SELinux 基础概念

更安全的 Linux

LSM - Linux Security Modules

LSM —— Linux 安全模块，是 Linux 内核的一个子系统（subsystem），SELinux 正是依托于这个子系统而运行的。
内核在处理一个用户空间请求之前，就会调用 LSM 子系统。这些“请求”即为系统调用。
在 LSM 的实现上，LSM 本身并没有任何安全功能，它依赖于系统中实际实现了安全功能的内核模块——比如 SELinux、AppArmor 等等。
检查当前正在运行的内核激活的 LSM 模块

cat /sys/kernel/security/lsm

SELinux 是传统 DAC 的扩展

注意，DAC 检查是先于 SELinux 检查的，也就是说，如果一个文件在文件权限检查（user/group/others 或 ACL）上不通过，则不会执行 SELinux 检查。
这种先通过 DAC 检测，再通过 SELinux 检测的流程，实际上来自于 LSM 的实现。

SELinux 的组成部分

SELinux 并非仅仅由 SELinux LSM 模块组成，它包含了多个部分：

• SELinux 内核子系统，其通过 LSM 在 Linux 内核中实现

• 库，需要与 SELinux 交互的程序使用它

• 工具，与 SELinux 交互的管理员使用它

• 策略（Policy），它确定了访问控制本身

其中，库和工具由 SELinux 用户空间项目（github.com/SELinuxPr... ）提供。而且，由于 SELinux 的出现，部分初始化系统和部分核心工具也许要更新。

SELinux 上下文（context）

SELinux 是通过上下文（context）来确定是否允许一个特定的操作的。这里的上下文同时包含主体（subject）（也就是操作的发起方）的上下文，和对象（object）（也就是操作的目标）的上下文。这些上下文（或部分上下文）会出现在策略规则中，SELinux 将其作为判断标准。
SELinux 使用进程的上下文来唯一确认（identify）一个进程。SELinux 不关心 Linux 进程的所有权，也不关心进程如何被调用，或者进程的 PID 是什么，或者进程以什么用户运行。SELinux 仅关注进程的上下文，该上下文作为一个标签（label）呈现给管理员和用户。
通常情况下“标签”和“上下文”是可以相互表述的。（从技术上来说，前者是后者的表现方式。）
显示当前用户的上下文

id -Z

返回值可能为 unconfined_u:unconfined_r:unconfined_t:s0-s0:c0.c1023
准确来说，上面的命令显示的是 id 命令在运行的过程中，它的进程的上下文。
SELinux 使用上下文，而非实际的进程和文件作为访问控制的判断依据，是基于如下考虑：

• 文件可以被移动或重挂载，进程也可能使用不同的命名空间访问文件，此时文件的路径会变化。而基于标签的上下文，则不受影响。

• 上下文可以很好地揭示进程的目的。基于二进制文件启动的方式，相同的二进制文件可以具有不同的上下文。通过上下文的值（比如 id -Z 所显示的）就可以确定每个运行的实例需要的权限；而且从上下文也可以反推出进程启动的情况，以及其目的。

• 上下文也是对象（object）本身的抽象。上下文除了可以应用在进程和文件上，它也可以作用于抽象资源，比如管道（进程间通信），或数据库对象。

比较下面两种表示：

• 允许 httpd 进程绑定 TCP 端口 80

• 允许具有 httpd_t 标签的进程绑定具有 http_port_t 标签的 TCP 端口

第一种表示更简洁，但限制更多。而第二种方法下，规则本身则并不关心提供 HTTP 的实际进程是什么，也不关心 HTTP 实际能绑定的端口有哪些，它只关心 httpd_t 上下文可以绑定 http_port_t 上下文的端口，这样就可以减少规则指定的数量。
让我们看一个进程的上下文：
检查 systemd 进程的上下文

ps -eZ | grep systemd

返回值

system_u:system_r:init_t:s0           1 ?        00:00:03 systemd
...

这个上下文由 4 部分组成

• SELinux 用户（user） system_u

• SELinux 角色（role） system_r

• SELinux 类型（type）（对于正在运行的进程，类型又被称为域 domain） init_t

• 以及敏感级别（sensitivity level） s0

上下文的四个部分中，第三部分 type，或称 domain最为重要，因为绝大多数 SELinux 策略规则都是关于两个类型之间的交互的（它们并未提及角色、用户或敏感等级）。
SELinux 上下文与 LSM 安全属性对齐，并以标准方式暴露给用户空间。用户可以在 /proc/<PID>/attr/ 下找到数个文件，这些文件要么是空的，要么包含了 SELinux 上下文。若某个文件为空，则表示应用没有为那个特定的用途设置一个上下文，而这个上下文会从规则中推断，或者从父级继承。

• current：显示进程的当前 SELinux 上下文

• exec：通过该进程执行的新进程应该具有的 SELinux 上下文。通常为空。

• fscreate：应用将写入的下一个文件的 SELinux 上下文。通常为空。

• keycreate：引用在内核中缓存的密钥（kernel keyring 子系统）所赋予的 SELinux 上下文。通常为空。

• prev：该进程的上一个 SELinux 上下文。通常为父进程的上下文。

• socketcreate：应用创建的下一个套接字的 SELinux 上下文。通常为空。

若一个进程有多个线程，则每个线程的 SELinux 上下文可以在 /proc/<PID>/task/<taskid>/attr 中查看。

类型确定访问

一个进程的 SELinux 类型是细分该进程的访问控制的基石。
SELinux 是基于标签的（labed-based）访问控制机制，又可以表述为 SELinux 是类型强制（type enforcement）的强制访问控制系统（mandatory access control system, MAC）。
有了类型强制，SELinux 可以基于程序的启动缘由来控制程序的行为：举例来说，systemd 运行的网页服务和用户直接运行的网页服务很有可能并不相同，因此依照两者进程的 SELinux 类型的不同，赋予不同的权利是必然的。
SElinux 类型通常以 _t 为后缀，但并非强制的。

角色确定域访问

SELinux 角色（SELinux 上下文的第二部分）允许 SELinux 支持基于角色的访问控制。虽然 SELinux 中最常见的就是类型强制，但是基于角色的访问控制也是保证系统安全的重要一环，特别是让系统远离刻意的用户尝试。SELinux 角色定义了可以从当前的上下文到哪些类型（域）。SELinux 角色帮助定义了一个用户（用户可以访问一个或多个角色）能做的和不能做的。
通常来说，SELinux 角色使用 _r 后缀。
seinfo --role 可以查看系统上存在的角色。

通过用户限制角色

SELinux 用户（SELinux 上下文的第一部分）与 Linux 用户并不相同。虽然 Linux 用户可以在使用时修改（比如 sudo\` 和 su）。即便 Linux 用户发生更改，SELinux 策略也可以（且大多数时候会）强制 SELinux 用户保持固定。这种稳定性让我们可以阻止用户通过获得特权账户而绕过权限限制。
SElinux 用户的一个重要特性是，SELinux 用户确定了 Linux 用户可以获取的 SELinux 角色。也就是说一旦一个 Linux 用户赋予了一个 SELinux 用户，那么它就只能在与该 SELinux 用户关联的 SELinux 角色间切换。
SELinux 通常以 _u 结尾，但并不强制。

通过敏感级别控制信息流动

SELinux 上下文的第四分部为敏感（sensitivity）级别，它并非总是存在。SELinux 的可选的多级安全（multilevel security, MLS）需要这部分标签。该部分标签由两部分组成：一个保密值（confidentiality value）（前缀 s），以及一个类别值（catagory value）（前缀 c）。
当 SELinux 启用 MLS 后，就可以遵循 Bell-LaPadula 模型，也即“不向上读，不向下写”。也就是说具有低保密值的进程不可以读取高保密值的文件的内容，而具有高保密值的进程不可以向低保密值的文件中写入内容。在 SELinux 中，最低保密值为 s0，s 后的数字越高，保密值越高。
类别值则直接规定了主体/对象的类别，仅当主体与对象的类别值相匹配时，才可以通过访问检查。特别的，若一个系统不使用多个保密值，而使用多个类别值，则这种安全形式又称为多类别安全（multi-category security, MCS）

定义与分发策略

SELinux 必须依赖于策略才能运行。SELinux 策略通常以编译后的形式——称为策略模块（policy modules）——分发。之后，这些模块会整合为单一策略库，并加载至内存中。

书写 SELinux 策略

目前有三种书写 SELinux 策略的方法

• 标准 SELinux 源码格式，人类可读、著名的格式

• 参考策略风格（reference policy），标准 SELinux 源码格式上扩展了 M4 宏，简化了开发

• SELinux 通用中间语言（common intermediate language, CIL），机器可读的（部分人类可读的）格式

大多数 SELinux 分发版都是基于“参考策略”（github.com/SELinxPro... ）的
直接书写 SELinux CIL 格式的策略并不太常见，但其本身却大量使用（SELinux 用户空间工具会将所有策略转换为 CIL 格式）。
Example 1. 案例：三种格式的对比
允许具有 http_t 类型的进程绑定具有 http_port_t 类型的 TCP 端口
标准 SELinux 源码格式
allow httpd_t http_port_t : tcp_socket { name_bind }
参考策略风格
corenet_tcp_bind_http_port(httpd_t)
CIL
(allow httpd_t http_port_t (tcp_socket (name_bind)))
一般来说，一个策略的源码文件包含三种文件：

• .te 文件，Type Enforcement，是规则编写的主文件（类似 C 的 .c 源码文件）

• .if 文件，InterFace，SELinux 规则接口文件，可以为其它规则文件提供接口的和模板（类似于 C 的头文件）

• .fc 文件，File Context，为文件赋予特定标签的定义

策略文件的编译流程

1. .te 文件和 .if 文件通过 checkmodule 生成 .mod 文件

2. .mod 文件和 .fc 文件通过 semodule_package 生成 .pp 文件

3. .pp 文件通过 semodule 转换为 .hll 文件

4. .hll 文件通过 semodule 翻译为 .cil 文件

5. .cil 文件通过 semodule 构建为 policy.## 文件

显示系统当前使用的策略

一个系统在任何一个时间点上，能且只能激活一个单一策略，这个单一策略被存储在一个 policy store 中。
查询系统上激活的 SELinux policy store

sestatus | grep "Loaded policy name"

修改 /etc/selinux/config 中的 SELINUXTYPE，可以修改下次启动时加载的 policy store。