GNU/Linux安全基線與加固-0.1

from:https://raw.githubusercontent.com/citypw/DNFWAH/master/4/d4_0x02_DNFWAH_gnu-linux_security_baseline_hardening.txt

By Shawn

0x00 關於這份文件

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隨著GNU/Linux在各個行業的IT基礎架構中的普及，安全問題也成為了關注的焦點， GNU/Linux主要是由GNU核心組建( 編譯器GCC, C庫Glibc等)和Linux核心組合而成， 在自由開源軟體統治著基礎平臺的大環境下，不少人認為開源一定是安全的，這 是一種不完全正確的觀念，Coverity的報告只是說明了開源比閉源更安全，這並 不代表自由開源軟體就是牢不可破的，自由開源軟體在一定程度上具有一些安全 的特性，這些特性不一定在GNU/Linux發行版中是預設開啟，這些特性中有一些是 必須在安全基線中去部署的，有一些可以根據具體需求來定製，這篇文件主要是 介紹一些關於安全基線建設和加固的基本內容。

在實際的安全諮詢工作中，很多普通個人使用者和企業使用者並不是安全領域的駭客， 大多客戶都會要求給出一份簡單易懂的部署文件，也就是所謂的安全基線，基線 和加固是很大的話題，我會盡力不斷更新這篇文件的內容，也希望有社群的朋友 參與，本文所使用的GNU/Linux發行版是Debian。

0x01 安全基線

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在遵循最小安裝和最小許可權的部署原則下，還有一些地方是需要注意的，我們把 這些部分稱為安全基線。

1.1 安全修復更新

作為系統管理員，每天干的第1件事情就應該是檢視生產環境的機器是否有安全修 復的更新，甚至應該除了生產環境再另外跑一套模擬環境，用於測試升級後是否 影響業務系統。

Debian檢查需要安全修復包：

sudo apt-get upgrade -s | grep -i security

OpenSuSE發行版檢查需要安全修復的包：

sudo zypper lp | awk '{ if ($7=="security"){ if ($11=="update") {print $13} else{ print $11 }}}' | sed 's/:$//' | grep -v "^$" | sort | uniq

1.2 密碼策略

root密碼策略至少應該考慮以下幾點：

1，密碼強度，至少是字母+數字一共9位以上

2，不同的系統密碼不能一樣

3，根換密碼策略(每90天更換一次）

4，密碼分發管理，管理不同業務伺服器的系統管理員掌握不同的密碼

1.2.1 業務分離

生產環境中,不同的業務可以做水平分離,比如把不同的服務執行到不同的虛擬機器 中,不需要遠端訪問的伺服器可以繫結到 localhost( 比如只需要訪問本機業務的 mysql) 上。

1.3 SSH安全配置

openssh目前的預設配置檔案相比以前雖然要安全的多，但還是有必要對生產系統 中的ssh伺服器進行基線檢查。

配置檔案：/etc/ssh/ssh_config

1，known_hosts儲存相關伺服器的簽名，所以必須把主機名hash:

HashKnownHosts yes

2，SSH協議v1不安全：

Protocol 2

3，如果沒用X11轉發的情況：

X11Forwarding no

4，關閉rhosts:

IgnoreRhosts yes

5，關閉允許空密碼登入：

PermitEmptyPasswords no

6，最多登入嘗試次數：

MaxAuthTries 5

7，禁止root登入

PermitRootLogin no

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(可選)

1，關閉密碼認證，啟用公鑰認證：

PubkeyAuthentication yes

PasswordAuthentication no

2，允許或者禁止使用者/組登入:

AllowGroups, AllowUsers, DenyUsers, DenyGroups

1.4 auditd審計框架

auditd是接收核心審計模組關於系統呼叫資訊的一個使用者態程式，可以透過一些 規則來對一些系統呼叫或者檔案目錄進行監控。

安裝auditd:

sudo apt-get install auditd

配置檔案:/etc/audit/auditd.conf

儲存地址log_file = /var/log/audit/audit.log

審計規則的配置檔案：/etc/audit/audit.rules，這裡給出一個例子：

# First rule - delete all
-D

# Increase the buffers to survive stress events.
# Make this bigger for busy systems
-b 320
-a always,exit -S adjtimex -S settimeofday -S stime -k time-change
-a always,exit -S clock_settime -k time-change
-a always,exit -S sethostname -S setdomainname -k system-locale
-w /etc/group -p wa -k identity
-w /etc/passwd -p wa -k identity
-w /etc/shadow -p wa -k identity
-w /etc/sudoers -p wa -k identity
-w /var/run/utmp -p wa -k session
-w /var/log/wtmp -p wa -k session
-w /var/log/btmp -p wa -k session
-w /etc/apparmor -p wa -k MAC-policy
-w /etc/apparmor.d -p wa -k MAC-policy

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上面的例子對一系列關於時間的系統呼叫進行了監控，一旦時間出現改變就會記 錄進如日誌，之後對幾個跟建立/刪除使用者和組的檔案也進行了監控，最後是對 apparmor的配置檔案和規則目錄進行監控。在/etc/apparmor下的shell中輸入：

sudo touch hello

用工具ausearch來進行查詢：

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sudo ausearch -i -k MAC-policy

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type=CONFIG_CHANGE msg=audit(07/20/2014 20:36:48.397:58) : auid=root ses=2 op="add rule" key=MAC-policy list=exit res=1 

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type=CONFIG_CHANGE msg=audit(07/20/2014 20:36:48.445:59) : auid=root ses=2 op="add rule" key=MAC-policy list=exit res=1 

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type=PATH msg=audit(07/20/2014 20:38:42.717:61) : item=1 name=hello inode=799889 dev=08:01 mode=file,644 ouid=root ogid=root rdev=00:00 nametype=CREATE 
type=PATH msg=audit(07/20/2014 20:38:42.717:61) : item=0 name=/etc/apparmor inode=783766 dev=08:01 mode=dir,755 ouid=root ogid=root rdev=00:00 nametype=PARENT 
type=CWD msg=audit(07/20/2014 20:38:42.717:61) :  cwd=/etc/apparmor 
type=SYSCALL msg=audit(07/20/2014 20:38:42.717:61) : arch=i386 syscall=open success=yes exit=3 a0=bfeca8ab a1=8941 a2=1b6 a3=1 items=2 ppid=17704 pid=17876 auid=root uid=root gid=root euid=root suid=root fsuid=root egid=root sgid=root fsgid=root tty=pts1 ses=2 comm=touch exe=/bin/touch key=MAC-policy 

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type=PATH msg=audit(07/20/2014 20:38:56.017:62) : item=1 name=hello inode=799889 dev=08:01 mode=file,644 ouid=root ogid=root rdev=00:00 nametype=DELETE 
type=PATH msg=audit(07/20/2014 20:38:56.017:62) : item=0 name=/etc/apparmor inode=783766 dev=08:01 mode=dir,755 ouid=root ogid=root rdev=00:00 nametype=PARENT 
type=CWD msg=audit(07/20/2014 20:38:56.017:62) :  cwd=/etc/apparmor 
type=SYSCALL msg=audit(07/20/2014 20:38:56.017:62) : arch=i386 syscall=unlinkat success=yes exit=0 a0=ffffff9c a1=89eb8c0 a2=0 a3=0 items=2 ppid=17704 pid=17889 auid=root uid=root gid=root euid=root suid=root fsuid=root egid=root sgid=root fsgid=root tty=pts1 ses=2 comm=rm exe=/bin/rm key=MAC-policy 

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也可以使用aureport來生成報告。

1.4.1 針對檔案的審計

1, Leo Juranic的詳細的分析[]了異常的萬用字元威脅有多大，：

find / -path /proc -prune  -name "-*"

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2, 所謂的world-writable許可權的檔案是不太合理的，所以這種檔案我們必須得提防：

find / -path /proc -prune -o -perm -2 ! -type l -ls

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3, 一個沒有owner的檔案是存在潛在威脅的，因為你永遠也不知道未來某個時候她的

uid/gid成為了你的敵人：

find / -path /proc -prune -o -nouser -o -nogroup

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4, 作為"自主可控"的自由軟體使用者，你得知道你的生產環境中哪些使用者是可用的：

egrep -v '.*:\*|:\!' /etc/shadow | awk -F: '{print $1}'

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5, 你要刪除一個使用者前，應該先了解一些有哪些檔案是他擁有的： ---||||---||||---||||---||||---||||---||||---||||---||||---||||---||||---||||---||||---||||---||||---||||---||||---||||---||||---||||---||||--x

find / -path /proc -prune -o -user account -ls

然後，安全的刪除：

userdel -r account

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6, 如果不帶':x:'的使用者肯定是無法正常使用的：

grep -v ':x:' /etc/passwd

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7, /boot目錄許可權下至少是644，甚至是600:

ls -l /boot

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(可選)

1, GNU/Linux的訪問控制列表(ACL)也是不錯的檔案許可權管理的途徑，獲得檔案

ACL的資訊：

getfacl file

設定哪些使用者對哪些檔案有什麼樣的許可權：

setfacl -m u:user:r file

0x02 核心安全基線

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SYN cookies防護主要是為了防止SYN洪水攻擊，開啟設定為1：

net.ipv4.tcp_syncookies = 1
/proc/sys/net/ipv4/tcp_syncookies

(可選)，如果需要開啟SYNPROXY可以直接：

iptables -t raw -A PREROUTING -i eth0 -p tcp --dport 80 --syn -j NOTRACK
iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp --dport 80 -m state UNTRACKED,INVALID \
     -j SYNPROXY --sack-perm --timestamp --mss 1480 --wscale 7 --ecn

echo 0 > /proc/sys/net/netfilter/nf_conntrack_tcp_loose

注意:SYNPROXY是在3.13里加入的NETFILTER特性。

源路由通常可以用於在IP包的OPTION裡設定途經的部分或者全部路由器，這個 特性可以用於網路排錯和最佳化，比如traceroute，攻擊者也可以使用這個特性來

進行IP欺騙，關閉設定為0：

net.ipv4.conf.all.accept_source_route = 0
/proc/sys/net/ipv4/conf/all/accept_source_route

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ICMP重定向，正常用於選擇最優路徑，攻擊者可以利用開展中間人攻擊，關閉設

置為0:

net.ipv4.conf.all.accept_redirects = 0
/proc/sys/net/ipv4/conf/all/accept_redirects

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IP欺騙防護，啟動設定為1：

net.ipv4.conf.all.rp_filter = 1
/proc/sys/net/ipv4/conf/all/rp_filter

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忽略ICMP請求( PING)，啟動設定為1：

net.ipv4.icmp_echo_ignore_all = 1
/proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all

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忽略ICMP廣播請求，啟動設定為1：

net.ipv4.icmp_echo_ignore_broadcasts = 1
/proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_broadcasts

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錯誤訊息防護，會警告你關於網路中的ICMP異常，啟動設定為1：

net.ipv4.icmp_ignore_bogus_error_responses = 1
/proc/sys/net/ipv4/icmp_ignore_bogus_error_responses

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對特定packet(IP欺騙，源路由，重定向）進行審計，啟動設定為1：

/proc/sys/net/ipv4/conf/all/log_martians
net.ipv4.conf.all.log_martians = 1

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地址隨機化，啟動設定為2：

kernel.randomize_va_space=2
/proc/sys/kernel/randomize_va_space

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核心符號限制訪問，啟動設定為1：

kernel.kptr_restrict=1
/proc/sys/kernel/kptr_restrict

類似CVE-2014-0196的exploit對於這一項就很難做到“通殺”;-)

記憶體對映最小地址，啟動設定為65536：

vm/mmap_min_addr=65536
/proc/sys/vm/mmap_min_addr

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Apparmor

安裝Apparmor和社群規則：

sudo apt-get install -y apparmor-profiles apparmor

檢視狀態是否執行正常：

sudo aa-status

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0x03 加固

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安全基線是在防禦已知的威脅，而加固則是側重於防禦未知的威脅，加固的主要 目的是增加攻擊者的成本。

3.1 核心加固 - Grsecurity/PaX

GNU/Linux平臺從使用者空間到核心空間都有一系列的加固措施，但是,對於真正面 臨複雜安全環境,確實需要高階安全防護能力的機構,最極端的加固防禦是: Grsecurity/PaX，對於注重完美的“老派( old school )”駭客社群而言,沒有 Grsecurity/PaX 的定製方案是不完美的 ,這裡摘選幾段old school社群的調侃：

"The "better than none" point of view is actually a nice way to false sense of security for those who don't know better. We got better-than-none apparmor, selinux, tomoyo, some poorly maintained and crippled ports of grsec features or alikes, namespaces and containers, rootkit-friendly LSM, the dumb and useless kernel version of SSP, etc. What's the sum of all this shit for end users? False sense of security..."

"without Grsecurity/PaX, linux security is like monkey can never perform a regular masturbation cu'z lacking of giant pennis;-)"

作為個人完全贊同以上觀點，太多的better-than-none可以算是"甜點"，使用者使 用後會覺得自high的很爽，但是到了夜幕降臨的時候，使用者還是很難入睡，因為 "痛點"依然在那裡，在安全領域，"甜點"就是"安全感"，安全感絕對不等同於安 全。

Anyway，對於商業客戶而言，是否對Grsecurity/PaX定製是一種選擇。

安裝新的帶Grsecurity/PaX補丁的核心，以3.14.1為例，先下載原生核心：

https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/linux-3.14.1.tar.xz

下載Grsecurity/PaX補丁： https://github.com/citypw/citypw-SCFE/raw/master/security/apparmor_test/grsecurity-3.0-3.14.11-201407072045.patch

解壓核心然後打補丁：

Patch the kernel with grsecurity:
xz -d linux-3.14.1.tar.xz
tar xvf linux-3.14.1.tar
cd linux-3.14.1/
patch -p1 < ../grsecurity-3.0-3.14.3-201405121814.patch

你可以在"make menuconfig"裡自己定製符合你口味的核心，也可以使用我測試用 的核心config檔案： https://raw.githubusercontent.com/citypw/citypw-SCFE/master/security/apparmor_test/debian-7.4-linux-3.14.1-grsec.config

編譯核心(-jx, x通常==你的CPU核數+1):

make -j7 deb-pkg

安裝編譯後的核心:

dpkg -i ../*.deb

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現在核心的部分結束，關於RBAC規則可以使用使用者態工具gradm的Learning Mode 來實現，但不在本文的討論範疇。

3.2 PHP加固

1, PHP是常用的WEB開發語言，在WEB生產環境部署的過程中，目錄和檔案的許可權是需 要關注的，通常除了少數用途的目錄（比如上傳）外，都應該把寫入許可權禁用：

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find -type f -name \*.php -exec chmod 444 {} \;
find -type d -exec chmod 555 {} \;

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2, 開啟 php 的安全模式,禁用 php 不安全的函式等加固，修改 php 配置檔案 /etc/php5/apache2/php.ini :

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// 設定模式為安全模式,此值直接影響 disable_functions 的命令是否生效; [SQL]

; http://php.net/sql.safe-mode

sql.safe_mode = On

// 禁用不安全的函式

disable_functions = system, show_source, symlink, exec, dl, shell_exec,
passthru, phpinfo, escapeshellarg, escapeshellcmd

// 避免暴露 php 資訊

expose_php = Off

// 關閉錯誤資訊提示

display_errors = Off

// 不允許呼叫 dl

enable_dl = Off

// 避免遠端呼叫檔案

allow_url_include = Off

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0x04 Reference

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[1] 開源閉源專案程式碼質量對比 http://www.solidot.org/story?sid=39173

[2] Back To The Future: Unix Wildcards Gone Wild http://www.defensecode.com/public/DefenseCode_Unix_WildCards_Gone_Wild.txt

[3] SYNPROXY：廉價的抗DoS攻擊方案 www.solidot.org/story?sid=38791

[4] INTERNET PROTOCOL http://tools.ietf.org/html/rfc791

[5] A simple TCP spoofing attack http://www.citi.umich.edu/u/provos/papers/secnet-spoof.txt

[6] ICMP Attacks Illustrated http://www.sans.org/reading-room/whitepapers/threats/icmp-attacks-illustrated-477

[7] SUSE Linux Enterprise Server 11 SP3 - Security and Hardening https://www.suse.com/documentation/sles11/singlehtml/book_hardening/book_hardening.html

[8] Securing Debian Manual https://www.debian.org/doc/manuals/securing-debian-howto/

[9] A Brief Introduction to auditd http://security.blogoverflow.com/2013/01/a-brief-introduction-to-auditd/

[10] Apparmor RBAC http://wiki.apparmor.net/index.php/Pam_apparmor_example

[11] Hardening PHP from php.ini http://www.madirish.net/199

[12] CVE-2014-0196 exploit http://bugfuzz.com/stuff/cve-2014-0196-md.c