第3回権限を最小化するLinuxカーネルケーパビリティ

面和毅
サイオステクノロジー株式会社
インフラストラクチャービジネスユニット
Linuxテクノロジー部
OSSテクノロジーグループ
シニアマネージャ
2006/1/18

　ケーパビリティの実態

　ケーパビリティには、

システム全体を通して定義される「ケーパビリティバウンディングセット」
プロセスごとに設定される「プロセスケーパビリティセット（3種類）」

の2種類があり、これらから各プロセスの持つケーパビリティが決定されます。それぞれのケーパビリティセットは、32ビットのビット列になっており各ビット列がそれぞれ約30種類のケーパビリティに対応しています。

図1　ケーパビリティセット（クリックで拡大）

　ケーパビリティバウンディングセットは、システム全体に対して適用されるケーパビリティセットで、最初にプロセスを特権で起動したときに、プロセスが持つケーパビリティのデフォルト値を決めるものです。これは/proc/sys/kernel/cap-boundにより定義されており、この値を変更することで調整できます。

　プロセスケーパビリティセットは、PID（プロセスID）を要素とする構造体により定義されており、それぞれのPIDに対して以下の3種類のケーパビリティセットを要素として含んでいます。

/usr/src/linux/include/linux/capability.h)
　　32 typedef struct __user_cap_header_struct {
　　33　　__u32 version;
　　34　　int pid;
　　35 } __user *cap_user_header_t;
　　36
　　37 typedef struct __user_cap_data_struct {
　　38　　__u32 effective;
　　39　　__u32 permitted;
　　40　　__u32 inheritable;
　　41 } __user *cap_user_data_t;

実効（effective）ケーパビリティセット：実際に判定されるケーパビリティのセット
継承（inheritable）ケーパビリティセット：プロセスをexec()した際に継承するケーパビリティのセット
許可（permitted）ケーパビリティセット：プロセスが持つことを許可されているケーパビリティのセット

図2　各プロセスが持つ3種類のケーパビリティセットの例（クリックで拡大）

　先述のntpdの例ですと、実際にCAP_SYS_TIMEがあるかどうか、あるいはCAP_NET_BIND_SERVICEがあるかどうかの処理は、実効ケーパビリティセットにより判定されます。

　これらの3種類のプロセスケーパビリティセットは、プロセスがexec()された際に「ケーパビリティバウンディングセット」と「exec()前にプロセスが持っていた3種類のプロセスケーパビリティセット」から計算されます。

P	exec()前のプロセスのケーパビリティセットの値
P'	exec()後のプロセスのケーパビリティセットの値
cap_bset	ケーパビリティバウンディングセット
F	ファイルケーパビリティセット（後述）の値

とすると、

P'(permitted) = (P(inheritable) & F(inheritable)) |
　　　　　　　　　　(F(permitted) & cap_bset)

P'(effective) = P'(permitted) & F(effective)

P'(inheritable) = P(inheritable)　［つまり、変更されない］

となります。

　ファイルケーパビリティセットは、現在のLinuxではきちんと実装しきれていないため、現状では「プログラムを特権で動作させた際や、プログラムにset-UIDビットが設定されている場合に全ケーパビリティがON（32ビット列がすべて1）となる」とされています。そのため、上の式は、

P'(permitted) = (P(inheritable) | cap_bset)

P'(effective) = P'(permitted)

P'(inheritable) = P(inheritable)

となります。現状の実装では、プロセスがexec()されたときには、

許可ケーパビリティセットは、継承してきたケーパビリティセットとケーパビリティバウンディングセットの論理和になる
実効ケーパビリティセットは、許可ケーパビリティセットと等しくなる
継承ケーパビリティセットは変化しない

となります。

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Index
権限を最小化するLinuxカーネルケーパビリティ
	Page1 権限を切り分けるPOSIXケーパビリティ Linuxカーネルケーパビリティ
	Page2 ケーパビリティチェック LIDSによるケーパビリティの拡張ファイルに対するアクセス制御のフロー
	Page3 ケーパビリティの実態
	Page4 ケーパビリティの調整方法 LIDSを用いた場合のケーパビリティの調整方法

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