfpunkt-/Wiederherstellungsfunktionalität zugreifen, die durch
CAP_CHECKPOINT_RESTORE gelenkt wird (die letztere, aber schwächere Capability wird für den
Zugriff auf dieses Funktionalität bevorzugt).
* die gleichen BPF-Aktionen durchführen, die durch CAP_BPF gelenkt werden (die letztere, aber
schwächere Capability wird für den Zugriff auf dieses Funktionalität bevorzugt).
* die gleichen Leistungsüberwachungsmechanismen einsetzen, die durch CAP_PERFMON gelenkt werden
(die letztere, aber schwächere Capability wird für den Zugriff auf dieses Funktionalität
bevorzugt).
* IPC_SET- und IPC_RMID-Aktion auf beliebigen System-V-IPC-Objekten ausführen;
* RLIMIT_NPROC-Ressourcenbegrenzung außer Kraft setzen;
* Aktionen an den erweiterten Attributen trusted und security durchführen (siehe xattr(7));
* lookup_dcookie(2) verwenden;
* ioprio_set(2) verwenden, um IOPRIO_CLASS_RT und (vor Linux 2.6.25)
IOPRIO_CLASS_IDLE-E/A-Scheduling-Klassen zuzuweisen;
* PID fälschen, wenn Socket-Berechtigungsnachweise via UNIX-Domain-Sockets weitergebeben werden;
* die systemweite Grenze der Anzahl der offenen Dateien (/proc/sys/fs/file-max) in Systemaufrufen,
die Dateien öffnen (z.B. accept(2), execve(2), open(2), pipe(2)) überschreiben;
* Schalter CLONE_* einsetzen, der neue Namensräume mit clone(2) und unshare(2) erstellt (seit
Linux 3.8 benötigt die Erzeugung von Benutzernamensräumen allerdings keine Capability mehr);
* auf privilegierte perf-Ereignisinformationen zugreifen;
* setns(2) aufrufen (benötigt CAP_SYS_ADMIN im Namensraum target);
* fanotify_init(2) aufrufen;
* privilegierte Aktionen KEYCTL_CHOWN und KEYCTL_SETPERM von keyctl(2) ausführen;
* madvise(2)-MADV_HWPOISON-Aktion ausführen;
* den TIOCSTI ioctl(2) verwenden, um Zeichen in die Eingabewarteschlange eines Terminals, dass
nicht das vom aufrufenden gesteuerte Terminal ist, einzufügen;
* veralteten Systemaufruf nfsservctl(2) verwenden;
* veralteten Systemaufruf bdflush(2) verwenden;
* verschiedene privilegierte Blockgeräte-ioctl(2)-Aktion ausführen;
* verschiedene privilegierte Dateisystem-ioctl(2)-Aktionen ausführen;
* privilegierte ioctl(2)-Aktionen am Gerät /dev/random durchführen (siehe random(4));
* einen seccomp(2)-Filter installieren, ohne zuerst das no_new_privs Thread-Attribut setzen zu
müssen;
* Erlauben-/Verweigern-Regeln für Gerätesteuergruppen verändern;
* ptrace(2) PTRACE_SECCOMP_GET_FILTER Aktionen einsetzen, um die Seccomp-Filter verfolgter
Prozesse auszugeben;
* die Aktion PTRACE_SETOPTIONS von ptrace(2) einsetzen, um den Seccomp-Schutz des verfolgten
Prozesses vorübergehend außer Kraft zu setzen (d.h. der Schalter PTRACE_O_SUSPEND_SECCOMP);
* administrative Aktionen auf vielen Gerätetreibern ausführen;
* Autogroup-Nice-Werte durch Schreiben von /proc/[PID]/autogroup (siehe sched(7)) verändern.
CAP_SYS_BOOT
reboot(2) und kexec_load(2) verwenden.
CAP_SYS_CHROOT
* chroot(2) verwenden;
* Einhängenamensräume mittels setns(2) ändern.
CAP_SYS_MODULE
* Kernelmodule laden und entladen (siehe init_module(2) und delete_module(2));
* in Kerneln vor 2.6.25: Capabilitys aus der systemweiten Capability-Begrenzungsmenge entfernen.
CAP_SYS_NICE
* den Nice-Wert von Prozessen absenken (nice(2), setpriority(2)) und den Nice-Wert von beliebigen
Prozessen ändern;
* Echtzeit-Scheduling-Richtlinien zum Prozessaufruf und Scheduling-Richtlinien und -Prioritäten
für beliebige Prozesse setzen (sched_setscheduler(2), sched_setparam(2), sched_setattr(2));
* CPU-Affinität für beliebige Prozesse setzen (sched_setaffinity(2));
* E/A-Scheduling-Klassen und -Prioritäten für beliebige Prozesse setzen (ioprio_set(2));
* migrate_pages(2) auf beliebige Prozesse anwenden und Prozessen erlauben, auf beliebige Knoten zu
migrieren;
* move_pages(2) auf beliebige Prozesse anwenden;
* den Schalter MPOL_MF_MOVE_ALL mit mbind(2) und move_pages(2) verwenden.
CAP_SYS_PACCT
acct(2) verwenden.
CAP_SYS_PTRACE
* Nachverfolgen beliebiger Prozesse mittels ptrace(2);
* get_robust_list(2) auf beliebige Prozesse anwenden;
* Daten vom oder zum Speicher beliebiger Prozesse mittels process_vm_readv(2) und
process_vm_writev(2) übertragen;
* Prozesse mittels kcmp(2) inspizieren.
CAP_SYS_RAWIO
* E/A-Port-Aktionen ausführen (iopl(2) und ioperm(2));
* auf /proc/kcore zugreifen;
* die FIBMAP-Aktion ioctl(2) einsetzen;
* Geräte für den Zugriff auf x86-modellspezifische Register (MSRs, siehe msr(4)) öffnen;
* /proc/sys/vm/mmap_min_addr aktualisieren;
* Speichereinblendungen an Adressen unterhalb des durch /proc/sys/vm/mmap_min_addr angegebenen
Wertes erstellen;
* Dateien in /proc/bus/pci einblenden;
* /dev/mem und /dev/kmem öffnen;
* verschiedene SCSI-Geräte-Befehle ausführen;
* bestimmte Aktionen auf hpsa(4)- und cciss(4)-Geräten ausführen;
* eine Reihe von Geräte-spezifischen Aktionen auf anderen Geräten ausführen.
CAP_SYS_RESOURCE
* reservierten Platz auf Ext2-Dateisystemen verwenden;
* ioctl(2)-Aufrufe ausführen, die das Journaling von Ext3 steuern;
* Platten-Kontingent-Begrenzungen außer Kraft setzen;
* Ressourcenbegrenzungen erhöhen (siehe setrlimit(2));
* RLIMIT_NPROC-Ressourcenbegrenzung außer Kraft setzen;
* maximale Anzahl von Konsolen bei der Konsolenzuteilung außer Kraft setzen;
* maximale Anzahl an Tastaturdefinitionen außer Kraft setzen;
* mehr als 64 Hz-Unterbrechungen von der Echtzeituhr erlauben;
* die msg_qbytes-Begrenzung für eine System-V-Nachrichtenwarteschlange über die Grenze in
/proc/sys/kernel/msgmnb anheben (siehe msgop(2) und msgctl(2));
* erlauben, die Ressourcenbegrenzung RLIMIT_NOFILE bezüglich der Anzahl der »laufenden«
Dateideskriptoren zu umgehen, wenn Dateideskriptoren an andere Prozesse mittels
UNIX-Domain-Sockets übergeben werden (siehe unix(7));
* die /proc/sys/fs/pipe-size-max-Begrenzung beim Setzen der Kapazität einer Pipe mittels des
F_SETPIPE_SZ-Befehls fcntl(2) außer Kraft setzen;
* F_SETPIPE_SZ verwenden, um die Kapazität einer Pipe über die in /proc/sys/fs/pipe-max-size
angegebene Grenze erhöhen;
* die /proc/sys/fs/mqueue/queues_max, /proc/sys/fs/mqueue/msg_max, und
/proc/sys/fs/mqueue/msgsize_max-Begrenzungen beim Erstellen von POSIX-Nachrichtenwarteschlangen
(siehe mq_overview(7)) außer Kraft setzen;
* die prctl(2)-Aktion PR_SET_MM einsetzen;
* /proc/[PID]/oom_score_adj auf einen Wert niedriger als den zuletzt durch einen Prozess mit
CAP_SYS_RESOURCE gesetzten Wert setzen.
CAP_SYS_TIME
Systemuhr setzen (settimeofday(2), stime(2), adjtimex(2)); Echtzeit- (Hardware-)Uhr setzen.
CAP_SYS_TTY_CONFIG
vhangup(2) einsetzen; verschiedene privilegierte ioctl(2)-Aktionen auf virtuelle Terminals
einsetzen.
CAP_SYSLOG (seit Linux 2.6.37)
* Privilegierte syslog(2)-Aktionen ausführen. Siehe syslog(2) für Informationen, welche Aktionen
Privilegien benötigen.
* Über /proc bereitgestellte Kernel-Adressen und andere Schnittstellen anschauen, wenn
/proc/sys/kernel/kptr_restrict den Wert 1 hat. (Lesen Sie die Diskussion über kptr_restrict in
proc(5).)
CAP_WAKE_ALARM (seit Linux 3.0)
Etwas auslösen, dass das System aufwecken wird (siehe die Timer CLOCK_REALTIME_ALARM und
CLOCK_BOOTTIME_ALARM).
Frühere und heutige Implementierungen
Eine komplette Implementierung von Capabilitys verlangt folgendes:
1. Für alle privilegierten Aktionen muss der Kernel prüfen, ob der Thread die benötigten Capabilitys in
seiner effektiven Menge hat.
2. Der Kernel muss Systemaufrufe bereitstellen, die es erlauben, dass die Capability-Menge des Threads
geändert und ermittelt wird.
3. Das Dateisystem muss das Anhängen von Capabilitys an ausführbare Dateien erlauben, so dass ein Prozess
solche Capabilitys erhält, wenn die Datei ausgeführt wird.
Vor Kernel 2.6.24 waren nur die ersten zwei dieser Anforderungen erfüllt, seit Kernel 2.6.24 sind alle
drei Anforderungen erfüllt.
Hinweise für Kernel-Entwickler
Wenn Sie eine neue Kernel-Funktionalität hinzufügen, die über eine Capability geregelt werden soll,
beachten Sie die nachfolgenden Punkte.
* Das Ziel von Capabilitys besteht darin, die Macht des Systembenutzers in Teile zu zerlegen. Wird dann
ein Programm, das eine oder mehrere Capabilitys hat, kompromittiert, dann kann weniger Schaden
angerichtet werden, als wenn das Programm mit Root-Rechten liefe.
* Sie haben die Wahl, entweder ein neues Capability für Ihre neue Funktionalität hinzuzufügen, oder die
Funktionalität einer bereits bestehenden Capability zuzuordnen. Um die Menge der Capabilitys auf eine
verwaltbare Größe zu begrenzen, wird die zweite Variante bevorzugt, außer es gibt überzeugende Gründe,
die erste Variante zu wählen. (Es gibt auch eine technische Grenze: Die Größe der Capability-Menge ist
derzeit auf 64 bit beschränkt.)
* Um zu bestimmen, zu welcher bestehenden Capability Ihre neue Funktionalität am besten zugeordnet
werden könnte, prüfen Sie die obige Liste der Capabilitys, um ein »Silo« zu finden, in das Ihre neue
Funktionalität am besten passt. Ein Vorgehen besteht darin, zu bestimmen, ob es andere
Funktionalitäten gibt, die Capabilitys benötigen, die immer zusammen mit Ihrer neuen Funktionalität
benötigt werden. Falls Ihre neue Funktionalität ohne diese andere Funktionalität nutzlos ist, dann
sollten Sie die gleiche Capability wie die andere Funktionalität verwenden.
* Verwenden Sie nicht CAP_SYS_ADMIN, falls Sie es irgendwie vermeiden können. Ein riesiger Anteil an
bestehenden Capability-Überprüfungen ist dieser Capability zugeordnet (siehe die Teilliste weiter
oben). Sie kann glaubhaft als »der neue Root« bezeichnet werden, da sie eine große Bandbreite an
Rechten verleiht, und andererseits bedeutet ihr großer Geltungsbereich, dass es eine Capability ist,
die von vielen privilegierten Programmen benötigt wird. Verschlimmern Sie das Problem nicht. Die
einzigen neuen Funktionalitäten, die CAP_SYS_ADMIN zugeordnet werden sollten, sind diejenigen, die eng
zu bestehenden Anwendungsfällen in diesem Silo passen.
* Falls Sie ermittelt haben, dass Sie wirklich eine neue Capability für Ihre Funktionalität benötigen,
führen Sie sie nicht als »Einzelverwendung«-Capability ein (oder benennen Sie es so). Daher war
beispielsweise die Ergänzung der hochspezifischen CAP_SYS_PACCT wahrscheinlich ein Fehler. Versuchen
Sie stattdessen, Ihre neue Capability als ein breiteres Silo zu identifizieren und zu benennen, in das
andere, damit im Zusammenhang stehende zukünftige Anwendungsfälle passen könnten.
Capability-Mengen von Threads
Jeder Thread hat die folgenden Capability-Mengen, die null oder mehr der oben aufgeführten Capabilitys
enthalten:
Permitted (erlaubt)
Dies ist die begrenzende Übermenge für die effektiven Capabilitys, die ein Thread annehmen kann.
Es ist auch die begrenzende Übermenge für die Capabilites, die zu der vererbbaren Menge durch
einen Thread hinzugefügt werden dürfen, der nicht die Capability CAP_SETPCAP in seiner effektiven
Menge hat.
Falls ein Thread eine Capability aus seiner erlaubten Menge entfernt, kann es diese Capability
niemals wiedererlangen (außer es führt ein Set-User-ID-Root-Programm mit execve(2) aus oder ein
Programm, dessen zugeordnete Datei-Capabilitys diese Capability wieder bewilligen).
Inheritable (vererbbar)
Dies ist eine Menge von Capabilitys, die über execve(2) hinweg erhalten bleiben. Vererbbare
Capabilitys bleiben bei der Ausführung jedes Programms vererbbar und vererbbare Capbabilities
werden zu der erlaubten Menge bei der Ausführung eines Programms, das die entsprechenden Bits in
der Datei-Vererbbaren-Menge gesetzt hat, hinzugefügt.
Da vererbbare Capabilitys im allgemeinen nicht über execve(2)-Aufrufe erhalten werden, wenn dies
nicht als Benutzer root erfolgt, sollten Anwendungen, die Hilfsprogramme mit erhöhten Capabilitys
ausführen wollen, die Verwendung der unten beschriebenen Umgebungs-Capabilitys in Betracht ziehen.
Effective (effektiv)
Dies ist die Menge an Capabilitys, der vom Kernel zur Durchführung von Rechteprüfungen für den
Thread verwandt wird.
Bounding (pro-Thread seit Linux 2.6.25)
Die Capability-Begrenzungsmenge ist ein Mechanismus, der zur Begrenzung der Capabilitys, die
während eines execve(2) erlangt werden, dienen kann.
Seit Linux 2.6.25 ist dies eine pro-Thread-Capability-Menge. In älteren Kerneln war die
Capability-Begrenzungsmenge ein systemweites Attribut, das von allen Threads des Systems gemeinsam
benutzt wurde.
Für weitere Details über die Capability-Begrenzungsmenge, siehe unten.
Ambient (Umgebung) (seit Linux 4.3)
Dies ist eine Menge von Capabilitys, die über execve(2) eines nicht privilegierten Programms
hinweg erhalten bleiben. Die Umgebungs-Capability-Menge folgt der Invarianz, dass keine Capability
jemals eine Umgebungs-Capability sein kann, falls sie nicht sowohl erlaubt als auch vererbbar ist.
Die Umgebungs-Capability-Menge kann direkt mit prctl(2) verändert werden. Umgebungs-Capabilitys
werden automatisch abgesenkt, falls entweder die entsprechende erlaubte oder vererbbare Capability
abgesenkt wird.
Wird ein Programm ausgeführt, das die UID oder GID aufgrund von set-user-ID- oder
set-group-ID-Bits ändert oder das über eine Menge an Datei-Capabilitys verfügt, dann wird die
Umgebungsmenge geleert. Umgebungs-Capabilitys werden zu der erlaubten Menge hinzugefügt und der
effektiven Menge zugewiesen, wenn execve(2) aufgerufen wird. Falls Umgebungs-Capabilitys dazu
führen, dass die erlaubten und effektiven Capabilitys während eines execve(2) anwachsen, löst dies
keinen sicheren Ausführmodus, wie in ld.so(8) beschrieben, aus.
Ein mittels fork(2) erstelltes Kind erbt Kopien der Eltern-Capability-Menge. Lesen Sie weiter unten eine
Diskussion der Behandlung von Capabilitys während execve(2).
Mittels capset(2) kann ein Thread seine eigenen Capability-Mengen bearbeiten (siehe unten).
Seit Linux 3.2 legt die Datei /proc/sys/kernel/cap_last_cap den numerischen Wert der höchsten vom
laufenden Kernel unterstützten Capability offen. Dies kann zur Bestimmung des höchsten Bits, das in einer
Capability-Gruppe gesetzt werden kann, genutzt werden.
Datei-Capabilitys
Seit Kernel 2.6.24 unterstützt der Kernel die Zuordnung von Capability-Mengen zu einer ausführbaren Datei
mittels setcap(8). Die Datei-Capability-Mengen werden in erweiterten Attributen namens
security.capability gespeichert (siehe setxattr(2) und xattr(7)). Das Schreiben in diese erweiterten
Attribute benötigt die Capability CAP_SETFCAP. Die Datei-Capability-Mengen bestimmen zusammen mit den
Capability-Mengen des Threads die Capabilitys nach einem execve(2).
Die drei Datei-Capability-Mengen sind:
Permitted (erlaubt, früher als forced (erzwungen) bekannt):
Diese Capabilitys werden dem Thread automatisch erlaubt, unabhängig von den geerbten Capabilitys
des Threads.
Inheritable (vererbbar, früher als allowed (erlaubt) bekannt):
Diese Menge wird mittels AND mit der vererbbaren Menge des Threads verknüpft, um zu bestimmen,
welche vererbbaren Capabilitys in der erlaubten Menge des Threads nach einem execve(2) aktiviert
werden.
Effective (effektiv):
Dies ist keine Menge, sondern eher ein einziges Bit. Falls dieses Bit gesetzt ist, dann werden
während eines execve(2) die gesamten erlaubten Capabilties für den Thread in die effektive Menge
hochgezogen. Falls dieses Bit nicht gesetzt ist, dann wird nach einem execve(2) keine der
erlaubten Capabilitys in der neuen effektiven Menge sein.
Aktivieren des effektiven Datei-Capability-Bits impliziert, dass jede erlaubte oder vererbte
Datei-Capability, die dazu führt, dass ein Thread die entsprechende erlaubte Capability während
eines execve(2) erlangt (siehe die oben beschriebenen Transformationsregeln), auch dazu führt,
dass er die Capability in seiner effektiven Menge erlangt. Werden daher Capabilitys zu einer Datei
zugeweisen ((setcap(8), cap_set_file(3), cap_set_fd(3)), falls der effektive Schalter für
irgendeine Capability aktiviert ist, dann muss der effektive Schalter auch als aktiviert für alle
anderen Capabilitys, für die die entsprechenden erlaubten oder vererbbaren Schalter aktiviert
sind, spezifiziert werden.
Erweiterte Attributversionierung von Datei-Capabilitys
Um Erweiterbarkeit zu erlauben, unterstützt der Kernel ein Schema, um eine Versionsnummer innerhalb des
erweiterten Attributs security.capability zu kodieren, die zur Implementierung von Datei-Capabilitys
verwandt wird. Diese Versionsnummern sind implementierungsintern und für Benutzerraum-Anwendungen nicht
direkt sichtbar. Derzeit werden die folgenden Versionen unterstützt:
VFS_CAP_REVISION_1
Dies war die ursprüngliche Datei-Capability-Implementierung, die 32-Bit-Masken für
Datei-Capabilitys unterstützte.
VFS_CAP_REVISION_2 (seit Linux 2.6.25)
Diese Version erlaubt Datei-Capability-Masken in der Größe von 64 Bit und wurde notwendig, da die
Anzahl an unterstützen Capabilitys 32 überstieg. Der Kernel unterstützt weiterhin transparent die
Ausführung von Dateien mit 32-Bit-Version-1-Capability-Masken, aber wenn Capabilitys zu Dateien
hinzugefügt werden, die bisher keine Capabilitys hatten, oder Capabilitys von bestehenden Dateien
geändert werden, wird automatisch das Version-2-Schema (oder möglicherweise das unten beschriebene
Version-3-Schema) verwandt.
VFS_CAP_REVISION_3 (seit Linux 4.14)
Version-3-Datei-Capabilitys werden zur Unterstützung von (nachfolgend beschriebenen)
namensraumbezogenen Datei-Capabilitys bereitgestellt.
Wie bei Version-2-Datei-Capabilitys sind die Version-3-Capability Masken 64 Bit groß. Aber
zusätzlich wird die Wurzelbenutzerkennung des Namensraums in dem erweiterten Attribut
security.capability kodiert. (Eine Namensraum-Wurzelbenutzerkennung ist der Wert, auf den die
Benutzerkennung 0 innerhalb dieses Namensraums in dem ursprünglichen Namensraum abgebildet wird.)
Version-3-Datei-Capabilitys sind so entwickelt worden, dass sie mit Version-2-Capabilitys
koexistieren können, d.h. auf einem modernen Linux-System können einige Dateien
Version-2-Capabilitys tragen, während andere Version-3-Capabilitys haben.
Vor Linux 4.14 war die einzige Art des erweiterten Attributs für Datei-Capabilitys, die an eine Datei
angehängt werden konnten, ein VFS_CAP_REVISION_2-Attribut. Seit Linux 4.14 hängt die Version des
erweiterten Attributs security.capability, die an eine Datei angehängt werden kann, von den Umständen ab,
unter denen das Attribut erstellt wurde.
Seit Linux 4.14 wird ein erweitertes Attribut security.capability automatisch als ein
Version-3-(VFS_CAP_REVISION_3)-Attribut erstellt (oder in ein solches umgewandelt), falls beide folgenden
Punkte zutreffen:
(1) Der Thread, der das Attribut schreibt, befindet sich in einem nichtinitialen Benutzernamensraum.
(Genauer: Der Thread befindet sich in einem Benutzernamensraum, der sich von dem unterscheidet, unter
dem das darunterliegende Dateisystem eingehängt wurde.)
(2) Der Thread hat die Capability CAP_SETFCAP über der Datei-Inode, was bedeutet, dass (a) der Thread die
Capability CAP_SETFCAP in seinem eigenen Benutzernamensraum hat und (b) die UID und GID der
Datei-Inode Abbildungen in den Namensraum des schreibenden Benutzers haben.
Wenn ein erweitertes Attribut VFS_CAP_REVISION_3 security.capability erstellt wird, wird die
Wurzelbenutzerkennung des erstellenden Namensraums des Benutzers in dem erweiterten Attribut gespeichert.
Im Gegensatz dazu wird beim Erstellen oder Verändern eines erweiterten Attributs security.capability aus
einem privilegierten (CAP_SETFCAP) Thread, der sich in dem Namensraum befindet, unter dem das
darunterliegende Dateisystem eingehängt wurde (dies bedeutet normalerweise den anfänglichen
Benutzernamensraum), automatisch zu der Erstellung eines Version-2-(VFS_CAP_REVISION_2)-Attributs führen.
Beachten Sie, dass die Erstellung von erweiterten Version 3-security.capability-Attributen automatisch
erfolgt. Mit anderen Worten: Der Kernel wird automatisch ein Version-3-Attribut erstellen, falls das
Attribut unter den oben beschriebenen Umständen erstellt wird, wenn eine Anwendung im Benutzerraum ein
security.capability-Attribut im Version-2-Format schreibt (setxattr(2)). Entsprechend wird das
zurückgelieferte Attribut (automatisch) vereinfacht, um als Version-2-Attribut zu erscheinen (d.h. der
Rückgabewert ist die Größe eines Version-2-Attrbutes und enthält nicht die Root-Benutzerkennung), wenn
ein Version-3-security.capability-Attribut durch einen Prozess, der sich innerhalb eines
Benutzernamensraums befindet, der durch die Root-Benutzerkennung (oder einem Abkömling dieses
Namensraums) erstellt wurde, abgefragt wird. Diese automatische Übersetzung bedeutet, dass an den
Werkzeugen im Benutzerraum (z.B. setcap(1) und getcap(1)) keine Änderung vorgenommen werden muss, damit
diese Werkzeuge zum Erstellen und Abfragen von Version-3-security.capability-Attributen verwandt werden
können.
Beachten Sie, dass der Datei entweder ein erweitertes Attribut security.capability der Version 2 oder 3
zugeordnet werden kann, aber nicht beide: Erstellung oder Änderung des erweiterten Attributs
security.capability wird automatisch die Version abhängig von den Umständen, in denen das erweiterte
Attribut erstellt oder verändert wird, anpassen.
Umwandlungen von Capabilitys während execve()
Während eines execve(2) berechnet der Kernel die neuen Capabilitys eines Prozesses mit dem folgenden
Algorithmus:
P'(ambient) = (Datei ist privilegiert) ? 0 : P(ambient)
P'(permitted) = (P(inheritable) & F(inheritable)) |
(F(permitted) & P(bounding)) | P'(ambient)
P'(effective) = F(effective) ? P'(permitted) : P'(ambient)
P'(inheritable) = P(inheritable) [d.h. unverändert]
P'(bounding) = P(bounding) [d.h. unverändert]
wobei:
P() bezeichnet den Wert einer Capability-Menge des Threads vor dem execve(2)
P'() bezeichnet den Wert einer Capability-Menge des Threads nach dem execve(2)
F() bezeichnet eine Datei-Capability-Menge
Beachten Sie die nachfolgenden Details in Hinblick auf die obigen Capability-Umwandlungsregeln:
* Die Umgebungs-Capability-Menge ist erst seit Linux 4.3 vorhanden. Bei der Bestimmung der Übergänge der
Umgebungsmenge während eines execve(2) bezeichnet eine privilegierte Datei eine, die über Capabilitys
verfügt oder das Bit »set-user-ID« oder »set-group-ID« gesetzt hat.
* Vor Linux 2.6.25 war die Begrenzungsmenge ein systemweites Attribut, das von allen Threads gemeinsam
benutzt wurde. Dieser systemweite Wert wurde eingesetzt, um die neue erlaubte Menge während eines
execve(2) zu berechnen, auf die gleiche Art wie oben für P(bounding) gezeigt.
Hinweis: Während der oben beschriebenen Capability-Übergänge könnten aus den gleichen Gründen, aus denen
auch die Bits set-user-ID and set-group-ID ignoriert werden, Datei-Capabilitys ignoriert (als leer
betrachtet) werden; siehe execve(2). Ähnlich werden Datei-Capabilitys ignoriert, falls der Kernel mit der
Option no_file_caps gestartet wurde.
Hinweis: Entsprechend den obigen Regeln werden alle Capabilitys, die in der erlaubten und effektiven
Menge vorhanden sind, zurückgesetzt, falls ein Prozess mit von Null verschiedenen Benutzerkennungen ein
execve(2) durchführt. Für die Behandlung der Capabilitys, wenn ein Prozess mit der Benutzerkennung Null
ein execve(2) durchführt, siehe unten unter Capabilitys und Ausführung von Programmen durch root.
Sicherheitsprüfungen für Capability-unfähige Programme
Ein Capability-unfähiges Programm ist eine Anwendung, die für Datei-Capabilitys markiert ist, aber noch
nicht für die Verwendung des libcap(3)-APIs zur Bearbeitung seiner Capabilitys konvertiert wurde. (Mit
anderen Worten, dies ist ein traditionelles »set-user-ID-root«-Programm, das auf Datei-Capabilitys
umgestellt wurde, aber dessen Code nicht angepasst wurde, um mit Capabilitys umzugehen.) Für solche
Anwendungen wird das effektive Capability-Bit auf die Datei gesetzt, so dass die erlaubten Capabilitys
automatisch beim Ausführen der Datei in der effektiven Menge aktiviert werden. Der Kernel erkennt für den
hier beschriebenen Zweck eine Datei, die das effektive Capability-Bit gesetzt hat, als
Capability-unfähig.
Beim Ausführen eines Capability-unfähigen Programms prüft der Kernel nach den oben beschriebenen
Umwandlungen, ob der Prozess alle erlaubten Capabilitys, die in der Datei-erlaubten Menge angegeben
wurden, erlangt hat. (Ein typischer Grund, warum dies nicht passieren könnte, liegt darin, dass die
Capability-Begrenzungsmenge einige der Capabilitys in der Datei-erlaubten Menge ausblenden könnte.) Falls
der Prozess nicht die komplette Menge der Datei-erlaubten Capabilitys erlangte, schlägt execve(2) mit dem
Fehler EPERM fehl. Dies verhindert mögliche Sicherheitsrisiken, die daraus resultieren, dass ein
Capability-unfähiges Programm mit weniger als den benötigten Privilegien ausgeführt wird. Beachten Sie,
dass definitionsgemäß die Anwendung das Problem nicht selbst erkennen könnte, da sie nicht das
libcap(3)-API einsetzt.
Capabilitys und Ausführung von Programmen durch root
Um die traditionellen UNIX-Semantiken abzubilden, führt der Kernel eine besondere Behandlung der
Datei-Capabilitys durch, wenn ein Prozess mit UID 0 (root) ein Programm ausführt und wenn ein
set-user-ID-root-Programm ausgeführt wird.
Nachdem alle Änderungen an der effektiven Kennung des Prozesses vorgenommen wurden, die durch das
Modus-Bit set-user-ID des Programmes ausgelöst wurden, z.B. Umschalten der effektiven Benutzerkennung auf
0 (root), da ein set-user-ID-root-Programm ausgeführt wurde, berechnet der Kernel die
Datei-Capability-Menge wie folgt:
1. Falls die reale oder effektive Benutzerkennung des Prozesses 0 (root) ist, dann werden die vererbbaren
und erlaubten Mengen ignoriert; stattdessen werden sie fiktiv als komplett Eins (d.h. alle Capabilitys
aktiviert) betrachtet. (Es gibt für dieses Verhalten eine Ausnahme, die unten in
Set-user-ID-root-Programme, die Datei-Capabilitys haben beschrieben ist.)
2. Falls die effektive Benutzerkennung des Prozesses 0 (root) ist oder das effektive Bit der Datei
tatsächlich aktiviert ist, dann wird das effektive Datei-Bit fiktiv als Eins (aktiviert) definiert.
Diese fiktiven Werte für die Capability-Menge der Datei werden dann verwandt, um wie oben beschrieben den
Übergang der Capabilitys des Prozesses während eines execve(2) zu berechnen.
Daher vereinfacht sich die Berechnung der neuen erlaubten Capabilitys eines Prozesses wie folgt, wenn ein
Prozess mit einer von 0 verschiedenen UID ein set-user-ID-root-Programm, das über keine Capabilitys
verfügt, mit execve(2) ausführt, oder wenn ein Prozess, dessen reale und effektive UIDs Null sind, ein
Programm mit execve(2) ausführt:
P'(permitted) = P(inheritable) | P(bounding)
P'(effective) = P'(permitted)
Konsequenterweise erlangt der Prozess alle Capabilitys in seiner erlaubten und effektiven
Capability-Menge, außer denen, die in seiner Capability-Begrenzungsmenge ausmaskiert sind. (In der
Berechnung von P'(permitted) kann der Ausdruck für P'(ambient) wegvereinfacht werden, da er per
Definition eine gültige Untermenge von P(inheritable) ist.)
Die in diesem Unterabschnitt beschriebene besondere Behandlung des Benutzers 0 (root) kann mittels des
nachfolgend beschriebenen Securebits-Mechanismus deaktiviert werden.
Set-user-ID-root-Programme, die Datei-Capabilitys haben
Es gibt zu dem unter Capabilitys und Ausführung von Programmen durch root beschriebenen Verhalten eine
Ausnahme. Falls (a) das ausgeführte Programm über Capabilitys verfügt und (b) die reale Benutzerkennung
des Prozesses nicht 0 (root) ist und (c) die effektive Benutzerkennung des Prozesses 0 (root) ist, dann
werden die Datei-Capabilitys berücksichtigt (d.h. sie werden nicht fiktiv als komplett Einsen
angenommen). Der normale Weg, bei dem diese Situation auftreten kann, ist die Ausführung eines
set-UID-root-Programms, das auch über Datei-Capabilitys verfügt. Wenn ein solches Programm ausgeführt
wird, erlangt der Prozess nur die durch das Programm eingeräumten Capabilitys (d.h. nicht alle
Capabilitys, was passierte, wenn ein set-user-ID-Root-Programm ausgeführt würde, das keine zugeordneten
Datei-Capabilitys hat).
Beachten Sie, dass einem Programm eine leere Capability-Menge zugeordnet werden kann und es daher möglich
ist, ein set-user-ID-root-Programm zu erstellen, das die effektive und die gespeicherte set-user-ID des
Prozesses, der das Programm ausführt, auf 0 setzt, aber dem Prozess keine Capabilitys gewährt.
Capability-Begrenzungsmenge
Die Capability-Begrenzungsmenge ist ein Sicherheitsmechanismus, der zur Begrenzung der Capabilitys, die
während eines execve(2) erlangt werden können, dienen kann. Die Begrenzungsmenge wird auf die folgende
Art und Weise benutzt:
* Während eines execve(2) wird die Capability-Begrenzungsmenge mittels AND mit der erlaubten
Datei-Capability-Menge verknüpft und das Ergebnis dieser Aktion wird der erlaubten Capability-Menge des
Threads zugewiesen. Die Capability-Begrenzungsmenge stellt daher eine Grenze für die erlaubten
Capabilitys dar, die einer ausführbaren Datei erlaubt werden dürfen.
* (Seit Linux 2.6.25) Die Capability-Begrenzungsmenge agiert als begrenzende Übermenge für die
Capabilitys, die ein Thread zu seiner vererbbaren Menge mittels capset(2) hinzufügen kann. Das
bedeutet, dass ein Thread eine Capability nicht zu seiner vererbbaren Menge hinzufügen kann, falls es
nicht in der Begrenzungsmenge enthalten ist, selbst falls es in seinen erlaubten Capabilitys vorhanden
ist, wenn er eine Datei mit execve(2) ausführt, die diese Capability in seiner vererbbaren Menge hat.
Beachten Sie, dass die Begrenzungsmenge die erlaubten Datei-Capabilitys maskiert, aber nicht die
vererbbaren Capabilitys. Falls ein Thread eine Capability in seiner vererbbaren Menge betreut, die nicht
in seiner Begrenzungsmenge ist, dann kann er weiterhin die Capability in seiner erlaubten Menge erlangen,
indem er eine Datei ausführt, die diese Capability in seiner vererbbaren Menge enthält.
Abhängig von der Kernelversion ist die Capability-Begrenzungsmenge entweder ein systemweites Attribut
oder ein prozessweises Attribut.
Capability-Begrenzungsmenge seit Linux 2.6.25
Seit Linux 2.6.25 ist die Capability-Begrenzungsmenge ein pro-Thread-Attribut. (Die nachfolgend
beschriebene systemweite Capability-Begrenzungsmenge existiert nicht mehr.)
Die Begrenzungsmenge wird bei fork(2) von dem Elternprozess des Threads vererbt und bleibt über ein
execve(2) erhalten.
Ein Thread kann mittels der Aktion prctl(2) PR_CAPBSET_DROP Capabilitys aus seiner Begrenzungsmenge
entfernen, vorausgesetzt, er verfügt über die Capability CAP_SETPCAP. Sobald eine Capability aus der
Begrenzungsmenge entfernt wurde, kann sie nicht mehr zu der Menge wieder hinzugefügt werden. Ein Thread
kann mittels der Aktion prctl(2) PR_CAPBSET_READ herausfinden, ob eine Capability in seiner
Begrenzungsmenge liegt.
Entfernen von Capabilitys aus der Begrenzungsmenge ist nur möglich, falls Datei-Capabilitys in den Kernel
kompiliert wurden. In Kerneln vor Linux 2.6.33 waren Datei-Capabilitys eine optionale Funktionalität, die
mittels der Option CONFIG_SECURITY_FILE_CAPABILITIES konfigurierbar war. Seit Linux 2.6.33 ist die
Konfigurationsoption entfernt und Datei-Capabilitys sind immer Teil des Kernels. Wenn Datei-Capabilitys
in den Kernel kompiliert sind, beginnt der init-Prozess (der Urahn aller Prozesse) mit einer kompletten
Begrenzungsmenge. Falls Datei-Capabilitys nicht in den Kernel kompiliert sind, dann beginnt init mit
einer vollständigen Begrenzungsmenge ohne CAP_SETPCAP, da diese Capability eine andere Bedeutung hat,
wenn es keine Datei-Capabilitys gibt.
Die Entfernung einer Capability aus der Begrenzungsmenge entfernt sie nicht aus der vererbbaren Menge des
Threads. Allerdings verhindert es das Zurückfügen in die vererbbare Menge des Threads in der Zukunft.
Capability-Begrenzungsmenge vor Linux 2.6.25
In Kerneln vor 2.6.25 ist die Capability-Begrenzungsmenge ein systemweites Attribut, das alle Threads auf
dem System betrifft. Auf die Begrenzungsmenge kann über die Datei /proc/sys/kernel/cap-bound zugegriffen
werden. (Zur Erhöhung der Konfusion wird dieser Bitmaskenparameter als vorzeichenbehaftete Dezimalzahl in
/proc/sys/kernel/cap-bound ausgedrückt.)
Nur der init-Prozess darf Capabilitys in der Capability-Begrenzungsmenge setzen; abgesehen davon kann der
Superuser (oder genauer: ein Prozess mit der Capability CAP_SYS_MODULE) nur Capabilitys aus dieser Menge
entfernen.
Auf einem Standardsystem maskiert die Capability-Begrenzungsmenge immer die Capability CAP_SETPCAP. Um
diese Einschränkung zu entfernen (gefährlich!), verändern Sie die Definition von CAP_INIT_EFF_SET in
include/linux/capability.h und bauen Ihren Kernel neu.
Die systemweite Capability-Begrenzungsmengenfunktion wurde Linux in Version 2.2.11 hinzugefügt.
Effekt von Benutzerkennungsänderungen auf Capabilitys
Um die traditionellen Semantiken für Übergänge zwischen 0 und von 0 verschiedenen Kennungen zu erhalten,
führt der Kernel folgende Änderungen an den Capability-Mengen eines Threads bei Änderung der realen,
effektiven, gespeicherten und Dateisystem-Benutzerkennung (unter Verwendung von setuid(2), setresuid(2)
oder ähnlich) durch:
1. Falls einer der realen, effektiven oder gespeicherten Set-User-IDs vorher 0 war und als Ergebnis der
UID-Änderung alle dieser Kennungen eine von 0 verschiedenen Wert haben, dann werden alle Capabilitys
aus den erlaubten, effektiven und Umgebungs-Capability-Mengen gelöscht.
2. Falls die effektive Benutzerkennung von 0 auf einen von 0 verschiedenen Wert geändert wird, werden
alle Capabilitys aus der effektiven Menge gelöscht.
3. Falls die effektive Benutzerkennung von einem von 0 verschiedenen Wert auf 0 geändert wird, dann wird
die erlaubte Menge in die effektive Menge kopiert.
4. Falls die Dateisystem-Benutzerkennung von 0 auf einen anderen Wert geändert wird (siehe setfsuid(2)),
dann werden die folgenden Capabilitys aus der effektiven Menge entfernt: CAP_CHOWN, CAP_DAC_OVERRIDE,
CAP_DAC_READ_SEARCH, CAP_FOWNER, CAP_FSETID, CAP_LINUX_IMMUTABLE (seit Linux 2.6.30), CAP_MAC_OVERRIDE
und CAP_MKNOD (seit Linux 2.6.30). Falls die Dateisystem-UID von einem von 0 verschiedenen Wert auf 0
geändert wird, dann werden alle dieser Capabilitys, die in der erlaubten Menge aktiviert waren, in der
effektiven Menge aktiviert.
Falls ein Thread, der einen Wert 0 für mindestens eine seiner Benutzerkennungen hat, verhindern möchte,
dass seine erlaubte Capability-Menge bereinigt wird, wenn er alle seine Benutzerkennungen auf einen von 0
verschiedenen Wert setzt, kann er dies mittels der unten beschriebenen
SECBIT_KEEP_CAPS-Securebits-Schaltern erreichen.
Programmatische Anpassung von Capability-Mengen
Ein Thread kann seine erlaubten, effektiven und vererbbaren Capability-Mengen mittels der Systemaufrufe
capget(2) und capset(2) ermitteln und ändern. Allerdings werden für diesen Zweck die Verwendung von
cap_get_proc(3) und cap_set_proc(3), beide im Paket libcap bereitgestellt, empfohlen. Die folgenden
Regeln bestimmen die Änderungen an den Capability-Mengen des Threads:
1. Falls der Aufrufende nicht über die Capability CAP_SETPCAP verfügt, dann muss die neue vererbbare
Menge eine Teilmenge der Kombination der bestehenden vererbbaren und erlaubten Menge sein.
2. (Seit Linux 2.6.25) Die neue vererbbare Menge muss eine Teilmenge der Kombination der bestehenden
vererbbaren Menge und der Capability-Begrenzungsmenge sein.
3. Die neue erlaubte Menge muss eine Teilmenge der bestehenden erlaubten Menge sein (d.h. es ist nicht
möglich, erlaubte Capabilitys zu erlangen, die der Thread derzeit nicht hat).
4. Die neue effektive Menge muss eine Teilmenge der neuen erlaubten Menge sein.
Der Schalter securebits: eine reine Capability-Umgebung einrichten
Beginnend mit Kernel 2.6.26 und mit einem Kernel, in dem Datei-Capabilitys aktiviert sind, implementiert
Linux eine Menge von pro-Thread-securebits-Schaltern, die zur Deaktivierung von spezieller Handhabung von
Capabilitys für UID 0 (root) verwandt werden können. Dies sind die folgenden Schalter:
SECBIT_KEEP_CAPS
Durch Setzen dieses Schalters darf ein Thread, der mindestens eine 0 UID hat, Capabilitys in
seiner erlaubten Menge behalten, wenn er alle UIDs auf von 0 verschiedene Werte umschaltet. Falls
dieser Schalter nicht gesetzt ist, dann führt das Umschalten der UIDs dazu, dass er alle erlaubten
Capabilitys verliert. Dieser Schalter wird bei execve(2) immer bereinigt.
Bachten Sie, dass selbst mit gesetztem Schalter SECBIT_KEEP_CAPS die effektiven Capabilitys eines
Threads bereinigt werden, wenn er seine effektive UID auf einen von Null verschiedenen Wert
umschaltet. Falls der Thread allerdings über diesen Schalter verfügt und seine effektive UID
bereits von Null verschieden ist und der Thread anschließend alle anderen UIDs auf einen von Null
verschiedenen Wert umschaltet, dann werden die effektiven Capabilitys nicht bereinigt.
Die Einstellung des Schalters SECBIT_KEEP_CAPS wird ignoriert, falls der Schalter
SECBIT_NO_SETUID_FIXUP gesetzt ist. (Letzterer Schalter stellt eine Übermenge des Effekts des
ersteren Schalters bereit.)
Dieser Schalter stellt die gleiche Funktionalität wie die ältere Aktion prctl(2) PR_SET_KEEPCAPS
bereit.
SECBIT_NO_SETUID_FIXUP
Setzen dieses Schalters hindert den Kernel daran, die erlaubten, effektiven und
Umgebungs-Capability-Mengen des Prozesses anzupassen, wenn die effektive und die Dateisystem-UID
eines Threads zwischen null und von null verschiedenen Werten umgeschaltet werden. (Lesen Sie den
Abschnitt Effekt von Benutzerkennungsänderungen auf Capabilitys)
SECBIT_NOROOT
Falls dieses Bit gesetzt ist, dann verleiht der Kernel keine Capabilitys, wenn ein
Set-User-ID-Root-Programm ausgeführt wird oder wenn ein Prozess mit einer effektiven oder realen
UID von 0 execve(2) aufruft. (Lesen Sie den Abschnitt Capabilitys und Ausführung von Programmen
durch root)
SECBIT_NO_CAP_AMBIENT_RAISE
Durch Setzen dieses Schalters dürfen keine Umgebungs-Capabilitys mit der prctl(2)-Aktion
PR_CAP_AMBIENT_RAISE gehoben werden.
Jeder der obigen »basis«-Schalter hat einen begleitenden »gesperrten« Schalter. Das Setzen eines
»gesperrten« Schalters ist unumkehrbar und hat den Effekt, dass weitere Änderungen an dem entsprechenden
Basisschalter nicht mehr möglich sind. Die gesperrten Schalter sind: SECBIT_KEEP_CAPS_LOCKED,
SECBIT_NO_SETUID_FIXUP_LOCKED, SECBIT_NOROOT_LOCKED und SECBIT_NO_CAP_AMBIENT_RAISE_LOCKED.
Die Schalter securebits können mit den Aktionen prctl(2) PR_SET_SECUREBITS und PR_GET_SECUREBITS geändert
und abgefragt werden. Die Capability CAP_SETPCAP wird für die Veränderung der Schalter benötigt. Beachten
Sie, dass die Konstanten SECBIT_* nur nachdem Sie die Header-Datei <linux/securebits.h> eingebunden haben
verfügbar sind.
Die Schalter securebits werden von Kindprozessen vererbt. Während eines execve(2) werden alle Schalter
beibehalten, außer SECBIT_KEEP_CAPS, das immer bereinigt wird.
Eine Anwendung kann den folgenden Aufruf verwenden, um sich selbst und alle seine Abkömmlinge in eine
Umgebung zu sperren, in der die einzige Möglichkeit, Capabilitys zu erlangen, darin besteht, ein Programm
auzuführen, das über die zugeordneten Datei-Capabilitys verfügt:
prctl(PR_SET_SECUREBITS,
/* SECBIT_KEEP_CAPS off */
SECBIT_KEEP_CAPS_LOCKED |
SECBIT_NO_SETUID_FIXUP |
SECBIT_NO_SETUID_FIXUP_LOCKED |
SECBIT_NOROOT |
SECBIT_NOROOT_LOCKED);
/* Setzen/Sperren von SECBIT_NO_CAP_AMBIENT_RAISE
ist nicht erforderlich */
Namensraumbezogene »set-user-ID-root«-Programme
Ein set-user-ID-Programm, dessen UID auf die UID passt, die einen Benutzernamensraum erstellte, wird die
Capabilitys in den erlaubten und effektiven Mengen übertragen, wenn es durch irgendeinen Prozess
innerhalb dieses Namensraums (oder einen Benutzernamensraum, der davon abstammt) ausgeführt wird.
Die obigen Regeln über die Umwandlung der Capabilitys des Prozesses während eines execve(2) werden genau
in den Unterabschnitten Umwandlungen von Capabilitys während execve() und Capabilitys und Ausführung von
Programmen durch root beschrieben, wobei im letzeren Unterabschnitt als Unterschied »root« die UID des
Erstellers des Benutzernamensraums ist.
Namensraumbezogene Datei-Capabilitys
Traditionelle (d.h. Version 2-)Datei-Capabilitys ordnen nur eine Menge von Capability-Masken einem
binären Programm zu. Wenn ein Prozess ein Programm mit solchen Capabilitys ausführt, erlangt es die
zugeordneten Capabilitys (innerhalb seines Benutzernamensraums) wie in den oben beschriebenen Regeln
»Umwandlungen von Capabilitys während execve()« beschrieben.
Da Version-2-Datei-Capabilitys dem ausführenden Prozess unabhängig davon, in welchem Namensraum er sich
befindet, Capabilitys verleiht, dürfen nur privilegierte Prozesse Capabilitys einer Datei zuordnen. Hier
bedeutet »privilegiert«, dass ein Prozess über die Capability CAP_SETFCAP in dem Benutzernamensraum, in
dem das Dateisystem eingehängt wurde (normalerweise dem initialen Namensraum), verfügt. Diese
Einschränkung führt dazu, dass in bestimmten Einsatzfällen Datei-Capabilitys nutzlos sind. Es kann zum
Beispiel in namensraumbezogenen Containern wünschenswert sein, in der Lage zu sein, ein Programm zu
erstellen, das Capabilitys nur an Prozesse, die innerhalb dieses Containers ausgeführt werden, zu
verleihen, aber nicht an Prozesse, die außerhalb des Containers ausgeführt werden.
Linux 4.14 fügte sogenannte namensraumbezogene Datei-Capabilitys hinzu, um solche Fälle zu unterstützen.
Namensraumbezogene Datei-Capabilitys werden als Version 3 (d.h. VFS_CAP_REVISION_3) erweiterte Attribute
security.capability aufgezeichnet. Solch ein Attribut wird automatisch unter den oben in »Erweiterte
Attributversionierung von Datei-Capabilitys« beschriebenen Umständen erstellt. Wenn ein erweitertes
Version-3-Attribut security.capability erstellt wird, zeichnet der Kernel nicht nur die Capability-Maske
in dem erweiterten Attribut auf, sondern auch die Benutzerkennung von root in dem Namensraum.
Wie mit Programmen, die eine Datei-Capability VFS_CAP_REVISION_2 haben, verleiht ein Programm mit
Datei-Capability VFS_CAP_REVISION_3 während eines execve() Capabilitys an einen Prozess. Allerdings
werden Capabilitys nur verliehen, falls das Programm von einem Prozess ausgeführt wird, der in einem
Benutzernamensraum, dessen UID 0 auf die Wurzelbenutzerkennung, die in dem erweiterten Attribut
gespeichert ist, abgebildet ist oder wenn er von einem Prozess ausgeführt wird, der in einem Nachkommen
solch eines Namensraums liegt.
Interaktion mit Benutzernamensräumen
Für weitere Informationen über die Interaktion von Capabilitys und Benutzer-Namensräumen lesen Sie
user_namespaces(7).
KONFORM ZU
Keine Standards regeln Capabilitys; die Linux-Capability-Implementierung basiert aber auf dem
zurückgezogenen POSIX.1e-Entwurfsstandard; siehe https://archive.org/details/posix_1003.1e-990310.
ANMERKUNGEN
Beim Versuch, strace(1) auf Programme anzuwenden, die über Capabilitys verfügen (oder
set-user-ID-root-Programme), könnten Sie die Option -u <Benutzername> nützlich finden. Etwas von der Art:
$ sudo strace -o trace.log -u ceci ./meinprivprog
Von Kernel 2.5.27 bis Kernel 2.6.26 waren Capabilitys eine optionale Kernelkomponente, die über die
Kernelkonfigurationsoption CONFIG_SECURITY_CAPABILITIES aktiviert/deaktiviert werden könnte.
Die Datei /proc/[PID]/task/TID/status kann zum Betrachten der Capability-Mengen eines Threads verwandt
werden. Die Datei /proc/[PID]/status zeigt die Capability-Mengen des Haupt-Threads eines Prozesses. Vor
Linux 3.8 wurden nicht existierende Capabilitys in diesen Mengen als aktiviert (1) angezeigt. Seit Linux
3.8 werden alle nicht existierenden Capabilitys (über CAP_LAST_CAP) als deaktiviert (0) angezeigt.
Das Paket libcap stellt eine Suite von Routinen zum Setzen und Abfragen von Capabilitys bereit, die
komfortablere und änderungsstabilere Schnittstellen als die von capset(2) und capget(2) bereitstellen.
Dieses Paket stellt auch die Programme setcap(8) und getcap(8) zur Verfügung. Es kann unter folgender
Adresse gefunden werden:
https://git.kernel.org/pub/scm/libs/libcap/libcap.git/refs/.
Vor Kernel 2.6.24 und von Kernel 2.6.24 bis Kernel 2.6.32, falls Datei-Capabilitys nicht aktiviert sind,
kann ein Thread mit der Capability CAP_SETPCAP die Capabilitys von anderen Threads manipulieren.
Allerdings ist dies nur theoretisch möglich, da kein Thread jemals über CAP_SETPCAP in einem der
folgenden Fälle verfügt:
* In der pre-2.6.25-Implementierung maskiert die systemweite Capability-Begrenzungsmenge
/proc/sys/kernel/cap-bound die Capability CAP_SETPCAP immer und dies kann ohne Veränderung der
Kernelquellen und dem Neubau des Kernels nicht geändert werden.
* Falls Datei-Capabilitys deaktiviert sind (d.h. die Kerneloption CONFIG_SECURITY_FILE_CAPABILITIES
deaktiviert ist), dann startet init derart, dass die Capability CAP_SETPCAP aus seiner prozessweisen
Begrenzungsmenge entfernt ist und dass die Begrenzungsmenge von allen anderen im System erstellten
Prozessen vererbt wird.
SIEHE AUCH
capsh(1), setpriv(1), prctl(2), setfsuid(2), cap_clear(3), cap_copy_ext(3), cap_from_text(3),
cap_get_file(3), cap_get_proc(3), cap_init(3), capgetp(3), capsetp(3), libcap(3), proc(5),
credentials(7), pthreads(7), user_namespaces(7), captest(8), filecap(8), getcap(8), getpcaps(8),
netcap(8), pscap(8), setcap(8)
include/linux/capability.h in dem Linux-Kernelquellbaum
KOLOPHON
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Projekts, Informationen, wie Fehler gemeldet werden können sowie die aktuelle Version dieser Seite finden
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Linux 13. August 2020 CAPABILITIES(7)