麒麟桌面操作系统 | 安全机制解析

麒麟桌面操作系统 | 安全机制解析

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一、开机相关设置

1. 系统分辨率设置

通常在虚拟机中安装系统后,如果没有安装VMware Tools,会影响系统的分辨率

# 查看系统支持的分辨率
[root@Kylin-1 ~]# xrandr
# 设置系统分辨率
[root@Kylin-1 ~]# xrandr -s 1920x740

同时需要在桌面单击,选择【设置屏幕分辨率】,然后单击【保存】。可以会存在疑问,为什么一开始不直接使用【设置屏幕分辨率】修改分辨率,这是因为一开始分辨率过低,你没办法点击【保存】按钮。

二、系统防火墙原理

麒麟操作系统从V10版本开始,默认使用了Firewalld防火墙,Firewalld是能提供动态管理的防火墙,支持网络/防火墙区域,用于定义网络连接或接口的信任级别。支持IPv4和IPv6防火墙设置、以太网桥接和IP集。将运行时配置和永久配置选项分开,为服务或应用程序提供了直接添加防火墙规则的接口。

Firewalld的一个很大的优势的它是动态管理的,不需要重启防服务的情况下也可以更改防火墙配置,也不会中断服务器的任何连接。Linux是通过内核中的 netfilter 来实现网络数据包的过滤管理(查看、记录、修改、丢弃、拒绝)。netfilter 代码被编译到 Linux 内核中,并执行实际的包过滤,用户没有办法直接鱼 netfilter 交互,需要某种帮助程序作为桥梁来与 netfilter 交互。

与 netfilter 交互的方法:

  • 管理员编写内核模块程序与 netfilter 交互

  • ipchains (Linux kernel 2.4)

  • iptables (作为 Linux kernel 2.6 版本的1个特性引入)

  • nftables

Firewalld可以理解为就是iptables的前端工具。

Netfilter是Linux核心层内部的一个数据包处理模块,Linux平台下的包过滤防火墙

  • 网络地址转换(Network Address Translate)

  • 数据包内容修改

  • 数据包过滤的防火墙功能

Netfilter专业术语

  • 表tables:相同功能规则的集合

  • 链chains:关卡

  • 规则policy:匹配条件、处理动作

内核空间的转发流程图

1. 链chains

链是一组规则的集合,在配置规则的时候,要注意规则的顺序。Firewalld会根据规则的先后进行匹配,当匹配到合适项时,会停止匹配。在没有匹配项时,会应用缺省规则。

2. 表table

表是由链组成的,四张表的优先级由高到低的顺序为:raw --> mangle --> nat --> filter

  • raw:关闭nat表上启用的连接追踪机制【iptable_raw】

  • mangle表:拆解报文,做出修改,并重新封装【iptable_mangle】

  • nat表:网络地址转换功能【内核模块:iptable_nat】

  • filter表:负责过滤【内核模块:iptable_filter】

[Step1] 如果想要Linux支持转发,需要开启内核的ip_forward功能。可以临时修改对应文件/proc/sys/net/ipv4/ip_forward。ip_forward默认是关闭的,可以通过查看/proc/sys/net/ipv4/ip_forward文件查看

[root@Kylin-1 ~]# cat /pro/sys/net/ipv4/ip_forward

[Step2] 临时启用IP转发功能:使用echo命令修改文件以开启IP转发,直接使用vim是无法编辑的

[root@Kylin-1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

[Step3] 永久启用IP转发功能:修改内核文件,修改 ip_forward 的值

[root@Kylin-1 ~]# vim /etc/sysctl.conf
​
# 修改下列选项值为1
net.ipv4.ip_forward=1

[Step4] 读取内核参数配置文件,并把文件里的所有参数设置应用到当前运行的内核中,无需重启系统。

[root@Kylin-1 ~]# sysctl -p 

三、Firewalld防火墙控制

防火墙的类别

  • 静态防火墙

    • 只要修改规则就要进行所有规则的重新载入,例如:iptables service

  • 动态防火墙

    • 任何规则的变更都不需要对整个防火墙规则列表进行重新加载,只需要将变更部分保存并更新到 iptables ,例如:firewalld

Firewalld提供了一个 daemon 和 service,还有命令行和图形界面配置工具,它仅仅是替代了 iptables service部分,其底层还是使用 iptables 作为防火墙规则管理入口。真正利用规则进行数据包过滤是由内核中的 netfilter 子系统负责。

1. 区域zone

Firewalld将网卡对应到不同的区域(zone),zone默认一共有9个

  • 不同区域之间的差异是它对待数据包的默认行为不同,根据区域名字我们可以很直观的知道该区域的特征,在银河麒麟操作系统中,默认区域为public。

  • Firewalld默认每个服务都是拒绝,需要去设置才能放行

[Step1] 通过查看/usr/lib/firewalld/zones目录可以看到系统预先配置的区域和服务,zones文件都是xml格式。

[root@Kylin-1 ~]# ll /usr/lib/firewalld/zones/

Firewalld区域(zone)

区域zone

默认策略规则

适用区域

trusted(信任)

接受任何网络连接,允许所有数据包进出

内部网络

home(家庭)

流量与ssh、mdns、ipp-client、samba-client、dhcpv6-client服务相关允许进入

家庭网络

Internal(内部)

等同于home区域

内部网络

work(工作)

仅流量与ssh、ipp-client、dhcpv6-client服务相关允许进入

工作区

public(公共)

只有经过选取的连接、流量与ssh、dhcpv6-client服务相关允许进入

公共区域

external(外部)

流量与ssh服务相关允许进入

启用伪装功能的外部网

dmz(非军事区)

可以公开访问、可以有限的进入内部网络、流量与ssh服务相关允许进入,安全级别位于内网与外网间(停火区域)

允许公网访问的服务器所在区域

block(限制)

任何接接收的网络连接都被拒绝

保护区域

2. 图形界面修改防火墙设置

3. 命令行界面修改防火墙设置

Firewalld基本命令

命令

说明

systemctl start firewalld

开启防火墙

systemctl enable firewalld

开机自启防火墙

systemctl stop firewalld

关闭防火墙

systemctl disable firewalld

开机自动关闭防火墙

firewalld-cmd --state | systemclt status firewalld

查看防火墙状态

firewalld-cmd --get-active-zones

查看防火墙管理的设备

firewalld-cmd --get-default-zone

查看防火墙生效的区域

firewalld-cmd --get-zones

查看防火墙所有区域

firewalld-cmd --zone=public --list-all

列出关于public区域的服务设置

firewalld-cmd --get-services

列出可使用的服务

firewalld-cmd --set-default-zone=trusted

修改默认区域为trusted

firewalld-cmd --list-all-zones

列出所有的区域

firewalld-cmd --set-default-zone=dmz

设置防火墙的区域

firewalld-cmd --set-default-zone=dmz

查看特定区域的信息

修改安全策略

命令

说明

firewalld-cmd --add-service=https

临时添加服务(默认的区域)

firewalld-cmd --permanent --add-service=https

永久添加服务(默认的区域)

firewalld-cmd --add-port=80/tcp

临时添加端口

firewalld-cmd --remove-interface=eth0

删除接口

firewalld-cmd --permanent --change-interface=eth1 --zone=dmz

永久更改接口区域

firewalld-cmd --remove-souce=192.168.10.1 --zone=block

临时拒绝主机192.168.10.1的所有网络连接

firewalld-cmd --remove-source=192.168.10.1 --zone=block --permanent

永久移除限制

firewalld-cmd --complete-reload

中断连接,重启防火墙策略

firewalld-cmd --reload

不中断连接,重启防火墙策略

firewalld-cmd --direct --get-all-rules

查看设置的规则

[Step1] Firewalld服务默认为开机自启,可以通过命令查看。

[root@Kylin-1 ~]# systemctl status firewalld.service

[Step2] 当使用 firewalld-cmd 命令时,如果拼写错误会有智能提示

# 查看防火墙所有区域,正确命令为[ --list-zones ]
[root@Kylin-1 ~]# firewalld-cmd --list-zone

[Step3]: 防火墙配置文件可以手动修改,修改后需要重启防火墙或重新加载生效。

[root@Kylin-1 ~]# vim /etc/firewalld/zones/public.xml
​
# 允许http服务通过
<service name="http">

[Step4]: 重新加载防火墙,不会中断用户连接查看防火墙放行的服务,可以看到多出http。

[root@Kylin-1 ~]# firewall-cmd --reload
[root@Kylin-1 ~]# firewall-cmd --list-services --zone=public

[Step5] 当防火墙出现严重问题时,如:防火墙规则设置正确,但却出现状态信息问题和无法建立连接。

# 重新加载防火墙并中断用户连接
[root@Kylin-1 ~]# firewall-cmd --complete-reload

四、服务配置文件

在/usr/lib/firewalld/services目录下保存了daemon文件,每个文件对应一项具体的网络服务。

  • 与之对应的配置文件中记录了各项服务所使用的tcp/udp端口,当默认提供的服务不够用或需要自定义某项服务的端口时,我们需要将 service 配置文件放置在/etc/firewalld/services目录中

  • 每加载一项已设置好的 service 配置就意味着开放对应端口访问

  • 请勿修改/usr/lib/firewalld/services,只有/etc/firewalld/services的文件可以被编辑

[Step1] 查看ssh服务的配置文件内容。

[root@Kylin-1 ~]# vim /usr/lib/firewalld/services/ssh.xml

[Step2] 如果想修改特定服务,可以将该服务配置文件复制到“/etc/firewalld/services/”目录下。

  • 系统会优先读取/etc/firewalld里面的文件

  • 其次读取/usr/lib/firewalld/services/中的文件

  • 为了方便管理和修改,建议将文件复制到/etc/firewalld/services/目录下

[root@Kylin-1 ~]# cp /usr/lib/firewalld/services/http.xml /etc/firewalld/services

[Step3] 添加自定义服务:添加8080端口。

# 随便复制一个配置文件充当模板
[root@Kylin-1 ~]# cp /usr/lib/firewalld/services/http.xml /etc/firewalld/services/tcp8080.xml
# 编辑新配置文件,修改后内容如下图所示
[root@Kylin-1 ~]# vim /etc/firewalld/services/tcp8080.xml

[Step4] 将新添加的服务文件添加到 public 区域配置文件中。

[root@Kylin-1 ~]# vim /etc/firewalld/zones/public.xml
​
# 在文件末尾追加一行
<service name="tcp8080"/>

[Step5] 重新加载防火墙。

[root@Kylin-1 ~]# firewall-cmd --reload

[Step6] 验证:可以通过8080访问服务器上的web服务。

五、麒麟安全增强设置

1. 管理员分权机制(管理员权限拒绝滥用)

存在的问题

  • 超级管理员权限具有所有权限【权限不受限】

  • 系统容易发生错误【当超级管理员误删除关键文件】

  • 病毒木马容易入侵【提权后可以肆意攻击,存在安全隐患】

管理员分权的优势

  • 将超级管理员的权限拆分

  • 三个管理员相互合作、互相制约【三权分立】

  • 避免误操作引起的系统错误

  • 避免权限过大引起的安全隐患

2. 典型实施机制(进程和数据安全隔离)

存在的问题

  • 进程可以随意访问数据

  • 数据安全性、机密性差

进程和数据安全隔离的优势

  • 对进程可以划分不同类型域

  • 对文件数据可以划分不同的类型域

  • 数据隔离

3. 多级安全机密性机制(等级划分、安全机密)

存在的问题

  • 无等级划分、访问数据限制性较低

  • 低级别进程可以访问部分数据

  • 数据安全性、机密性差

等级划分、安全机密的优势

  • 禁止上读下写

  • 保证数据机密性

4. Kysed机制(提出基于标记的软件执行控制机制)

  • 未认证非法外来、被篡改程序拒绝执行

  • 外来内核模块拒绝加载

  • 非法来源程序拒绝安装

  • 保护文件拒绝篡改

  • 保护内核模块拒绝卸载

  • 未授权应用拒绝联网

  • 保护进程拒绝被杀死

5. 支持国密算法(支持软硬国密算法)

存在的问题

  • 不支持、不合规

支持软硬算法的优势

  • 符合国家密码主管部门要求

6. 用户UID唯一性(用户拒绝重复)

存在的问题

  • 用户删除之后,重复使用

  • 用户信息容易泄露

用户拒绝重复的优势

  • 用户UID唯一,且不可重复

  • 保证用户信息机密性

7. 安全中心(病毒防护、账户安全、网络保护、应用执行控制、极限扫描功能)

存在的问题

  • 功能分散、难以整合

  • 命令操作系统为主,用户体验感差、交互差

安全中心的优势

  • 图形化操作,操作简便,交互友好

  • 功能集中,统一配置和管理

8. 安全管理工具(对系统安全模式、系统安全状态、执行控制功能、管理员分权、内核防卸载功能、文件保护功能等安全功能管理)

存在的问题

  • 命令操作门槛高,不易操作

  • 用户体验不直观,交互体验差

安全管理工具的优势

  • 统一管理

  • 操作简便

  • 交互友好

9. 文件保密箱(数据隔离、授权共享、透明加解密)

存在的问题

  • 数据被其它用户可见、可操作、可复制、数据存储不安全

  • 其它用户难以共享数据,配置复杂

  • 数据明文存储,机密性差,容易被窃取

  • 硬盘被窃取后,所有数据全部泄露

文件保险箱的优势

  • 数据安全隔离、数据可授权共享

  • 数据加解密,保证数据机密性

  • 硬盘被窃取后,加密数据无法查看,依然保证数据机密性

  • 图形化操作,操作简便,交互友好

10. 日志管理工具(日志展示、日志过滤、日志检索、日志导出)

存在的问题

  • 日志过多,管理难

  • 日志查看不便,搜索不便

日志管理根据的优势

  • 便于日志查看、管理

  • 便于搜索定位

  • 便于导出

六、访问控制模型

DAC:自主访问控制是Linux下默认的接入控制机制,通过对资源读、写、执行操作,保证系统安全。

MAC:安全接入控制机制,默认情况下:MAC不允许任何访问,用户可以自定义策略规则,指定运行什么,从而可以避免很多攻击。

MAC强制访问控制有三种实现方式:Apparmor、SELinux、Kysec

  • Apparmor:内核模块的一个安全框架,是Ubuntu的强制访问默认选择

  • SELinux:美国国家安全局(NSA)对于强制访问控制的实现,是RHEL的强制访问默认选择

  • KySec:是基于kysec安全标记对执行程序、脚本文件、共享库、内核模块进行保护的一种安全机制,是麒麟操作系统的强制访问默认选择

KYSEC的两种安全模式

  1. 强制模式(Normal):出现违规操作时,阻止该操作的运行并审计记录该操作

  2. 警告模式(Warning):出现违规操作时,弹出麒麟安全授权认证框进行授权(桌面操作系统才有)

  3. 软模式(Softmode):出现违规操作时,只会审计记录该操作,不会阻止该操作的运行

七、麒麟安全增强Kysec

[Tips] 在安装麒麟操作系统时,默认不会安装【麒麟安全增强工具】,也就无法使用kysec。

[Step1] 后期如果需要使用麒麟安装增加工具,不同的命令需要安装不同的软件包,以下安装包推荐使用Kylin自带的网络源进行安装。

# 查看当前kysec安全状态的命令[getstatus],
[root@Kylin-1 ~]# kysec-utils-3.4.1-01.se.26.ky10.x86_64
​
# 修改kysec安全状态的命令[kysec]
[root@Kylin-1 ~]# security-switch-1.3.1-1.se.04.ky10.x86_64
​
# 查看kysec安全标记的命令[kysec],在安装kysec-utils会关联安装
[root@Kylin-1 ~]# kysec-utils-3.4.1-01.se.26.ky10.x86_64

[Step2] 查看当前kysec的安全状态

[root@Kylin-1 ~]# getstatus

常见KYSEC安全标记

kysec安全标记类型

安全状态

exec control(执行控制)

on/off/warning

net control(网络控制)

on/off/warning

file protect(文件保护)

on/off/warning

kmod protect(内核模块保护)

on/off/warning

three protect(三权分立)

on/off/warning

process protect(进程保护)

on/off/warning

[Step3] KYSEC的开启与关闭,需要重启系统生效。

[root@Kylin-1 ~]# security-switch --set default  # 开启KYSEC
[root@Kylin-1 ~]# security-switch --set none     # 关闭KYSEC
[root@Kylin-1 ~]# security-switch --set strict   # 启用三权分立

[Step4] 设置KYSEC的模式为softmode还是normal。

[root@Kylin-1 ~]# setstatus softmode/normal

[Step5] 修改相应功能安全状态,将网络控制模式临时关闭。

[root@Kylin-1 ~]# setstatus kysec -f netctl -c off -t
  • -f netctl:指定安全模块下的子功能

  • -c off:设置子功能的状态,on为开启,off为关闭

  • -t:临时生效

1. 查看kysec安全标记

文件身份标记:用于对执行文件的用户进行限制

  • secadm:文件属于安全管理员,只能由安全管理员执行

  • audadm:文件属于审计管理员,只能由升级管理员执行

  • none:无身份标记,所有用户都可执行

文件保护标记:用于对文件进行保护和检测

  • verify:执行前检查文件是否发生变化,如果发生变化,禁止执行

  • readonly:文件只读,对文件的写、移动、重命名和属性修改操作都禁止

  • none:无文件保护标记

执行控制标记:用于对文件的是否可执行进行控制

  • unknown:未知文件标记,该标记不可执行

  • original:系统原始文件标记,该标记可执行

  • verified:第三方可执行文件标记,该标记可执行

  • kysoft:可信安全脚本标记,该标记可执行

  • trusted:可信文件标记,拥有该标记的程序对文件仅修改时,文件标记不变,该表可执行

[Step1] 查看安全标记。

[root@Kylin-1 ~]# kysec_get exectl -f xxx       # 查看xxx文件的执行控制标记
[root@Kylin-1 ~]# kysec_get fpro -f /usr/bin/ls # 查看/usr/bin/ls的文件保护标记

2. 可执行文件的可执行控制

[Setp1] 首先查看kysec的安全状态,可以看到当前执行控制模式为on。

[root@Kylin-1 ~]# getstatus

[Setp2] 查找本地的cat命令,将cat命令拷贝到/tmp目录下。

[root@Kylin-1 ~]# whereis cat
[root@Kylin-1 ~]# cp /usr/bin/cat /tmp
[root@Kylin-1 ~]# ll /tmp

[Setp3] 尝试使用tmp目录下的cat命令查看文件内容,可以看到该命令无法被执行。

[root@Kylin-1 ~]# /tmp/cat /etc/selinux/config

[Setp4] 临时关闭执行控制模式,重新使用该命令查看文件内容,此时可以看到文件内容。

[root@Kylin-1 ~]# setstatus kysec -f exectl -c off -t
[root@Kylin-1 ~]# /tmp/cat /etc/selinux/config

[Setp4] 重新开启执行控制模式状态,然后查看/tmp/cat文件的执行控制标记。

[root@Kylin-1 ~]# setstatus kysec -f exectl -c on -t
[root@Kylin-1 ~]# kysec_get exectl -f /tmp/cat

[Setp5] 修改/tmp/cat文件的执行控制标记为kysoft,然后使用/tmp/cat查看任意文件内容。

[root@Kylin-1 ~]# kysec_set exectl -v kysoft -f /tmp/cat
  • -v kysoft:标记值,此处设置为kysoft

  • -f /tmp/cat:文件或目录路径, 设置文件或目录下文件的标记

[root@Kylin-1 ~]# kysec_get exectl -f /tmp/cat
[root@Kylin-1 ~]# /tmp/cat /etc/selinux/config

[Setp6] 同时,如果修改文件内容后,改文件的执行控制标记会变更为unkonow。

[root@Kylin-1 ~]# kysec_get exectl -f /tmp/cat
[root@Kylin-1 ~]# echo "" >> /tmp/cat       # 修改文件内容
[root@Kylin-1 ~]# kysec_get exectl -f /tmp/cat

3. 可执行文件的可执行控制

[Setp1] 首先查看kysec的安全状态,可以看到当前执行控制模式为on。

[root@Kylin-1 ~]# getstatus

[Setp2] 新建一个脚本,赋予该脚本执行权限。

[root@Kylin-1 ~]# touch demo.sh
​
# 赋予该脚本执行权限,此处给所属者添加执行权限
[root@Kylin-1 ~]# chmod +x demo.sh
[root@Kylin-1 ~]# vim demo.sh
​
# 写入下列内容
#!/bin/bash
echo "Hello!"

[Setp3] 测试执行脚本,提示【解释器错误:权限不够】。

[root@Kylin-1 ~]# ./demo.sh

[Setp4] 修改执行控制标记为kysoft,并尝试重新执行脚本文件。

[root@Kylin-1 ~]# kysec_set exectl -v kysoft -f demo.sh
[root@Kylin-1 ~]# kysec_get exectl -f demo.sh

4. 内核模块的可执行控制

[Setp1] 首先将内核文件拷贝至当前目录。

[root@Kylin-1 ~]# cp /lib/modules/4.19.90-89.11.v2401.ky10.x86_64/kernel/net/netfilter/nf_conntrack_ftp.ko.xz .

[Setp2] 将模块载入到内核中,此时会提示资源不可用。

[root@Kylin-1 ~]# insmod nf_conntrack_ftp.ko.xz

[Setp3] 修改执行控制标记为original,并尝试重新载入模块,此时不会报错。

kysec_set exectl -v original -f nf_conntrack_ftp.ko.xz
kysec_get exectl -f nf_conntrack_ftp.ko.xz

5. 文件保护(受保护的文件不能被修改、重命名和删除)

[Setp1]: 本地新建一个文件,设置文件保护标记为只读。

[root@Kylin-1 ~]# echo Hello > demo.txt
[root@Kylin-1 ~]# kysec_set fpro -v readonly -f demo.txt

[Setp2]: 测试发现,可以正常读取该文件,但是无法修改文件。

[root@Kylin-1 ~]# cat demo.txt
[root@Kylin-1 ~]# echo "111" >> demo.txt

[Setp3]: 修改文件保护标记为verify,移动该文件到/tmp目录下,无法读取该文件。

[root@Kylin-1 ~]# kysec_set fpro -v verify -f demo.txt
[root@Kylin-1 ~]# mv demo.txt /tmp/

八、三权分立

主要的设计思想是将传统意义上的超级管理员root的权利进行划分,分为root(uid=0)、secadm(uid=600)和auditadm(uid=700)分别作为超级管理员的别名存在。通过SELinux+admin3+kysec技术实现基于角色的访问控制机制。

三权系统除了使用传统的Linux用户身份鉴定机制外,还可以使用双因子验证方式进行身份验证,符合公安部的安全操作系统的相关标准。不同权限管理员之间实现权限隔离,满足等保“权限最小化原则”,提升系统抗风险能力。

[Step1] 开启三权分立功能,在启用三权分立时,需要为三个用户设置密码。

[root@Kylin-1 ~]# security-switch --set strict

[Step2]: 在重启过后,系统中会出现两个新的用户。

[Step3] 使用auditadm用户(审计管理员)登录,在对磁盘进行操作时,会提示权限不够。

[auditadm@Kylin-1 ~]$ id 
[auditadm@Kylin-1 ~]$ fdisk /dev/sda

[Step4] 使用secadm用户(安全管理员)登录,新建用户时,会提示权限不够。

[secadm@Kylin-1 ~]$ id 
[secadm@Kylin-1 ~]$ useradd mike

[Step5] 禁用三权分立。

[root@Kylin-1 ~]# security-switch --set default

九、关闭KYSEC

[Step1] 编辑引导配置文件,将与kysec有关的东西全部删掉。

[root@Kylin-1 ~]# vim /etc/default/grub
​
# 修改后内容如下图

[Step2] 先查看当前的硬盘编号,然后重新安装引导配置文件到硬盘中。

[root@Kylin-1 ~]# lsblk
[root@Kylin-1 ~]# grub2-install /dev/sda

[Step3]: 重新生成引导配置文件。

[root@Kylin-1 ~]# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

[Step4]: 重启服务器,可以看到kysec已经被关闭。

[root@Kylin-1 ~]# getstatus

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