Linux 内核 yama 安全模块

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kernel.yama.ptrace_scope 是 Linux 内核中的一个安全参数,属于 Yama 安全模块(Linux Security Module, LSM)的一部分。主要作用是控制 ptrace 系统调用的权限范围

介绍

ptrace(process trace)是一个非常强大的系统调用,调试器(如 gdb)和跟踪工具(如 strace)都依赖它来检查、修改或暂停另一个进程的执行。然而,恶意软件也可以利用 ptrace 来窃取同一用户下其他进程的敏感数据(如 SSH 密钥、浏览器密码等)或注入恶意代码。

参数值及其含义

该参数可以被设置为 0123,每个级别代表不同的限制程度:

0 - Classic ptrace permissions (经典模式/最宽松)

  • 含义:不做额外限制。只要进程拥有相同的用户 ID (UID),就可以互相调试(ptrace)。
  • 影响:这是传统的 Linux 行为。任何进程都可以 attach 到同一用户下的其他进程。
  • 安全性。如果攻击者攻破了你运行的一个程序(例如浏览器),该程序可以利用 ptrace 读取你运行的其他程序(如 SSH Agent、GPG Agent)的内存。

1 - Restricted ptrace (受限模式 - 大多数现代发行版的默认值)

  • 含义:限制普通用户进程只能 ptrace 它自己的后代进程(即由它启动的子进程)。
  • 例外:如果目标进程预先调用了 prctl(PR_SET_PTRACER, ...) 显式声明允许某个进程来调试它,则可以绕过此限制。
  • 影响
    • 你可以直接运行 gdb ./my_program(因为 my_programgdb 的子进程)。
    • 但是,你不能直接运行 gdb -p <pid> 去 attach 一个正在运行的、且与 gdb 无父子关系的进程,除非你使用 sudo (root)。
  • 安全性中等。有效防止了被入侵的进程攻击同一用户下的无关进程。

2 - Admin-only attach (仅限管理员)

  • 含义:只有拥有 CAP_SYS_PTRACE 能力的进程(通常是 root)才能使用 ptrace attach 到其他进程。
  • 影响:普通用户完全无法调试进程,即使是他们自己启动的也不行。
  • 安全性。适用于生产环境服务器,防止普通用户或被黑的账户进行调试攻击。

3 - No attach (禁止 attach)

  • 含义:完全禁止 ptrace attach 操作。即使是 root 用户也无法 attach 到正在运行的进程。
  • 注意:这是一个不可逆的操作。一旦设置为 3,除非重启系统,否则无法将其改回 0、1 或 2。
  • 影响:系统极度加固,调试功能基本失效。
  • 安全性极高。通常用于高度敏感的系统或嵌入式设备。

如何查看和修改

查看当前值

使用 sysctl 命令或直接读取 /proc 文件系统:

# 方法一
sysctl kernel.yama.ptrace_scope

# 方法二
cat /proc/sys/kernel/yama/ptrace_scope

输出 1 通常意味着它是默认的受限模式。

临时修改 (重启后失效)

需要 root 权限:

# 设置为 0 (允许任意调试)
sudo sysctl -w kernel.yama.ptrace_scope=0

# 设置为 1 (限制模式)
sudo sysctl -w kernel.yama.ptrace_scope=1

永久修改

编辑 /etc/sysctl.conf 文件或 /etc/sysctl.d/ 下的配置文件(例如 10-ptrace.conf):

# 在文件中添加或修改这一行
kernel.yama.ptrace_scope = 1

保存后,运行 sudo sysctl -p 使其生效。

常见应用场景与故障排除

  1. 开发环境 vs 生产环境

    • 开发机:通常保持默认的 1。如果开发人员频繁需要 attach 到正在运行的服务进行调试,有时会临时改为 0,或者习惯使用 sudo gdb
    • 生产服务器:建议设置为 12,以减少攻击面。
  2. 为什么 gdb -pstrace -p 报错?

    • 如果你遇到错误信息:ptrace: Operation not permitted
    • 原因:通常是因为 kernel.yama.ptrace_scope 设置为 1,而你试图 attach 一个不是由调试器启动的进程。
    • 解决方法
      • 使用 sudo 运行调试工具。
      • 或者将参数临时修改为 0

总结

kernel.yama.ptrace_scope 是平衡调试便利性系统安全性的关键开关。对于绝大多数桌面和普通服务器用户,默认值 1 是最佳选择;对于高安全需求的服务器,可以考虑设置为 2

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