使用者ID：UID與GID
在使用Linux的過程中，經常會遇到各種使用者ID（user identifier, UID）和組ID（group identifier, GID），Linux也是通過對這些ID的管理實現的自主訪問控制（discretionary access control, DAC）。
使用者ID（英語：user identifier，一般縮寫為User ID或UID），全稱使用者識別符號，在類UNIX系統中是核心用來辨識使用者的一個無符號整型數值，亦是UNIX檔案系統與程式的必要組成部分之一。[1]
雖然我們登入Linux主機時使用的是賬戶，但是對於Linux系統而言，它只認識ID。而ID與賬戶的對應就記錄在/etc/passwd檔案中。可以通過命令id檢視各個id與賬戶名的對應關係：
從上圖中我們可以看到，我的使用者名稱是wang，它的UID是1000，GID也是1000。
UID範圍
在不同系統中，UID值範圍也有所不同，但一般來說UID是由一個16bit的無符號整數表示的，其範圍在0-65535之間。
| UID | 賬戶 |
|---|---|
| 0 | root，超級使用者的UID總為0 |
| 65535 | nobody，總是UID的最大值 |
| 1~999 | 一般約定是系統保留範圍，由系統使用 |
| 1000~65534 | 一般使用者UID |
UID與GID分類
值得注意的是，以下的分類都是針對程式而言的，只有程式才會有下述幾種ID。
| 中文 | 英文 | 解釋 |
|---|---|---|
| 有效使用者ID與有效組ID | Effective UID, EUID, Effective GID, GID | 在建立和訪問檔案時發揮作用。具體來說，建立檔案時，系統核心將根據建立檔案的程式的EUID與EGID設定檔案的所有者/組屬性，而在訪問檔案時，核心亦根據訪問程式的EUID與EGID決定其能否訪問檔案。 |
| 真實使用者ID與真實使用者組 | Real UID, RUID, Real GID, RGID | 用於辨識程式的真正所有者，且會影響到程式傳送訊號的許可權。 |
| 暫存使用者ID | Saved UID, SUID | 特權許可權執行的程式暫時需要做一些不需特權的操作時使用，這種情況下程式會暫時將自己的有效使用者ID從特權使用者（常為root）對應的UID變為某個非特權使用者對應的UID，而後將原有的特權使用者UID複製為SUID暫存；之後當程式完成不需特權的操作後，程式使用SUID的值重置EUID以重新獲得特權。 |
| 檔案系統使用者ID | File System UID, FSUID | 在Linux中使用，且只用於對檔案系統的訪問許可權控制，在沒有明確設定的情況下與EUID相同（若FSUID為root的UID，則SUID、RUID與EUID必至少有一亦為root的UID），且EUID改變也會影響到FSUID。設立FSUID是為了允許程式（如NFS伺服器）在不需獲取向給定UID賬戶傳送訊號的情況下以給定UID的許可權來限定自己的檔案系統許可權。 |
訪問檔案
舉例而言，假設我要執行以下命令，sudo vim /etc/apt/sources.list，我當前的使用者是wang，那麼這個這個程式的RUID就是1000（對應wang這個賬戶），而sudo指使使用root許可權，因此該程式的EUID就是0（root賬戶）。我們檢視/etc/apt/sources.list檔案的所有者和所有組，它的所有者是root，組是root。因此我們必須使用sudo進行提權，也即是修改程式的EUID為0，這樣才能夠訪問/etc/apt/sources.list檔案，但是RUID依然是1000。
建立檔案
再舉例建立檔案。如下圖所示：
檔案的所有組和所有者依然與程式的EUID和EGID指定，而非RUID和RGID。
父子程式
子程式繼承了父程式所有的各種UID和GID。
許可權控制
這裡描述的許可權控制是指Linux中基於使用者和使用者組以及r\w\x許可權的控制，其中r表示可讀，w表示可寫，x表示可執行。
Linux一般把檔案存取的身份分為三個類別：owner/group/others，且三種身份都各有read/write/execute許可權。
檢視/etc/shadow的詳細資訊如下圖所示：
分析如下：
| 許可權 | 連結數 | 所有者 | 所有組 | 檔案大小 | 檔案最後被修改的時間 | 檔名 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| -rw-r----- | 1 | root | shadow | 1.6K | May 9 2021 | /etc/shadow |
對許可權進行詳細分析如下，每個檔案的許可權都有10個字元表示，其中-表示無對應許可權，這十個字元可分為四組，第一組就是第一個字元；表示檔案型別，第二組就是第2、3、4個字元，是所有者擁有的許可權，依次是r/w/x；第5、6、7個字元表示組許可權，依次是r/w/x；第8、9、10個字元表示其他人的許可權，依次是r/w/x。如果所在位置為-，則表示無對應許可權。
對應上述/etc/shadow檔案的許可權為，所有者即root擁有讀寫許可權，組shadow只有讀許可權，其他人沒有任何許可權。
rwx與421
在Linux系統中，可以使用chmod命令來改變檔案的許可權，例如：sudo chmod 640 /etc/shadow。這個含義就是將檔案/etc/shadow的所有者許可權改為6即rw；組許可權改為4即r；其他人許可權改為0即無任何許可權。之所以6表示rw，4表示r，這是因為Linux是通過位來表示許可權的。
因為檔案擁有三種不同的許可權r/w/x，Linux就使用3bit作為許可權記錄，如果是隻讀的那麼就是100，如果是隻寫的就是010，如果是隻可執行的就是001，可讀可寫的呢就是110啦。讀者自行將二進位制轉換為十進位制，就會發現6就表示110，也就是可讀可寫不可執行的意思啦。
當然，這裡描述的3bit許可權位並不是實際上Linux的許可權實現機制，而是為了讀者方便理解記憶，數字與許可權的對應關係。實際的許可權記錄比較複雜。
關於許可權的一些問題
-
一個檔案可有隻寫許可權但是不可讀嗎？
答案是可以的，如下圖所示。
-
一個檔案不具有可執行許可權就一定不可執行嗎？有了可執行許可權就一定可以執行嗎？
答案是不一定。
-
目錄的rwx
- 目錄的只讀訪問不允許使用cd進入目錄，必須要有執行的許可權才能進入。
- 只有執行許可權只能進入目錄，不能看到目錄下的內容，要想看到目錄下的檔名和目錄名，需要可讀許可權。
- 一個檔案能不能被刪除，主要看該檔案所在的目錄對使用者是否具有寫許可權，如果目錄對使用者沒有寫許可權，則該目錄下的所有檔案都不能被刪除，檔案所有者除外
- 目錄的w位不設定，即使你擁有目錄中某檔案的w許可權也不能寫該檔案
程式UID與檔案許可權型別的匹配
根據前文我們已經知道，對檔案的訪問和建立等操作需要檢查的都是EUID，而不是RUID。即使RUID是普通使用者，而EUID是root則就擁有了對root所能訪問的所有檔案的許可權。對應/etc/shadow我們就檢查對應的root許可權是讀寫，因此該程式就可以對/etc/shadow進行讀寫操作。如果，該程式的EUID不是root，但是是屬於shadow組的，那麼就只有讀許可權，否則沒有任何許可權。
Set-UID提權[2]
在一個典型的計算機系統中，使用者需要使用超級使用者的許可權來完成諸如修改密碼的操作。一種方式是通過守護程式（Windows下成為服務）方式來實現，另一種方式是通過設定Set-UID許可權的方式來實現。
Set-UID程式和其他unix程式唯一的區別就在於他有一個特殊的標誌位：Set-UID位元位。使用這個位元位的目的是告訴作業系統，當執行這個程式時應當與未設定該位的程式相區分。
我們在前文中提過，許可權匹配是通過EUID來實現的。對於非Set-UID程式而言，程式的EUID是和RUID一致的，當它被一個使用者ID為5000的使用者執行時，RUID和EUID都是5000。而當執行一個Set-UID程式時，RUID和EUID的值是不一樣的，RUID的值取決於執行該程式的使用者ID，而EUID則取決於Set-UID程式檔案的所有者。
設定Set-UID
提權測試
ACL（Access Control List）規則
前文所述的規則又稱為UGO（user，group，others）規則，這套機制比較簡單。在自主訪問控制中，還有ACL規則，作為補充。在Linux系統中，ACL用於設定使用者針對檔案的許可權。
ACL主要有兩種命令進行控制，getfacl和setfacl。
# 例子源於https://blog.csdn.net/pwl999/article/details/110878563
[root@localhost ~]# useradd zhangsan
[root@localhost ~]# useradd lisi
[root@localhost ~]# useradd st
[root@localhost ~]# groupadd tgroup
// 新增需要試驗的使用者和使用者組，省略設定密碼的過程
[root@localhost ~]# mkdir /project #建立需要分配許可權的目錄
[root@localhost ~]# chown root:tgroup /project/
// 改變/project目錄的屬主和屬組
[root@localhost ~]# chmod 770 /project/
// 指定/project目錄的許可權
[root@localhost ~]# ll -d /project/
drwxrwx--- 2 root tgroup 4096 1月19 04:21 /project/
// 檢視一下許可權，已經符合要求了
// 這時st學員來試聽了，如何給她分配許可權
[root@localhost ~]# setfacl -m u:st:rx /project/
// 給使用者st賦予r-x許可權，使用"u:使用者名稱：許可權" 格式
[root@localhost /]# cd /
[root@localhost /]# ll -d project/
drwxrwx---+ 3 root tgroup 4096 1月19 05:20 project/
// 使用ls-l査詢時會發現，在許可權位後面多了一個"+"，表示此目錄擁有ACL許可權
[root@localhost /]# getfacl project
// 檢視/prpject目錄的ACL許可權
#file: project <-檔名
#owner: root <-檔案的屬主
#group: tgroup <-檔案的屬組
user::rwx <-使用者名稱欄是空的，說明是屬主的許可權
user:st:r-x <-使用者st的許可權
group::rwx <-組名欄是空的，說明是屬組的許可權
mask::rwx <-mask許可權
other::--- <-其他人的許可權
// 大家可以看到，st 使用者既不是 /prpject 目錄的屬主、屬組，也不是其他人，我們單獨給 st 使用者分配了 r-x 許可權。這樣分配許可權太方便了，完全不用先辛苦地規劃使用者身份了。
推薦閱讀
參考文獻
杜文亮. 電腦保安導論：深度實踐[M]. 高等教育出版社, 2020. ↩︎