Security-Enchanced Linux

SELinux (англ. Security-Enhanced Linux — Linux с улучшенной безопасностью) — реализация системы принудительного контроля доступа, которая может работать параллельно с классической избирательной системой контроля доступа.

Описание

Оставаясь в рамках избирательной системы контроля доступа, операционная система имеет фундаментальное ограничение в плане разделения доступа процессов к ресурсам — доступ к ресурсам основывается на правах доступа пользователя.

Это классические права rwx на трех уровнях — владелец, группа-владелец и остальные.

В SELinux права доступа определяются самой системой при помощи специально определенных политик.

Политики работают на уровне системных вызовов и применяются самим ядром (но можно реализовать и на уровне приложения).

SELinux действует после классической модели безопасности Linux. Иными словами, через SELinux нельзя разрешить то, что запрещено через права доступа пользователей или групп. Политики описываются при помощи специального гибкого языка описания правил доступа.

В большинстве случаев правила SELinux «прозрачны» для приложений, и не требуется никакой их модификации. В состав некоторых дистрибутивов входят готовые политики, в которых права могут определяться на основе совпадения типов процесса (субъекта) и файла (объекта) — это основной механизм SELinux.

Две других формы контроля доступа — доступ на основе ролей и на основе многоуровневой системы безопасности. Например, «ДСП», «секретно», «совершенно секретно», «ОВ».

Самый простой для работы и с точки зрения поддержки тип политики — так называемая «целевая» политика, разработанная в рамках проекта Fedora.

В рамках политики описано более 200 процессов, которые могут выполняться в операционной системе. Все, что не описано «целевой» политикой, выполняется в домене (с типом) unconfined_t. Процессы, работающие в этом домене, не защищаются SELinux.

Таким образом, все сторонние пользовательские приложения будут без всяких проблем работать в системе с «целевой» политикой в рамках классических разрешений избирательной системы контроля доступа.

Кроме «целевой» политики, в состав некоторых дистрибутивов входит политика с многоуровневой моделью безопасности (с поддержкой модели Белла — Лападулы).

Третий вариант политики — «строгий». Тут действует принцип «что не разрешено, то запрещено» (принцип наименьших прав). Политика основывается на Reference Policy от компании Tresys.

SELinux был разработан Агентством национальной безопасности США, и затем его исходные коды были представлены для скачивания.

Оригинальный текст

From NSA Security-enhanced Linux Team:

«NSA Security-enhanced Linux is a set of patches to the Linux kernel and some utilities to incorporate a strong, flexible mandatory access control (MAC) architecture into the major subsystems of the kernel.

It provides a mechanism to enforce the separation of information based on confidentiality and integrity requirements, which allows threats of tampering and bypassing of application security mechanisms to be addressed and enables the confinement of damage that can be caused by malicious or flawed applications.

It includes a set of sample security policy configuration files designed to meet common, general-purpose security goals.»

SELinux включён в состав ядра Linux (начиная с версии 2.6).

Также для функционирования SELinux требуются модифицированные версии некоторых утилит (ps, ls и других), которые обеспечивают поддержку новых функций ядра, и поддержка со стороны файловой системы.

Основные понятия

• Домен — это некоторый набор действий, которые может производить один процесс. Главным образом это действия, необходимые процессу для выполнения определенной задачи.
• Роль — это совокупность нескольких доменов.
• Контекст безопасности — это совокупность всех атрибутов, которые связаны с объектами и субъектами.
• Политика безопасности — это набор заданных правил, который регулирует взаимодействие ролей, доменов.

Обзор LSM

LSM (англ. Linux Security Modules — модули безопасности Linux) представляют собой реализацию в виде подгружаемых модулей ядра. В первую очередь, LSM применяются для поддержки контроля доступа.

Сами по себе LSM не обеспечивают систему какой-то дополнительной безопасностью, а лишь являются неким интерфейсом для её поддержки.

Система LSM обеспечивает реализацию функций перехватчиков, которые хранятся в структуре политик безопасности, охватывающей основные операции, защиту которых необходимо обеспечить. Контроль доступа в систему осуществляется благодаря настроенным политикам.

Методы управления доступом

Большинство операционных систем обладают средствами и методами управления доступом, которые в свою очередь определяют, может ли некий объект на уровне операционной системы (пользователь или программа) получить доступ к определенному ресурсу. Используются следующие методы управления доступом:

• Дискреционный контроль доступа (англ. Discretionary Access Control, DAC). Данный метод реализует ограничение доступа к объектам на основе групп, к которым они принадлежат. В Linux, в основе этого метода, лежит стандартная модель контроля доступа к файлам. Права доступа определены для следующих категорий: пользователь (владелец файла), группа (все пользователи, которые являются членами группы), другие (все пользователи, которые не являются ни владельцами файла, ни членами группы). Причем к каждой из групп предоставляются следующие права: права на запись, на чтение и на исполнение.
• Мандатное управление доступом (англ. Mandatory Access Control, MAC). Главным образом суть этого метода заключается в установлении определенных прав доступа субъекта к определенным объектам. В ОС реализовано следующее: программа обладает только теми возможностями, которые необходимы ей для выполнения своих задач, и не более того. Данный метод имеет преимущество в сравнении с предыдущим; если в программе будет обнаружена уязвимость, то возможности её доступа будут весьма ограничены.
• Контроль доступа на основе ролей (англ. Role-Based Access Control, RBAC). Права доступа реализованы в виде ролей, выдаваемых системой безопасности. Роли представляют собой определенные полномочия на выполнение конкретных действий группой субъектов над объектами в системе. Данная политика является улучшением дискреционного контроля доступа.

Внутренняя архитектура SELinux

В самом начале своего появления SELinux была реализована в виде патча. В данном случае было непросто настраивать политику безопасности. С появлением механизмов LSM, настройка и управление безопасностью значительно упростились (политика и механизмы усиления безопасности были разделены), SELinux была реализована в виде подгружаемых модулей ядра.

Перед доступом к внутренним объектам операционной системы производится изменение кода ядра. Это реализуется при помощи специальных функций (перехватчиков системных вызовов), так называемых функций «хуков» (англ. hook functions). Функции-перехватчики хранятся в некоторой структуре данных, их целью является выполнение определенных действий по обеспечению безопасности, основанных на заранее установленной политике. Сам модуль включает в себя шесть главных компонентов: сервер безопасности; кэш вектора доступа (англ. Access Vector Cache, AVC); таблицы сетевых интерфейсов; код сигнала сетевого уведомления; свою виртуальную файловую систему (selinuxfs) и реализацию функций-перехватчиков.

• Кэш вектора доступа используется для кэширования вычисленных результатов (хранения готовых решений управления доступом), полученных из сервера безопасности.
  
  Нужно это для того, чтобы минимизировать накладные расходы на производительность со стороны механизмов безопасности SELinux.
  
  Интерфейс кэша вектора доступа для сервера безопасности определен в заголовочном файле include/avc_ss.h .
• Таблица сетевых интерфейсов отображает сетевые устройства в контексты безопасности.
  
  Поддержка отдельных таблиц необходима ввиду того, что поле безопасности сетевых устройств было исключено из проекта.
  
  Сетевые устройства добавляются в таблицу, когда впервые оказываются в поле видимости функций-перехватчиков (засекаются ими) и удаляются из неё, когда устройство настраивается или перезагружается политика безопасности в связи с перенастройкой.
  
  Это возможно благодаря callback-функциям, которые регистрируют изменения конфигурации устройства и перезагрузку политик безопасности.
  
  Код таблицы сетевых интерфейсов можно найти в файле netif.c .
• Код события сетевого уведомления позволяет модулю SELinux уведомлять процессы операционной системы в случае, когда политика безопасности была перезагружена.
  
  Эти уведомления используются пространством пользователя для поддержки совместимости с ядром.
  
  Этот механизм возможен благодаря библиотеке SELinux. Код события сетевого уведомления можно найти в файле netlink.c .
• Псевдофайловая система SELinux экспортирует API-функции политики сервера безопасности в процессы операционной системы.
  
  Изначально API-функции ядра SELinux были разделены на три компонента (атрибуты процесса, файловые атрибуты, политика API) как часть изменений для внесения в версию ядра Linux 2.6.
  
  Также SELinux предоставляет поддержку политики API вызовов. Все три компонента API нового ядра инкапсулированы в библиотеку API SELinux (libselinux).
  
  Код псевдофайловой системы можно найти в файле selinuxfs.c .
• Реализация функций перехватчиков управляет информационной безопасностью связанной с внутренними объектами ядра и реализацией контроля доступа SELinux для каждой операции внутри ядра.
  
  Функции перехватчики вызывают сервер безопасности и кэш вектора доступа для получения решений политики безопасности и применения этих решений для маркировки по каким-либо признакам и контроля объектов ядра.
  
  Код этих функций перехватчиков расположен в файле hooks.c , а структуры данных, связанные с внутренними объектами, определены в файле include/objsec.h .