LinuxACL学习体验
2010-03-15 13:39:19 阿炯

在安全管理日益重要的今天,传统的 Unix 文件系统的 UGO 权限管理方式已经无法满足日常系统管理工作的需要;而 ACL 机制逐渐成为主流的权限管理方式。本文主要介绍了在基于 Linux2.6 内核的发行版 Fedora Core 上进行的一些 ACL 基本功能的实验。

ACL 简介
用户权限管理始终是 Unix 系统管理中最重要的环节。大家对 Linux/Unix 的 UGO 权限管理方式一定不陌生,还有最常用的 chmod 命令。为了实现一些比较复杂的权限管理,往往不得不创建很多的组,并加以详细的记录和区分(很多时候就是管理员的噩梦)。可以针对某一个用户对某一文件指定一个权限,恐怕管理员都期待的功能。比如对某一个特定的文件,用户A可以读取,用户B所在的组可以修改,惟独用户B不可以……。于是就有了IEEE POSIX 1003.1e这个ACL的标准。所谓ACL,就是Access Control List,一个文件/目录的访问控制列表,可以针对任意指定的用户/组分配RWX权限。现在主流的商业Unix系统都支持ACL。FreeBSD也提供了对ACL的支持。Linux在这个方面也不会落后,从2.6版内核开始支持ACL。

准备工作
支持ACL需要内核和文件系统的支持。现在2.6内核配合EXT2/EXT3,JFS,XFS,ReiserFS等文件系统都是可以支持ACL的。用自己工作用的物理分区体验ACL,总是不明智的行为。万一误操作导致分区的损坏,造成数据的丢失,损失就大了。作一个loop设备是个安全的替代方法。这样不需要一个单独的分区,也不需要很大的硬盘空间,大约有个几百KB就足够进行我们的体验了。OK,下面我使用Fedora Core 5和Ext3文件开始对Linux的ACL的体验。

首先创建一个512KB的空白文件: # dd if=/dev/zero of=/home/data/testptn count=512
512+0 records in
512+0 records out

和一个loop设备联系在一起:# losetup /dev/loop0 /home/data/testptn
创建一个EXT2的文件系统: # mke2fs /dev/loop0
mke2fs 1.35 (28-Feb-2004)
max_blocks 262144, rsv_groups = 32, rsv_gdb = 0
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=1024 (log=0)
Fragment size=1024 (log=0)
32 inodes, 256 blocks
12 blocks (4.69%) reserved for the super user
First data block=1
1 block group
8192 blocks per group, 8192 fragments per group
32 inodes per group
Writing inode tables: done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
This filesystem will be automatically checked every 30 mounts or
180 days, whichever comes first. Use tune2fs -c or -i to override.

挂载新建的文件系统(注意mount选项里的acl标志,我们靠它来通知内核我们需要在这个文件系统中使用ACL): # mount -o rw,acl /dev/loop0 /mnt/aclt
# cd /mnt/aclt
# ls
lost+found

现在我已经得到了一个小型的文件系统。而且是支持ACL的。并且即使彻底损坏也不会影响硬盘上其他有价值的数据。可以开始我们的ACL体验之旅了。
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1. 为什么要使用ACL
先让我们来简单地复习一下Linux的file permission.
在linux下,对一个文件(或者资源)可以进行操作的对象被分为三类: file owner(文件的拥有者), group(组,注意不一定是文件拥有者所在的组), other (其他)
而对于每一类别又分别定义了read, write and execute/search permission (这里不讨论SUID, SGID以及Sticky bit的设置)
通过ls -l命令就我们就可以列出一个文件的permission

root@ubuntu:/mnt/aclt# ls -lh
-rw-rw-r-- 1 hto root 1.8K 2009-10-04 11:08 test.txt

在这里说明了对于test.txt这个文件hto用户(由于是file owner)拥有read & write permission. 所有属于root group的用户(group)拥有read & write permission. 其他任何用户(other)对于文件没有任何的permission
如果我们现在希望htgood这个用户也可以对test.txt文件进行读写操作. 我自己大概会想到以下几种办法 (这里假设htgood不属于root group)
1. 给文件的other类别增加read and write permission. 这样由于htgood会被归为other类别,那么他也将拥有读写的权限
2. 将htgood加入到root group. 那么htgood会被归为group类别,那么他将拥有读写的权限
3. 设置sudo, 使htgood能够以hto的身份对test.txt进行操作,从而获得读写权限
第一种做法的问题在于所有用户都将对test.txt拥有读写操作,显然这种做法不可取
第二种做法的问题在于htgood被赋予了过多的权限.所有属于root组的文件,htgood都可以拥有其等同的权限了
第三种做法虽然可以达到只限定htgood用户一人拥有对test.txt文件的读写权限.但是需要对sudoers文件进行严格的格式控制. 而且当文件数量和用户很多的时候,这种方法就相当地不灵活了

看来好像都没有一个很好的解决方案. 其实问题就出在Linux file permission里面,对于other的定义过于广泛,以至于很难把permission限定于一个不属于file owner和group的用户身上. 那么Access Control List (ACL)就是用来帮助我们解决这个问题的.
简单地来说ACL就是可以设置特定用户或者用户组对于一个文件的操作权限. 需要掌握的命令也只有三个: getfacl, setfacl, chacl

在接下去讨论之前大家可以先安装上ACL的软件包

2. ACL的名词定义
先来看看在ACL里面每一个名词的定义.这些名词我大多从man page上摘下来虽然有些枯燥,但是对于理解下面的内容还是很有帮助的
ACL 是由一系列的Access Entry所组成的. 每一条Access Entry定义了特定的类别可以对文件拥有的操作权限. Access Entry有三个组成部分: Entry tag type, qualifier (optional), permission

我们先来看一下最重要的Entry tag type, 它有以下几个类型
ACL_USER_OBJ: 相当于Linux里file_owner的permission
ACL_USER: 定义了额外的用户可以对此文件拥有的permission
ACL_GROUP_OBJ: 相当于Linux里group的permission
ACL_GROUP: 定义了额外的组可以对此文件拥有的permission
ACL_MASK: 定义了ACL_USER, ACL_GROUP_OBJ和ACL_GROUP的最大权限 (这个我下面还会专门讨论)
ACL_OTHER: 相当于Linux里other的permission

让我们来据个例子说明一下. 下面我们就用getfacl命令来查看一个定义好了的ACL文件

代码:
[hto@localhost ~]$ getfacl ./test.txt # file: test.txt # owner: hto # group: root user::rw- user:htgood:rw- group::rw- group:dev:r-- mask::rw- other::r--

前面三个以#开头的定义了文件名,file owner和group. 这些信息没有太大的作用,接下来我们可以用 --omit-header来省略掉
user::rw- 定义了ACL_USER_OBJ, 说明file owner拥有read and write permission
user:htgood:rw- 定义了ACL_USER,这样用户htgood就拥有了对文件的读写权限,实现了我们一开始要达到的目的
group::rw- 定义了ACL_GROUP_OBJ,说明文件的group拥有read and write permission
group:dev:r-- 定义了ACL_GROUP,使得dev组拥有了对文件的read permission
mask::rw- 定义了ACL_MASK的权限为read and write
other::r-- 定义了ACL_OTHER的权限为read

从这里我们就可以看出ACL提供了我们可以定义特定用户和用户组的功能. 那么接下来我们就来看一下如何设置一个文件的ACL

3. 如何设置ACL文件
首先我们还是要讲一下设置ACL文件的格式. 从上面的例子中我们可以看到每一个Access Entry都是由三个被:号分隔开的字段所组成. 第一个就是Entry tag type

user 对应了ACL_USER_OBJ和ACL_USER
group 对应了ACL_GROUP_OBJ和ACL_GROUP
mask 对应了ACL_MASK
other 对应了ACL_OTHER

第二个字段称之为qualifier.也就是上面例子中的htgood和dev组.它定义了特定用户和拥护组对于文件的权限.这里我们也可以发现只有user和group才有qualifier,其他的都为空
第三个字段就是我们熟悉的permission了. 它和Linux的permission一样定义,这里就不多讲了

下面我们就来看一下怎么设置test.txt这个文件的ACL让它来达到我们上面的要求
一开始文件没有ACL的额外属性
代码:
[hto@localhost ~]$ ls -l
-rw-rw-r-- 1 hto root 0 Jul 3 22:06 test.txt
[hto@localhost ~]$ getfacl --omit-header ./test.txt
user::rw- group::rw- other::r--

先让用户htgood拥有对test.txt文件的读写权限

[hto@localhost ~]$ setfacl -m user:htgood:rw- ./test.txt
[hto@localhost ~]$ getfacl --omit-header ./test.txt
user::rw- user:htgood:rw- group::rw- mask::rw- other::r--

这时就可以看到htgood用户在ACL里面已经拥有了对文件的读写权限. 这个时候如果查看一下linux的permission还会发现一个不一样的地方

[hto@localhost ~]$ ls -l ./test.txt -rw-rw-r--+ 1 hto root 0 Jul 3 22:06 ./test.txt

在文件permission的最后多了一个+号. 当任何一个文件拥有了ACL_USER或者ACL_GROUP的值以后我们就可以称它为ACL文件.这个+号就是用来提示我们的
还可以发现当一个文件拥有了ACL_USER或者ACL_GROUP的值时ACL_MASK同时也会被定义
接下来我们来设置dev组拥有read permission

[hto@localhost ~]$ setfacl -m group:dev:r-- ./test.txt
[hto@localhost ~]$ getfacl --omit-header ./test.txt
user::rw- user:htgood:rw- group::rw- group:dev:r-- mask::rw- other::r--

到这里就完成了上面讲到的要求.是不是很简单呢

4. ACL_MASK 和 Effective permission
这里需要重点讲一下ACL_MASK, 因为这是掌握ACL的另一个关键
在Linux file permission里面大家都知道比如对于rw-rw-r--来说, 当中的那个rw-是指文件组的permission. 但是在ACL里面这种情况只是在ACL_MASK不存在的情况下成立. 如果文件有ACL_MASK值,那么当中那个rw-代表的就是mask值而不再是group permission了
来看下面这个例子

[hto@localhost ~]$ ls -l -rwxrw-r-- 1 hto root 0 Jul 3 23:10 test.sh

这里说明test.sh文件只有file owner: hto拥有read, write, execute/search permission. root组只有read and write permission
现在想让用户htgood也对test.sh具有和hto一样的permission

[hto@localhost ~]$ setfacl -m user:htgood:rwx ./test.sh
[hto@localhost ~]$ getfacl --omit-header ./test.sh
user::rwx user:htgood:rwx group::rw- mask::rwx other::r--

这里我们看到htgood已经拥有了rwx的permission. mask值也被设定为rwx.那是因为它规定了ACL_USER, ACL_GROUP和ACL_GROUP_OBJ的最大值
现在我们再来看test.sh的Linux permission, 它已经变成了

[hto@localhost ~]$ ls -l -rwxrwxr--+ 1 hto root 0 Jul 3 23:10 test.sh

那么如果现在root组的用户想要执行test.sh的程序会发生什么情况呢? 它会被permission deny.原因在于实际上root组的用户只有read and write permission.这里当中显示的rwx是ACL_MASK的值而不是group的permission

所以从这里我们就可以知道,如果一个文件后面有+标记,我们都需要用getfacl来确认它的permission,以免发生混淆
下面我们再来继续看一个例子
假如现在设置test.sh的mask为read only,那么root组的用户还会有write permission吗?

[hto@localhost ~]$ setfacl -m mask::r-- ./test.sh
[hto@localhost ~]$ getfacl --omit-header ./test.sh
user::rwx user:htgood:rwx #effective:r-- group::rw- #effective:r-- mask::r-- other::r--

这时候我们可以看到ACL_USER和ACL_GROUP_OBJ旁边多了个#effective:r--, 这是什么意思呢?
让我们再来回顾一下ACL_MASK的定义. 它规定了ACL_USER, ACL_GROUP_OBJ和ACL_GROUP的最大权限.那么在我们这个例子中他们的最大权限也就是read only.虽然我们这里给ACL_USER和ACL_GROUP_OBJ设置了其他权限,但是他们真正有效果的只有read权限.
这时我们再来查看test.sh的Linux file permission时它的group permission也会显示其mask的值(i.e. r--)

[hto@localhost ~]$ ls -l -rwxr--r--+ 1 hto root 0 Jul 3 23:10 test.sh

5. Default ACL
上面我们所有讲的都是Access ACL, 也就是对文件而言. 下面我简单讲一下Default ACL. Default ACL是指对于一个目录进行Default ACL设置,并且在此目录下建立的文件都将继承此目录的ACL

同样我们来做一个试验说明
比如现在hto用户建立了一个dir目录

[hto@localhost ~]$ mkdir dir
他希望所有在此目录下建立的文件都可以被htgood用户所访问. 那么我们就应该对dir目录设置Default ACL

[hto@localhost ~]$ setfacl -d -m user:htgood:rw ./dir
[hto@localhost ~]$ getfacl --omit-header ./dir
user::rwx group::rwx other::r-x default:user::rwx default:user:htgood:rwx default:group::rwx default:mask::rwx default: other::r-x

这里我们可以看到ACL定义了default选项, htgood用户拥有了default的read, write, excute/search permission.所有没有定义的default都将从file permission里copy过来
现在hto用户在dir下建立一个test.txt文件

[hto@localhost ~]$ touch ./dir/test.txt
[hto@localhost ~]$ ls -l ./dir/test.txt
-rw-rw-r--+ 1 hto hto 0 Jul 3 23:46 ./dir/test.txt
[hto@localhost ~]$ getfacl --omit-header ./dir/test.txt
user::rw- user:htgood:rw- group::rwx #effective:rw- mask::rw- other::r--

这里看到在dir下建立的文件htgood用户自动就有了read and write permission

6. ACL 相关命令
前面的例子中我们都注意到了getfacl命令是用来读取文件的ACL, setfacl是用来设定文件的Acess ACL. 这里还有一个chacl是用来改变文件和目录的Access ACL and Default ACL. 它的具体参数大家可以去看man page. 我只想提及一下chacl -B. 它可以彻底删除文件或者目录的ACL属性(包括Default ACL). 比如你即使用了setfacl -x删除了所有文件的ACL属性,那个+号还是会出现在文件的末尾.所以正确的删除方法应该是用chacl -B
用cp来复制文件的时候我们现在可以加上-p选项.这样在拷贝文件的时候也将拷贝文件的ACL属性.对于不能拷贝的ACL属性将给出警告
mv命令将会默认地移动文件的ACL属性. 同样如果操作不允许的情况下会给出警告

7. 需要注意的几点
如果你的文件系统不支持ACL的话,你也许需要重新mount你的file system
mount -o remount, acl [mount point]
如果用chmod命令改变Linux file permission的时候相应的ACL值也会改变.反之改变ACL的值,相应的file permission也会改变

8. 参考资料
1. 'man acl'已经讲的比较详细,只是上面名词比较多看起来会比较繁琐