該系列文章總共分為三篇：
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Linux Capabilities 入門教程：概念篇
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Linux Capabilities 入門教程：基礎實戰篇
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待續...
上篇文章介紹了 Linux capabilities 的誕生背景和基本原理，本文將會通過具體的示例來展示如何查看和設定檔案的 capabilities，
Linux 系統中主要提供了兩種工具來管理 capabilities：libcap 和 libcap-ng，libcap 提供了 getcap 和 setcap 兩個命令來分別查看和設定檔案的 capabilities，同時還提供了 capsh 來查看當前 shell 行程的 capabilities，libcap-ng 更易于使用，使用同一個命令 filecap 來查看和設定 capabilities，
1. libcap
安裝很簡單，以 CentOS 為例，可以通過以下命令安裝：
$ yum install -y libcap
如果想查看當前 shell 行程的 capabilities，可以用 capsh 命令，下面是 CentOS 系統中的 root 用戶執行 capsh 的輸出：
$ capsh --print
Current: = cap_chown,cap_dac_override,cap_dac_read_search,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_linux_immutable,cap_net_bind_service,cap_net_broadcast,cap_net_admin,cap_net_raw,cap_ipc_lock,cap_ipc_owner,cap_sys_module,cap_sys_rawio,cap_sys_chroot,cap_sys_ptrace,cap_sys_pacct,cap_sys_admin,cap_sys_boot,cap_sys_nice,cap_sys_resource,cap_sys_time,cap_sys_tty_config,cap_mknod,cap_lease,cap_audit_write,cap_audit_control,cap_setfcap,cap_mac_override,cap_mac_admin,cap_syslog,cap_wake_alarm,cap_block_suspend,cap_audit_read+ep
Bounding set =cap_chown,cap_dac_override,cap_dac_read_search,cap_fowner,cap_fsetid,cap_kill,cap_setgid,cap_setuid,cap_setpcap,cap_linux_immutable,cap_net_bind_service,cap_net_broadcast,cap_net_admin,cap_net_raw,cap_ipc_lock,cap_ipc_owner,cap_sys_module,cap_sys_rawio,cap_sys_chroot,cap_sys_ptrace,cap_sys_pacct,cap_sys_admin,cap_sys_boot,cap_sys_nice,cap_sys_resource,cap_sys_time,cap_sys_tty_config,cap_mknod,cap_lease,cap_audit_write,cap_audit_control,cap_setfcap,cap_mac_override,cap_mac_admin,cap_syslog,cap_wake_alarm,cap_block_suspend,cap_audit_read
Securebits: 00/0x0/1'b0
secure-noroot: no (unlocked)
secure-no-suid-fixup: no (unlocked)
secure-keep-caps: no (unlocked)
uid=0(root)
gid=0(root)
groups=0(root)
解釋一下：
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Current : 表示當前 shell 行程的 Effective capabilities 和 Permitted capabilities，可以包含多個分組，每一個分組的表示形式為
capability[,capability…]+(e|i|p)，其中e表示 effective，i表示 inheritable，p表示 permitted，不同的分組之間通過空格隔開，例如：Current: = cap_sys_chroot+ep cap_net_bind_service+eip，再舉一個例子，cap_net_bind_service+e cap_net_bind_service+ip和cap_net_bind_service+eip等價， -
Bounding set : 這里僅僅表示 Bounding 集合中的 capabilities，不包括其他集合，所以分組的末尾不用加上
+...， -
Securebits : 我也沒搞清楚這是個什么鬼，
這個命令輸出的資訊比較有限，完整的資訊可以查看 /proc 檔案系統，比如當前 shell 行程就可以查看 /proc/$$/status，其中一個重要的狀態就是 NoNewPrivs，可以通過以下命令查看：
grep NoNewPrivs /proc/$$/status
NoNewPrivs: 0
根據 prctl(2) 中的描述，自從 Linux 4.10 開始，/proc/[pid]/status 中的 NoNewPrivs 值表示了執行緒的 no_new_privs 屬性，至于 no_new_privs究竟是干嘛的，下面我單獨解釋一下，
no_new_privs
一般情況下，execve() 系統呼叫能夠賦予新啟動的行程其父行程沒有的權限，最常見的例子就是通過 setuid 和 setgid 來設定程式行程的 uid 和 gid 以及檔案的訪問權限，這就給不懷好意者鉆了不少空子，可以直接通過 fork 來提升行程的權限，從而達到不可告人的目的，
為了解決這個問題，Linux 內核從 3.5 版本開始，引入了 no_new_privs 屬性（實際上就是一個 bit，可以開啟和關閉），提供給行程一種能夠在 execve() 呼叫整個階段都能持續有效且安全的方法，
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開啟了
no_new_privs之后，execve 函式可以確保所有操作都必須呼叫execve()判斷并賦予權限后才能被執行，這就確保了執行緒及子執行緒都無法獲得額外的權限，因為無法執行 setuid 和 setgid，也不能設定檔案的權限， -
一旦當前執行緒的
no_new_privs被置位后，不論通過 fork，clone 或 execve 生成的子執行緒都無法將該位清零，
Docker 中可以通過引數 --security-opt 來開啟 no_new_privs 屬性，例如：docker run --security-opt=no_new_privs busybox，下面通過一個例子來體會一下 no_new_privs 屬性的作用，
首先擼一段 C 代碼，顯示當前行程的有效用戶 id：
$ cat testnnp.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
printf("Effective uid: %d\n", geteuid());
return 0;
}
$ make testnnp
cc testnnp.c -o testnnp
將可執行檔案打入 docker 鏡像中：
FROM fedora:latest
ADD testnnp /root/testnnp
RUN chmod +s /root/testnnp
ENTRYPOINT /root/testnnp
構建鏡像：
$ docker build -t testnnp .
Step 1 : FROM fedora:latest
---> 760a896a323f
Step 2 : ADD testnnp /root/testnnp
---> 6c700f277948
Removing intermediate container 0981144fe404
Step 3 : RUN chmod +s /root/testnnp
---> Running in c1215bfbe825
---> f1f07d05a691
Removing intermediate container c1215bfbe825
Step 4 : ENTRYPOINT /root/testnnp
---> Running in 5a4d324d54fa
---> 44f767c67e30
Removing intermediate container 5a4d324d54fa
Successfully built 44f767c67e30
下面來做兩個實驗，先在沒有開啟 no-new-privileges 的情況下啟動容器：
$ docker run -it --rm --user=1000 testnnp
Effective uid: 0
從輸出結果來看，只要給可執行檔案設定了 SUID 標識，即使我們使用普通用戶（UID=1000）來運行容器，行程的有效用戶也會變成 root，
接著在開啟 no-new-privileges 的前提下啟動容器，以防止執行設定了 SUID 標識的可執行檔案進行 UID 轉換：
$ docker run -it --rm --user=1000 --security-opt=no-new-privileges testnnp
Effective uid: 1000
可以看到，開啟了 no_new_privs 屬性之后，即使可執行檔案設定了 SUID 標識，執行緒的有效用戶 ID 也不會變成 root，這樣即使鏡像中的代碼有安全風險，仍然可以通過防止其提升權限來避免受到攻擊，
Kubernetes 也可以開啟 no_new_privs，不過邏輯稍微復雜一點，當 Pod 的 SecurityContext 定義下的 allowPrivilegeEscalation 欄位值為 false 時（默認就是 false），如果不滿足以下任何一個條件，就會開啟 no_new_privs 屬性：
-
設定了
privileged=true -
增加了
CAP_SYS_ADMINcapabilities，即capAdd=CAP_SYS_ADMIN -
以 root 用戶運行，即 UID=0
例如，當設定了 privileged=true 和 allowPrivilegeEscalation=false 時，就不會開啟 no_new_privs 屬性，同理，設定了 capAdd=CAP_SYS_ADMIN 和 allowPrivilegeEscalation=false 也不會開啟 no_new_privs 屬性，
管理 capabilities
可以通過 getcap 來查看檔案的 capabilities，例如：
$ getcap /bin/ping /usr/sbin/arping
/bin/ping = cap_net_admin,cap_net_raw+p
/usr/sbin/arping = cap_net_raw+p
也可以使用 -r 引數來遞回查詢：
$ getcap -r /usr 2>/dev/null
/usr/bin/ping = cap_net_admin,cap_net_raw+p
/usr/bin/newgidmap = cap_setgid+ep
/usr/bin/newuidmap = cap_setuid+ep
/usr/sbin/arping = cap_net_raw+p
/usr/sbin/clockdiff = cap_net_raw+p
如果想查看某個行程的 capabilities，可以直接使用 getpcaps，后面跟上行程的 PID：
$ getpcaps 1234
如果想查看一組相互關聯的執行緒的 capabilities（比如 nginx），可以這么來看：
$ getpcaps $(pgrep nginx)
這里你會看到只有主執行緒才有 capabilities，子執行緒和其他 workers 都沒有 capabilities，這是因為只有 master 才需要特殊權限，例如監聽網路埠，其他執行緒只需要回應請求就好了，
設定檔案的 capabilities 可以使用 setcap，語法如下：
$ setcap CAP+set filename
例如，將 CAP_CHOWN 和 CAP_DAC_OVERRIDE capabilities 添加到 permitted 和 effective 集合：
$ setcap CAP_CHOWN,CAP_DAC_OVERRIDE+ep file1
如果想移除某個檔案的 capabilities，可以使用 -r 引數：
$ setcap -r filename
2. libcap-ng
安裝也很簡單，以 CentOS 為例：
$ yum install libcap-ng-utils
用法
libcap-ng 使用 filecap 命令來管理檔案的 capabilities，有幾個需要注意的地方：
-
filecap 添加洗掉或查看 capabilities 時，capabilities 的名字不需要帶
CAP_前綴（例如，使用NET_ADMIN代替CAP_NET_ADMIN）； -
filecap 不支持相對路徑，只支持絕對路徑；
-
filecap 不允許指定 capabilities 作用的集合，capabilities 只會被添加到
permitted和effective集合，
查看檔案的 capabilities：
$ filecap /full/path/to/file
遞回查看某個目錄下所有檔案的 capabilities：
$ filecap /full/path/to/dir
例如：
$ filecap /usr/bin
file capabilities
/usr/bin/newgidmap setgid
/usr/bin/newuidmap setuid
注意： filecap 只會顯示“capabilities 被添加到
permitted和effective集合中”的檔案，所以這里沒有顯示 ping 和 arping，
遞回查看整個系統所有檔案的 capabilities：
$ filecap /
# or
$ filecap -a
設定檔案的 capabilities 語法如下：
$ filecap /full/path/to/file cap_name
例如：
$ filecap /usr/bin/tac dac_override
移除某個檔案的 capabilities：
$ filecap /full/path/to/file none
3. 總結
本文通過兩種工具演示了如何對可執行檔案的 capabilities 進行管理，并以 docker 為例，展現了 no_new_privs 的強大之處，如果條件允許，推薦大家以后盡量用 capabilities 來替代完整的 root 權限或者設定 SUID 標識，
4. 參考資料
- Added no-new-privileges Security Flag to Docker
- 關于 no new privs 翻譯稿
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