euid, ruid, suid

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用户标识变量

• ruid：真实用户 ID 表示发起该进程的用户。

• euid：称为 有效用户 ID，表示系统用来确定进程权限的用户身份。通常情况下，euid 与 ruid 相同，除非在执行 SetUID 二进制文件的情况下，euid 采用文件所有者的身份，从而授予特定的操作权限。

• suid：此 保存用户 ID 在高权限进程（通常以 root 身份运行）需要暂时放弃其权限以执行某些任务时至关重要，之后再恢复其最初的提升状态。

重要说明

非 root 进程只能将其 euid 修改为当前的 ruid、euid 或 suid。

理解 set*uid 函数

• setuid：与最初的假设相反，setuid 主要修改 euid 而不是 ruid。具体而言，对于特权进程，它将 ruid、euid 和 suid 与指定用户（通常是 root）对齐，有效地巩固这些 ID，因为 suid 会覆盖。详细信息可以在 setuid 手册页 中找到。

• setreuid 和 setresuid：这些函数允许对 ruid、euid 和 suid 进行细致的调整。然而，它们的能力取决于进程的权限级别。对于非 root 进程，修改仅限于当前的 ruid、euid 和 suid 值。相比之下，root 进程或具有 CAP_SETUID 能力的进程可以为这些 ID 分配任意值。更多信息可以从 setresuid 手册页 和 setreuid 手册页 中获取。

这些功能的设计并不是作为安全机制，而是为了促进预期的操作流程，例如当程序通过更改其有效用户 ID 来采用另一个用户的身份时。

值得注意的是，虽然 setuid 可能是提升到 root 权限的常用方法（因为它将所有 ID 对齐到 root），但区分这些函数对于理解和操控不同场景下的用户 ID 行为至关重要。

Linux 中的程序执行机制

execve 系统调用

• 功能：execve 启动一个程序，由第一个参数决定。它接受两个数组参数，argv 用于参数，envp 用于环境。

• 行为：它保留调用者的内存空间，但刷新堆栈、堆和数据段。程序的代码被新程序替换。

• 用户 ID 保持：

• ruid、euid 和附加的组 ID 保持不变。

• 如果新程序设置了 SetUID 位，euid 可能会有细微变化。

• suid 在执行后从 euid 更新。

• 文档：详细信息可以在 execve 手册页 中找到。

system 函数

• 功能：与 execve 不同，system 使用 fork 创建一个子进程，并在该子进程中执行命令，使用 execl。

• 命令执行：通过 sh 执行命令，使用 execl("/bin/sh", "sh", "-c", command, (char *) NULL);。

• 行为：由于 execl 是 execve 的一种形式，它在新子进程的上下文中以类似方式操作。

• 文档：进一步的见解可以从 system 手册页 中获取。

带有 SUID 的 bash 和 sh 的行为

• bash：

• 有一个 -p 选项影响 euid 和 ruid 的处理方式。

• 如果没有 -p，bash 会将 euid 设置为 ruid，如果它们最初不同。

• 有了 -p，初始的 euid 会被保留。

• 更多细节可以在 bash 手册页 中找到。

• sh：

• 没有类似于 bash 中的 -p 的机制。

• 关于用户 ID 的行为没有明确提及，除了在 -i 选项下，强调 euid 和 ruid 的相等性保持。

• 额外信息可在 sh 手册页 中找到。

这些机制在操作上各不相同，为执行和程序之间的转换提供了多种选择，具体细节在用户 ID 的管理和保持方面有所不同。

测试执行中的用户 ID 行为

示例取自 https://0xdf.gitlab.io/2022/05/31/setuid-rabbithole.html#testing-on-jail，查看以获取更多信息

案例 1：使用 setuid 和 system

目标：理解 setuid 与 system 和 bash 作为 sh 结合的效果。

C 代码：

#define _GNU_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(void) {
setuid(1000);
system("id");
return 0;
}

编译和权限：

oxdf@hacky$ gcc a.c -o /mnt/nfsshare/a;
oxdf@hacky$ chmod 4755 /mnt/nfsshare/a

bash-4.2$ $ ./a
uid=99(nobody) gid=99(nobody) groups=99(nobody) context=system_u:system_r:unconfined_service_t:s0

分析：

• ruid 和 euid 初始值分别为 99 (nobody) 和 1000 (frank)。

• setuid 将两者都对齐到 1000。

• system 执行 /bin/bash -c id，这是由于 sh 到 bash 的符号链接。

• bash 在没有 -p 的情况下，将 euid 调整为与 ruid 匹配，导致两者都为 99 (nobody)。

案例 2：使用 setreuid 和 system

C 代码：

#define _GNU_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(void) {
setreuid(1000, 1000);
system("id");
return 0;
}

编译和权限：

oxdf@hacky$ gcc b.c -o /mnt/nfsshare/b; chmod 4755 /mnt/nfsshare/b

执行和结果：

bash-4.2$ $ ./b
uid=1000(frank) gid=99(nobody) groups=99(nobody) context=system_u:system_r:unconfined_service_t:s0

分析：

• setreuid 将 ruid 和 euid 都设置为 1000。

• system 调用 bash，由于用户 ID 的相等性，保持用户 ID，有效地作为 frank 操作。

案例 3：使用 setuid 和 execve

目标：探索 setuid 和 execve 之间的交互。

#define _GNU_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(void) {
setuid(1000);
execve("/usr/bin/id", NULL, NULL);
return 0;
}

执行和结果：

bash-4.2$ $ ./c
uid=99(nobody) gid=99(nobody) euid=1000(frank) groups=99(nobody) context=system_u:system_r:unconfined_service_t:s0

分析：

• ruid 保持为 99，但 euid 设置为 1000，符合 setuid 的效果。

C 代码示例 2（调用 Bash）：

#define _GNU_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(void) {
setuid(1000);
execve("/bin/bash", NULL, NULL);
return 0;
}

执行和结果：

bash-4.2$ $ ./d
bash-4.2$ $ id
uid=99(nobody) gid=99(nobody) groups=99(nobody) context=system_u:system_r:unconfined_service_t:s0

分析：

• 尽管 euid 通过 setuid 设置为 1000，bash 由于缺少 -p 将 euid 重置为 ruid (99)。

C 代码示例 3 (使用 bash -p)：

#define _GNU_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(void) {
char *const paramList[10] = {"/bin/bash", "-p", NULL};
setuid(1000);
execve(paramList[0], paramList, NULL);
return 0;
}

执行和结果：

bash-4.2$ $ ./e
bash-4.2$ $ id
uid=99(nobody) gid=99(nobody) euid=100

参考文献

• https://0xdf.gitlab.io/2022/05/31/setuid-rabbithole.html#testing-on-jail

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