摘要：LIDS( Linux入侵偵察系統)是Linux內核補丁和系統管理員工具(lidsadm)，它加強了Linus內核。 它在內核中實現了一種安全模式 -- 參考模式以及內核中的Mandatory Access Control（命令進入控制）模式。本文將闡述LIDS的功能和如何使用它來建立一個安全的Linux系統。 LIDS( Linux入侵偵察系統)是Linux內核補丁和系統管理員工具(lidsadm)，它加強了Linus內核。 它在內核中實現了一種安全模式 -- 參考模式以及內核中的Mandatory Access Control（命令進入控制）模式。本文將闡述LIDS的功能和如何使用它來建立一個安全的Linux系統。 1. 為什麼選擇LIDS 隨著互連網上Linux越來越受歡迎 ,越來越多現有GNU/LINUX系統上的應用軟件中的安全漏洞被發現。很多程序利用了程序員的粗心，例如緩存溢出、格式化代碼攻擊。當系統安全受到程序的危及，黑客獲得ROOT權限以後，整個系統將被入侵者控制。 由於代碼的開放性，我們可以獲得很多所希望Linux應用程序的原代碼，並且根據我們的需要來修改。所以bug能很容易地被找到，並很快修補。但是當漏洞被揭示後，而系統管理員疏於給漏洞打補丁，從而造成很容易地就被入侵，更糟的是黑客能獲得ROOT SHELL。利用現有的GNU/Linux系統，他為所欲為。這正是LIDS想要解決的問題。 首先看看現有的GNU/Linux系統存在哪些問題。 文件系統未受到保護 系統中的很多重要的文件，例如 /bin/login，一旦黑客入侵後，他可以上傳修改過的login文件來代替/bin/login ，然後他就可以不需要任何登陸名和密碼就登陸系統。這常被稱為Trojan house。 進程未受到保護 系統上運行的進程是為某些系統功能所服務的，例如HTTPD是一個web服務器來滿足遠程客戶端對於web的需求。作為web服務器系統，保護其進程不被非法終止是很重要的。但是當入侵者獲得了ROOT權限後，我們卻無能為力。 系統管理未受保護 很多系統管理，例如，模塊的裝載/卸載，路由的設置，防火牆的規則，能很容易就被修改，如果用戶的ID是0。所以當入侵者獲得ROOT權限後，就變得很不安全。 超級用戶(root)作為ROOT可能濫用權限 他可以為所欲為。作為ROOT他甚至可以對現有的權限進行修改。 綜上所述，我們發現在現有的Linux系統中的進入控制模式是不足以建立一個安全的Linux系統。我們必須在系統中添加新的模式來解決這些問題。這就是LIDS所要做的。 2. LIDS的特色 Linux入侵偵察系統是Linux內核補丁和系統管理員工具，它加強了內核的安全性。它在內核中實現了參考監聽模式以及Mandatory Access Control（命令進入控制）模式。當它起作用後，選擇文件進入，每一個系統/網絡的管理操作，任何使用權限， raw device， mem 和 I/O 進入將可以禁止甚至對於ROOT也一樣。它使用和擴展了系統的功能，在整個系統上綁定控制設置，在內核中添加網絡和文件系統的安全特性，從而加強了安全性。你可以在線調整安全保護，隱藏敏感進程，通過網絡接受安全警告等等。 簡而言之，LIDS提供了保護、偵察、響應的功能，從而是LINUX系統內核中的安全模式得以實現。 2.1 保護 LIDS提供以下的保護 ： 保護硬盤上任何類型的重要文件和目錄，任何人包括ROOT都無法改變。 能保護重要進程不被終止 能防止非法程序的RAW IO 操作。保護硬盤，包括MBR保護，等等。 能保護系統中的敏感文件，防止未被授權者(包括ROOT)和未被授權的程序進入。 2.2 偵察 當有人掃描你的主機， LIDS能偵察到並報告系統管理員。 LIDS也可以檢測到系統上任何違法規則的進程。 2.3 響應 當有人違反規則， LIDS會將非法的運作細節記錄到受LIDS保護的系統log文件中。 LIDS還可以將log信息傳到你的信箱中。LIDS也可以馬上關閉與用戶的對話。 3. 建立安全的Linux系統 看完了LIDS特性，讓我們來看看怎麼樣一步步地用LIDS建立安全的系統。 3.1 下載LIDS補丁和相關正式的Linux內核 可以從LIDS Home，LIDS FTP Home或最近的LIDS Mirror獲得LIDS補丁和系統管理工具。 補丁名稱是lids-x.xx-y.y.y.tar.gz, x.xx代表lids的版本， y.y.y代表Linux內核版本.例如， lids-0.9.9-2.2.17.tar.gz代表lids 版本是0.9.9 以及相關的內核版本是2.2.17.。 必須下載相關的內核版本。例如，你下載了lids-0.9.9-2.2.17.tar.gz，那你就應該下載Linux內核2.2.17的原代碼。可以從Kernel FTP Site或其他鏡象獲得內核原碼。 然後，將內核原碼和LIDS tar解壓.例如，從 www.lids.org得到lids-0.9.9-2.2.17.tar.gz，從ftp.us.kernel.org得到linux-2.2.17.tar.bz2後： 1. uncompress the Linux kernel source code tree. # cd linux_install_path/ # bzip2 -cd linux-2.2.17.tar.bz2 tar -xvf - 2. uncompress the lids source code and install the lidsadm tool. # cd lids_install_path # tar -zxvf lids-0.9.8-2.2.17.tar.gz 3.2 在正式的linux內核上打LIDS補丁 Linux內核原碼打LIDS補丁 # cd linux_install_path/linux # patch -p1 /* link the default source path to lids patched version # rm -rf /usr/src/linux # ln -s linux_install_patch/linux /usr/src/linux 3.3 配置Linux內核 configure the Linux kernel # cd linux # make menUConfig or make xconfig 現在，配置Linux內核，按照以下步驟實施： [*] Prompt for development and/or incomplete code/drivers [*] Sysctl support After that， you will find that a new item appear in the bottom of the configuration menu name "Linux Intrusion Detection System". Entering this menu， turn the [*] Linux Intrusion Detection System support (EXPERIMENTAL) (NEW). 配置LIDS內核以後.退出配置界面，編譯內核。 # make dep # make clean # make bzImage # make modules # make modules_install 3.4 在Linux系統上安裝LIDS和系統管理工具 復制 bzImage 到 /boot/ ，編輯 /etc/lilo.conf # cp arch/i386/boot/bzImage /boot/bzImagelids0.9.92.2.17 /* build admin tools */ # cd lids0.9.82.2.17/lidsadm0.9.8/ # make # make install # less /etc/lilo.conf boot=/dev/hda map=/boot/map install=/boot/boot.b prompt timeout=50 default=linux image=/boot/vmlinuz2.2.163 label=linux readonly root=/dev/hda2 image=/boot/bzImagelids0.9.92.2.17 label=dev readonly root=/dev/hda2 運行/sbin/lilo 來安裝新內核 # /sbin/lilo 3.5 配置LIDS系統 在重新啟動以前，必須配置lids系統，使其符合你的安全需要.你可以定義受保護的文件，受保護的進程等等。 缺省情況下，lidsadm將把缺省配置文件安裝到 /etc/lids/。你必須根據自己的需要重新配置。首先，可以更新缺省lids.conf的inode/dev值。 # /sbin/lidsadm U 3.6 重新啟動系統 配置完Linux系統後，重新啟動.當lilo出現時，選擇裝載the lids enable kernel。然後，你就將進入美妙的LIDS世界。 3.7 封裝內核 系統啟動後，不要忘記用lidsadm封裝內核，在最後/etc/rc.local加入以下命令 # /sbin/lidsadm I 3.8 在線管理 封裝完內核後，你的系統就處於LIDS的保護下。可以做一些測試來驗證，如果想改變某些配置，例如修改權限，可以通過輸入密碼方式在線改變lids的安全等級。 # /sbin/lidsadm S LIDS 改變lids配置屬性後，例如lids.conf，lids.cap，你可以通過以下命令在內核中重新裝載配置文件 # /sbin/lidsadm S +RELOAD_CONF 4. 配置LIDS系統 4.1 LIDS配置目錄 “/etc/lids/” 安裝 lidsadm以後，在/etc/lids/下會產生一個 lids配置目錄，當內核啟動時，配置信息將被讀入內核中來初始化 LIDS系統。 lids.conf 這是用來儲存 LIDS ACLs信息的文件。它包括定義事件進入類型的ACLs.其項目可以用lidsadm來添加或刪除。 lids.cap 這個文件包括了系統中所有的權限，可以通過編輯它來配置系統中啟動或禁止的權限。在想要啟動的名稱前設置 "+"或設置 ""來禁止。安裝系統時， lids.cap 以缺省值存在，應該按照自己的需要改變它。 lids.net 這個文件是用來配置通過網絡傳送警告信件的。可以定義 SMTP服務器、端口、信息題目等等。 這一文件需要在配置內核時選擇: [*] Send security alerts through network (NEW) lids.pw 這是用來儲存由"lidsadm P"產生的密碼的文件，需要在配置內核時選擇: [*] Allow switching LIDS protections (NEW) 注意: 如果要改變lids保護等級，你必須在重新啟動內核前運行"lidsadm P"l. 4.2 保護文件和目錄 首先，要決定哪些文件需要受保護。建議你應該保護系統二進制文件和系統配置文件，例如/usr/，/sbin/，/etc/，/var/log/。 其次，要決定保護文件的方式. LIDS提供四種保護類型: DENY access to any body(禁止任何人進入)。 這種方式意味著沒有人能夠看見或修改文件或目錄. 最敏感的文件應該配置為DENY。 例如，可以將 /etc/shadow設置為 DENY access to anybody， Usage lidsadm A o file_to_protected j DENY # lidsadm A o /etc/shadow j DENY After reboot or RELOAD the configurate files. you can see， # ls /etc/shadow ls: /etc/shadow: No such file or Directory 然後， 你要設置一些可以進入文件的程序，例如，登陸系統時，/bin/login文件需要從受保護的文件/etc/shadow裡讀取密碼 ，但/etc/shadow不允許任何人進入，所以你應該: Usage lidsadm A s SUBJECT_PROGRAM o OBJECT_PROGRAM j READ/WRITE/APPEND # lidsadm A s /bin/login o /etc/shadow j READ 配置生效後，你可以登陸到系統上但無法進入/etc/shadow。這是MAC (mandatory access control命令進入控制)的一個實例。 Read Only Files(只讀文件) 這種方式意味著沒有人可以改變文件，建議/etc/passwd，/bin/passwd等類似文件可以采取這種方式。 lidsadm A o file_to_protect j READ example， 1. to protect the whole /sbin/ as readonly. # /sbin/lidsadm A o /sbin/ j READ 2. to protect /etc/passwd as readonly # /sbin/lidsadm A o /etc/passwd j READ Append Only Files(只能添加文件) 大多此類文件是指系統的log文件，例如 /var/log/message ，/var/log/secure。 文件只能添加而不能刪除或修改以前的內容。 USAGE: lidsadm A o filename_to_protect j APPEND example， 1. to protect the system log files # /sbin/lidsadm A o /var/log/message j APPEND # /sbin/lidsadm A o /var/log/secure j APPEND 2. to protect the apache httpd log files # /sbin/lidsadm A o /etc/httpd/logs/ j APPEND WRITE(可寫) 此類型用於定義可以改寫的文件。 Mandatory Access Control in file protection(文件保護中的命令進入控制) 定義哪個項目(程序)可以以哪種方式(READ，APPEND，WRITE)進入哪個目標(文件)。 例如，定義/home/httpd/為DENY to anybody然後讓/usr/sbin/httpd能從目錄中READ。 這樣一來， Web服務器可以正常地作為公用WEB服務器，但在/home/httpd/下的內容和程序是不可見的，也不能被修改。如果入侵者通過httpd的bug獲得了root shell，他即使在root shell下也不能看到文件，即使他可以通過改寫堆棧在httpd服務器中插入危險的代碼，他也只能讀到/home/httpd下的文件，而不能修改。 # lidsadm A o /home/httpd j DENY # lidsadm A s /usr/sbin/httpd o /home/httpd j READ 實例 下面是LIDS HOWTO中的一個實例 lidsadm Z lidsadm A o /boot j READ lidsadm A o /vmlinuz j READ lidsadm A o /lib j READ lidsadm A o /root j READ lidsadm A o /etc j READ lidsadm A o /sbin j READ lidsadm A o /usr/sbin j READ lidsadm A o /bin j READ lidsadm A o /usr/bin j READ lidsadm A o /usr/lib j READ lidsadm A o /var/log j APPEND 安裝lidsadm後，在lidsadm包中會有一個樣例lids.conf 存放於/etc/lids/下，你必須運行 "lidsadm U"更新 inode/dev值，根據需要重新配置它。 4.3 保護進程 UNkillable process(不可殺進程) LIDS 可以保護進程當其父程序初始化時(pid=1)[ the process whose parent is init(pid=1)]必須配置權限 (/etc/lids/lids.cap)，如下: 29:CAP_INIT_KILL hidden process(隱藏進程) 由於進程被隱藏， 所以當進程啟動時，任何人用 "ps"命令或在"/proc"下都無法找到 . example， lidsadm A s /usr/sbin/httpd t o CAP_HIDDEN j INHERIT 4.4 權限保護 Capabilities類似於賦予進程的權限， root方式擁有所有權限，但存在權限綁定設置。在普通的內核中，當你從綁定設置中刪除一個權限，再也沒有人可以使用它了，直到下次重新啟動。 (關於普通使用可以參考http://www.netcom.com/ spoon/lcap)。 LIDS修改這一屬性，使你可以任意轉換。進入/proc/sys/kernel/cap_bset被捕獲後引發安全警報，lidsadm承擔所有這些工作。 可以通過運行lidsadm列出所有的LIDS權限，和每一權限確切的含義。 系統權限配置 系統權限屬性存放於/etc/lids/lids.cap，必須編輯此文件來適應你的需要。 這裡，我們討論其中的兩個屬性： CAP_SYS_RAWIO 啟用這一權限，我們可以 allow ioperm/iopl and /dev/port access， allow /dev/mem and /dev/kmem access and allow raw block devices (/dev/[sh]d??) access 當禁止了這項功能以後，可以使得系統上所有進程失去對於raw device的權限，例如運行lilo。 但是一些進程需要此權限來打開，例如XF86_SVGA， 所以在編譯內核的時候， 使一些程序處於例外狀態。 CAP_NET_ADMIN 這個項目可以得到以下權限 interface configuration administration of IP firewall， masquerading and accounting setting debug option on sockets modification of routing tables setting arbitrary process / process group ownership on sockets binding to any address for transparent proxying setting TOS (type of service) setting promiscuous mode clearing driver statistics multicasting read/write of devicespecific registers 出於安全因素，應該禁止此項目來禁止改變網絡配置。當其被禁止後，防火牆規則將不允許被改變。 配置lids.cap 可以在capability name前加 "+"或""來啟動或禁止權限。 ### 0: In a system with the _POSIX_CHOWN_RESTRICTED option defined， this overrides the restriction ### 0: of changing file ownership and group ownership. # 0:CAP_CHOWN ### 1: Override all DAC access， including ACL execute access if _POSIX_ACL is defined. Excluding ### 1: DAC access covered by CAP_LINUX_IMMUTABLE. # +1:CAP_DAC_OVERRIDE 以上例子演示了禁止CAP_CHOWN ()，啟動CAP_DAC_OVERRIDE(+)，應該仔細檢查lids.cap文件來決定哪些需要啟動哪些需要禁止。 用capabilities為獨立進程分類 你可以使用capability為獨立進程分類，從而使得進程可以做到一些系統所禁止的事情。 例如，你可以在/etc/lids/lids.cap下禁止CAP_SYS_RAWIO()，但你仍然需要使用X服務，所以你可以： # lidsadm A s /usr/X11R6/bin/XF86_SVGA t o CAP_SYS_RAWIO j INHERIT 使得XF86_SVGA擁有CA_SYS_RAWIO的權限，而其他程序不能獲得CAP_SYS_RAWIO。 封裝內核 啟動內核以後，系統權限要在封裝內核以後才會起作用。你必須將以下命令加入RefHat系統的/etc/rc.d/rc.local下，或其他系統的啟動初始文件中 #/sbin/lidsadm I 4.5 網絡安全 LIDS提供了加強網絡安全的功能。 基於capability的網絡安全 通過capability，可以加強網絡安全性。比如anti snifferring，不能綁定低於1024的端口，不能改變防火牆和路由器規則。所以，建議仔細閱讀每一項capability. 內核中的掃描檢測器 LIDS提供了一個內核掃描檢測器，用來偵察是否有人在掃描你的系統。這個掃描器可以偵察到halfopen scan， SYN stealth port scan， Stealth FIN， Xmas，或是Null scan等等， 象nmap，satan等工具都能被檢測到。 當raw socket被禁止時，它會起作用。這樣一來，一些基於監聽上的user space detector不起作用。並且這一檢測器不使用任何socket，比任何user space detector要安全。 如果想要啟用這項功能，可以在編譯內核的時候選擇。 4.6 入侵響應系統 當LIDS檢測到違反已定義規則時，它可以用以下方式回應。 記錄信息 當有人違反規則， lids_security_log將把信息記錄下來， 記錄也具有anti_logging_flood的能力，可以在編譯內核時設置。 通過mail服務器記錄信息 LIDS的新功能可以把信息傳輸到你的信箱。你可以在/etc/lids/lids.net下定義郵件服務器IP，外來郵件地址等等。 樣例 MAIL_SWITCH=1 # MAIL_RELAY=hex IP:port # IP11.1 of the machine that will be directly connected by LIDS # for relaying its mails. Port is usually 25， but who knows... MAIL_RELAY=210.73.88.149:25 # MAIL_SOURCE=source machine : # Name of the source machine， used for the ehlo identification. # Note that a bad name here could make the mail relay refuse your # mails. MAIL_SOURCE=lids.chinacluster.com 此例中，SMTP服務器是210.73.88.149，端口25.郵件資源用於EHLO identification。 控制台的掛起 當用戶違反規則，控制台將關閉用戶的控制台。