用LIDS增強Linux系統安全

　　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 Contro l（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系統上的應用軟體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許可權以後，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。但是當漏洞被揭示后，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，一旦黑客入侵后，他可以上傳修改過的l
ogin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伺服器來滿足遠程客戶端對於web的需求。作為web伺服器系統，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許可權后，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許可權后，就變得很不安全。

　　超級用戶(root)作為ROOT可能濫用許可權

　　他可以為所欲為。作為ROOT他甚至可以對現有的許可權進行修改。

　 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。當它起作用后，選擇文件進入，每一個系統/網路的管理操作，任何使用許可權， 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，在內核中添加網路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，通過網路接受安全警告等等。

　　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 ：

保護硬碟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。保護硬碟，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.ta
r.gz，從ftp.us.kernel.org得到linux-2.2.17.tar.bz2后：

-----------------------------------------------------------

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

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# 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 configura
tion 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

　　複製 bzImage 到 /boot/ ，編輯 /etc/lilo.conf

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# cp arch/i386/boot/bzImage /boot/bzImage-lids-0.9.9-2.2.17

/* build admin tools */
# cd lids-0.9.8-2.2.17/lidsadm-0.9.8/
# make
# make install

# less /etc/lilo.conf
boot=/dev/hda
map=/boot/map
install=/boot/boot.b
prompt
timeout=50
default=linux

image=/boot/vmlinuz-2.2.16-3
label=linux
read-only
root=/dev/hda2

image=/boot/bzImage-lids-0.9.9-2.2.17
label=dev
read-only
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。

　　預設情況下，lidsadm將把預設配置文件安裝到 /etc/lids/。你必須根據自己的需要重
新配置。首先，可以更新預設lids.conf的inode/dev值。

# /sbin/lidsadm -U

　　3.6 重新啟動系統

　　配置完Linux系統后，重新啟動.當lilo出現時，選擇裝載the lids enable kernel。然
后，你就將進入美妙的LIDS世界。

　　3.7 封裝內核

　　系統啟動后，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

　　封裝完內核后，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，例如修改許可權，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配置屬性后，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許可權，可以通過編輯它來配置系統中啟動或禁止的許可權。在想要啟動的名稱前設置 "+"或設置 "-"來禁止。安裝系統時， lids.cap 以預設值存在，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路傳送警告信件的。可以定義 SMTP伺服器、埠、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位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里讀取密碼 ，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
-------------------------------------------------------

　　配置生效后，你可以登陸到系統上但無法進入/etc/shadow。這是MAC (mandatory acce
ss 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
採取這種方式。

-------------------------------------------------------
lidsadm -A -o file_to_protect -j READ

example，

1. to protect the whole /sbin/ as read-only.

# /sbin/lidsadm -A -o /sbin/ -j READ

2. to protect /etc/passwd as read-only

# /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伺服器可以正常地作為公用WEB伺服器，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伺服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后，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

　　UN-killable 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)]必須配置許可權 (/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 許可權保護

　　Capabilities類似於賦予進程的許可權， root方式擁有所有許可權，但存在許可權綁定設置。
在普通的內核中，當你從綁定設置中刪除一個許可權，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被捕獲后引發
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許可權，和每一許可權確切的含義。

　　系統許可權配置

　　系統許可權屬性存放於/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 啟用這一許可權，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的許可權，例如運行lilo。

　　但是一些進程需要此許可權來打開，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許可權

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 device-specific registers

　　出於安全因素，應該禁止此項目來禁止改變網路配置。當其被禁止后，防火牆規則將不允許被改變。

配置lids.cap

　　可以在capability name前加 "+"或"-"來啟動或禁止許可權。

--------------------------------------------------
### 0: In a system with the _POSIX_CHOWN_RESTRICTED option defined， this overri
des 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 d
efined. 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.c ap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的許可權，而其他程序不能獲得CAP_SYS_RAWIO。

　　封裝內核

　　啟動內核以後，系統許可權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 網路安全

　　LIDS提供了加強網路安全的功能。

　　基於capability的網路安全

　　通過capability，可以加強網路安全性。比如anti snifferring，不能綁定低於1024的
埠，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half-open 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 detec
tor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伺服器記錄信息

　　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伺服器是210.73.88.149，埠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。

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