docs/zh_CN: Add userspace-api/seccomp_filter Chinese translation

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- userspace-api/seccomp_filter.rst

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Signed-off-by: Rui Li <me@lirui.org>
Reviewed-by: Wu XiangCheng <bobwxc@email.cn>
Reviewed-by: Yanteng Si <siyanteng@loongson.cn>
Link: https://lore.kernel.org/r/20221108112921.312071-1-me@lirui.org
Signed-off-by: Jonathan Corbet <corbet@lwn.net>
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@ -24,13 +24,13 @@ Linux 内核用户空间API指南
.. toctree::
:maxdepth: 2
ebpf/index
no_new_privs
seccomp_filter
ebpf/index
sysfs-platform_profile
TODOList:
* seccomp_filter
* landlock
* unshare
* spec_ctrl

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@ -0,0 +1,293 @@
.. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
.. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst
:Original: Documentation/userspace-api/seccomp_filter.rst
:翻译:
李睿 Rui Li <me@lirui.org>
==================================
Seccomp BPF (基于过滤器的安全计算)
==================================
*Seccomp: SECure COMPuting*
介绍
====
大量系统调用被暴露给每个用户空间进程,但其中又有许多系统调用在进程的整个生命
周期中都没被使用。随着系统调用的改变和成熟,缺陷被找到并消除。允许某一部分应
用程序仅能访问一部分系统调用是有好处的,这会缩小内核暴露给应用程序的面积。
系统调用过滤器就是为这些应用程序而生的。
Seccomp过滤提供了一种为进程指定一个处理系统调用的过滤器的方法。这个过滤器体
现为一个伯克利包过滤器BPF程序就像套接字过滤器一样不同在于前者处理的
数据和正在进行的系统调用有关:系统调用号和系统调用参数。这样使用一种长期与
用户空间和直接数据打交道的语言来表达系统调用过滤成为了可能。
此外BPF让seccomp用户不再成为在系统调用干预框架system call interposition
frameworks中常见的检查-使用竞态攻击TOCTOU的受害者。BPF程序可能无法解引
用指针,这就限制了所有过滤器仅能直接评估系统调用参数。
这不是什么
==========
系统调用过滤并不是一个沙箱。它提供了一种明确定义的机制来最小化内核暴露面。它
旨在成为一个沙箱开发者使用的工具。除此之外,逻辑行为和信息流的策略应该结合其他
系统加固手段或者可能由你选择的内核安全模块LSM来管理。易于表达的动态过滤器
为这条路提供了更多选择(比如避免病态的大小或者选择允许 socketcall() 中的多路
系统调用),但将其理解为更完整的沙箱解决方案是错误的。
用法
====
添加了一个额外的seccomp模式它可以使用和严格seccomp相同的 prctl(2) 调用来启用。
如果架构有 ``CONFIG_HAVE_ARCH_SECCOMP_FILTER`` 标志,那么可以添加以下过滤器:
``PR_SET_SECCOMP``:
现在需要添加一个额外的参数来指定使用BPF程序的新过滤器。
BPF程序将在反应系统调用号、参数和其他元数据的seccomp_data结构体之上执行。
BPF程序必须返回允许的值之一来告知内核应该采取什么行动。
用法::
prctl(PR_SET_SECCOMP, SECCOMP_MODE_FILTER, prog);
'prog' 参数是一个指向 sock_fprog 结构体的指针,其中包含了过滤器程序。如
果程序是无效的,该调用会返回 -1 并设置 errno 为 ``EINVAL``
如果 ``fork`` / ``clone````execve`` 被 @prog 所允许,任何子进程都将
受到和父进程相同的过滤器和系统调用ABI的约束。
在调用之前,进程必须调用 ``prctl(PR_SET_NO_NEW_PRIVS, 1)`` 或者在它的
命名空间内以 ``CAP_SYS_ADMIN`` 权限运行。如果以上条件不满足,会返回
``-EACCES`` 。这一要求保证了过滤器程序不能用于比安装过滤器的进程拥有更高
权限的子进程。
另外,如果 ``prctl(2)`` 被安装的过滤器所允许,就可以叠加额外的过滤器。这会增
加评估时间,但是可以进一步降低执行进程时的攻击面。
以上调用在成功时返回0失败时返回一个非零的值。
返回值
======
一个seccomp过滤器可能返回下列任意值。如果多个过滤器存在评估一个指定系统调用的
返回值总会使用最高优先级的值。(比如 ``SECCOMP_RET_KILL_PROCESS`` 总是被优先
返回。)
按照优先级排序,它们是:
``SECCOMP_RET_KILL_PROCESS``:
使得整个进程立即结束而不执行系统调用。进程的退出状态 (``status & 0x7f``) 将
``SIGSYS`` ,而不是 ``SIGKILL``
``SECCOMP_RET_KILL_THREAD``:
使得线程立即结束而不执行系统调用。线程的退出状态 (``status & 0x7f``) 将是
``SIGSYS`` ,而不是 ``SIGKILL``
``SECCOMP_RET_TRAP``:
使得内核向触发进程发送一个 ``SIGSYS`` 信号而不执行系统调用。
``siginfo->si_call_addr`` 会展示系统调用指令的位置, ``siginfo->si_syscall``
``siginfo->si_arch`` 会指出试图进行的系统调用。程序计数器会和发生了系统
调用的一样(即它不会指向系统调用指令)。返回值寄存器会包含一个与架构相关的值——
如果恢复执行,需要将其设为合理的值。(架构依赖性是因为将其替换为 ``-ENOSYS``
会导致一些有用的信息被覆盖。)
返回值的 ``SECCOMP_RET_DATA`` 部分会作为 ``si_errno`` 传递。
由seccomp触发的 ``SIGSYS`` 会有一个 ``SYS_SECCOMP`` 的 si_code 。
``SECCOMP_RET_ERRNO``:
使得返回值的低16位作为errno传递给用户空间而不执行系统调用。
``SECCOMP_RET_USER_NOTIF``:
使得一个 ``struct seccomp_notif`` 消息被发送到已附加的用户空间通知文件描述
符。如果没有被附加则返回 ``-ENOSYS`` 。下面会讨论如何处理用户通知。
``SECCOMP_RET_TRACE``:
当返回的时候,这个值会使得内核在执行系统调用前尝试去通知一个基于 ``ptrace()``
的追踪器。如果没有追踪器, ``-ENOSYS`` 会返回给用户空间,并且系统调用不会执行。
如果追踪器通过 ``ptrace(PTRACE_SETOPTIONS)`` 请求了 ``PTRACE_O_TRACESECCOMP``
那么它会收到 ``PTRACE_EVENT_SECCOMP`` 通知。BPF程序返回值的 ``SECCOMP_RET_DATA``
部分会通过 ``PTRACE_GETEVENTMSG`` 提供给追踪器。
追踪器可以通过改变系统调用号到-1来跳过系统调用。或者追踪器可以改变系统调用号到
一个有效值来改变请求的系统调用。如果追踪器请求跳过系统调用,那么系统调用将返回
追踪器放在返回值寄存器中的值。
在追踪器被通知后seccomp检查不会再次运行。这意味着基于seccomp的沙箱必须禁止
ptrace的使用甚至其他沙箱进程也不行除非非常小心ptrace可以通过这个机制来逃
逸。)
``SECCOMP_RET_LOG``:
使得系统调用在被记录之后再运行。这应该被应用开发者用来检查他们的程序需要哪些
系统调用,而不需要反复通过多个测试和开发周期来建立清单。
只有在 actions_logged sysctl 字符串中出现 "log" 时,这个操作才会被记录。
``SECCOMP_RET_ALLOW``:
使得系统调用被执行。
如果多个追踪器存在,评估系统调用的返回值将永远使用最高优先级的值。
优先级只通过 ``SECCOMP_RET_ACTION`` 掩码来决定。当多个过滤器返回相同优先级的返回
值时,只有来自最近安装的过滤器的 ``SECCOMP_RET_DATA`` 会被返回。
隐患
====
最需要避免的隐患是在过滤系统调用号时却不检查架构值。因为在任何支持多个系统调用
约定的架构上,系统调用号可能根据具体调用而不同。如果不同调用约定中的调用号有重叠,
那么过滤器的检查可能被滥用。请总是检查架构值!
例子
====
``samples/seccomp/`` 文件夹包含了x86专用和更通用的使用高层宏接口来生成BPF程序的
例子。
用户空间通知
============
``SECCOMP_RET_USER_NOTIF`` 返回值会让seccomp过滤器传递一个特定的系统调用给用户
空间处理。这可能会对像容器管理器的程序有用,它们希望拦截特定的系统调用(如 ``mount()``
``finit_module()`` 等等)并改变其行为。
传递 ``SECCOMP_FILTER_FLAG_NEW_LISTENER`` 参数给 ``seccomp()`` 系统调用可以取
得通知文件描述符:
.. code-block:: c
fd = seccomp(SECCOMP_SET_MODE_FILTER, SECCOMP_FILTER_FLAG_NEW_LISTENER, &prog);
成功情况下会返回一个对过滤器监听的文件描述符,然后可以通过 ``SCM_RIGHTS`` 或类似
的方式传递。需要注意的是,过滤器文件描述符针对的是一个特定的过滤器而不是特定的进程。
所以如果这个进程后来fork了来自两个进程的通知都会出现在同一个过滤器文件描述符中。
对于过滤器文件描述符的读写也是同步的,所以一个过滤器文件描述符可以安全地拥有多个读者。
seccomp通知文件描述符由两个结构体组成
.. code-block:: c
struct seccomp_notif_sizes {
__u16 seccomp_notif;
__u16 seccomp_notif_resp;
__u16 seccomp_data;
};
struct seccomp_notif {
__u64 id;
__u32 pid;
__u32 flags;
struct seccomp_data data;
};
struct seccomp_notif_resp {
__u64 id;
__s64 val;
__s32 error;
__u32 flags;
};
``struct seccomp_notif_sizes`` 结构体可以用于确定seccomp通知中各种结构体的大小。
``struct seccomp_data`` 的大小可能未来会改变,所以需要使用下面的代码:
.. code-block:: c
struct seccomp_notif_sizes sizes;
seccomp(SECCOMP_GET_NOTIF_SIZES, 0, &sizes);
来决定需要分配的多种结构体的大小。请查看 samples/seccomp/user-trap.c 中的例子。
用户可以通过 ``ioctl(SECCOMP_IOCTL_NOTIF_RECV)`` (或 ``poll()``) 读取seccomp
通知文件描述符来接收一个 ``struct seccomp_notif`` ,其中包含五个成员:结构体的
输入长度,每个过滤器唯一的 ``id`` 触发请求进程的 ``pid`` 如果进程的pid命名空
间对于监听者的pid命名空间不可见的话可能为0。通知还包含传递给seccomp的 ``data``
和一个过滤器标志。在调用ioctl前结构体应该被清空。
之后用户空间可以根据这些信息决定做什么,并通过 ``ioctl(SECCOMP_IOCTL_NOTIF_SEND)``
发送一个响应,表示应该给用户空间返回什么。 ``struct seccomp_notif_resp````id``
成员应该和 ``struct seccomp_notif````id`` 一致。
用户空间也可以通过 ``ioctl(SECCOMP_IOCTL_NOTIF_ADDFD)`` 向通知进程添加文件描述
符。 ``struct seccomp_notif_addfd````id`` 成员应该和 ``struct seccomp_notif``
``id`` 保持一致。 ``newfd_flags`` 标志可以被用于在通知进程的文件描述符上设置
O_CLOEXEC 等标志。如果监督者supervisor向文件描述符注入一个特定的数字可以使用
``SECCOMP_ADDFD_FLAG_SETFD`` 标志,并设置 ``newfd`` 成员为要使用的特定数字。
如果文件描述符已经在通知进程中打开,那它将被替换。监督者也可以添加一个文件描述符,
并使用 ``SECCOMP_ADDFD_FLAG_SEND`` 标志原子响应,返回值将是注入的文件描述符编号。
通知进程可以被抢占,导致通知被终止。这可能在尝试代表通知进程执行长时间且通常可重试
(如挂载文件系统)的操作时导致问题。另外,在安装过滤器的时候,
``SECCOMP_FILTER_FLAG_WAIT_KILLABLE_RECV`` 可以被设置。这个标志使得当监督者收到用
户通知时,通知进程会忽略非致命信号,直到响应被发送。在用户空间收到通知之前发出的信号
将被正常处理。
值得注意的是, ``struct seccomp_data`` 包含了系统调用寄存器参数的值,但是不包含指向
内存的指针。进程的内存可以通过 ``ptrace()````/proc/pid/mem`` 由合适的特权跟踪
访问。但是需要注意避免之前提到的TOCTOU攻击所有从被跟踪者内存中读到的参数都应该先
读到追踪器的内存中,再做出策略决定。这样就可以对系统调用的参数做原子决定。
Sysctls
=======
Seccomp的sysctl文件可以在 ``/proc/sys/kernel/seccomp/`` 文件夹中找到。这里有对文件
夹中每个文件的描述:
``actions_avail``:
以字符串形式保存seccomp返回值参考上文的 ``SECCOMP_RET_*`` 宏)的只读有序
列表。从左往右按照最少许可返回值到最多许可返回值排序。
这个列表代表了内核支持的seccomp返回值集合。一个用户空间程序可以使用这个列表来在
程序建立时确定在 ``seccomp.h`` 中找到的动作是否和当前运行内核实际支持的动作有所
不同。
``actions_logged``:
允许被记录的seccomp返回值参考上文的 ``SECCOMP_RET_*`` 宏)的可读写有序列表。
对文件写入不需要是有序的但从文件读取将采用与actions_avail sysctl一致的方式排序。
``allow`` 字符串在 ``actions_logged`` sysctl中不被接收因为不可能记录
``SECCOMP_RET_ALLOW`` 动作。尝试向sysctl写入 ``allow`` 会导致返回一个EINVAL。
添加架构支持
============
请查看 ``arch/Kconfig`` 了解权威要求。总的来说如果一个架构同时支持ptrace_event和
seccomp那么它将可以通过较小的修改支持seccomp过滤器 ``SIGSYS`` 支持和seccomp
返回值检查。然后必须将 ``CONFIG_HAVE_ARCH_SECCOMP_FILTER`` 添加到它的架构特定
的Kconfig中。
注意事项
========
vDSO可能导致一些系统调用完全在用户空间中运行当你在不同机器上跑程序时可能导致回退
到真正系统调用的意外发生。为了在x86上最小化这些意外的发生请确保你在测试时把
``/sys/devices/system/clocksource/clocksource0/current_clocksource`` 设置为
``acpi_pm`` 之类的值。
在x86-64上vsyscall模拟默认开启。vsyscalls是vDSO调用的传统变体。目前模拟
vsyscalls会遵守seccomp但是有一些奇怪情况
- ``SECCOMP_RET_TRAP`` 的返回值会设置一个指向给定vsyscall入口的 ``si_call_addr``
而不是'syscall'指令之后的地址。任何想重新开始调用的代码都需要注意 (a) ret指令
已被模拟,(b) 试图恢复系统调用将再次触发标准vsyscall模拟安全检查使得恢复系统
调用在大部分情况下没有意义。
- ``SECCOMP_RET_TRACE`` 的返回值将像往常一样给追踪器发出信号,但是系统调用可能不能
使用orig_rax寄存器改变为另一个系统调用。可能只能改变为-1来跳过当前模拟的调用。
任何其他改变都可能终止进程。追踪器看到的rip值将是系统调用的入口地址这和正常行为
不同。追踪器禁止修改rip或者rsp。不要依赖其他改变来终止进程它们可能正常工作。
比如在一些内核中,选择一个只存在于未来内核中的系统调用将被正确模拟,返回一个
``-ENOSYS`` 。)
要检测这个古怪的行为,可以检查 ``addr & ~0x0C00 == 0xFFFFFFFFFF600000``。(对于
``SECCOMP_RET_TRACE`` 使用rip。对于 ``SECCOMP_RET_TRAP`` ,使用
``siginfo->si_call_addr``不要检测其他条件未来内核可能会改进vsyscall模拟
当前内核在vsyscall=native模式下会有不同表现但在这些情况下 ``0xF...F600{0,4,8,C}00``
处的指令将不是系统调用。
请注意现代系统根本不可能使用vsyscalls —— 它们是一种遗留功能,而且比标准系统调用
慢得多。 新的代码将使用vDSO而vDSO发出的系统调用与正常的系统调用没有区别。