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适用范围 SUSE Linux Enterprise Desktop 15 SP6

36 使用 ChangeHat 构建 Web 应用程序的配置文件

AppArmor® 配置文件表示单个程序实例或进程的安全策略。它适用于一个可执行程序,但是,如果该程序的一部分需要与其它部分不同的访问权限,该程序可以变换帽子以使用有别于主程序访问权限的安全环境。这称作帽子子配置文件

ChangeHat 使程序能够在 AppArmor 配置文件内变成帽子或从帽子变成程序。这样您就可以定义比进程更细级别的安全性。此功能要求您将各应用程序配置为感知 ChangeHat,也就是说,将其修改为可以在应用程序执行期间的特定时间向 AppArmor 模块发出转换安全域的请求。Apache Web 服务器就是一款 ChangeHat 感知型应用程序。

一个配置文件可以有任意数目的子配置文件,但总共只能有两个级别:子配置文件不能有其他子配置文件。子配置文件是作为单独的配置文件编写的。其名称由包含配置文件的名称后接子配置文件名称构成,两者之间以 ^^ 分隔。

子配置文件可存储在父配置文件所在的同一个文件中,也可存储在不同的文件中。在包含许多帽子的站点上,建议采用后一种存储方式 — 它使策略缓存能够在帽子级别处理更改。如果所有帽子都位于父配置文件所在的同一文件中,则必须重新编译父配置文件和所有帽子。

要用作帽子的外部子配置文件必须以单词 hat 或字符 ^^ 开头。

下面两个子配置文件不能用作帽子:

/foo//bar { }

profile /foo//bar { }

而下面两个子配置文件将被视为帽子:

^/foo//bar { }

hat /foo//bar { } # this syntax is not highlighted in vim

帽子的安全性比完整配置文件的安全性要弱得多。攻击者有可能能够通过利用程序中特定类型的 bug 从帽子中逃脱并进入包含配置文件。这是因为,帽子的安全性由包含进程处理的某个机密密钥所决定,而帽子中运行的代码对该密钥不得拥有访问权限。因此,change_hat 在应用程序服务器中的作用最大。在这些服务器中,某个语言解释器(例如 PERL、PHP 或 Java)会隔离代码片段,以便防止这些代码直接访问包含进程的内存。

本章的其余内容将介绍如何在 Apache 中使用 change_hat 来包含通过 mod_perlmod_php 运行的 Web 服务器组件。通过提供与第 36.1.2 节 “位置和目录指令”中介绍的 mod_apparmor 类似的应用程序模块,可以对任意应用程序服务器使用类似的方法。

提示
提示:更多信息

有关更多信息,请参见 change_hat 手册页。

36.1 配置 Apache 以使用 mod_apparmor

AppArmor 为 Apache 程序提供了一个 mod_apparmor 模块(软件包 apache2-mod-apparmor),只有 SUSE Linux Enterprise Server 中包含该模块。此模块使 Apache Web 服务器能够感知 ChangeHat。请连同 Apache 一起安装此模块。

当 Apache 可感知 ChangeHat 后,便会检查以下自定义的 AppArmor 安全配置文件,检查的顺序为向其收到的各 URI 请求指定的顺序。

  • URI 特定的帽子。例如,^www_app_name/templates/classic/images/bar_left.gif

  • DEFAULT_URI

  • HANDLING_UNTRUSTED_INPUT

注意
注意:Apache 配置

如果您安装了 apache2-mod-apparmor,请确保启用该模块,然后执行以下命令重启动 Apache:

> a2enmod apparmor && sudo systemctl reload apache2

Apache 的配置方式是在纯文本配置文件中放置指令。主配置文件为 /etc/apache2/httpd.conf。编译 Apache 时,您可以指明此文件的位置。您可以将指令放置在这些配置文件的任一个中以改变 Apache 的行为方式。对主配置文件进行更改后,需使用 sudo systemctl reload apache2 重新加载 Apache,以便识别更改。

36.1.1 虚拟主机指令

<VirtualHost> 和 </VirtualHost> 指令用于封装一组仅应用于特定虚拟主机的指令。有关 Apache 虚拟主机指令的详细信息,请参见 https://httpd.apache.org/docs/2.4/en/mod/core.html#virtualhost

特定于 ChangeHat 的配置关键字为 AADefaultHatName。其用法与 AAHatName 类似,例如 AADefaultHatName My_Funky_Default_Hat

您可以使用此关键字来指定用于虚拟主机和其他 Apache 服务器指令的默认帽子,这样便可对不同的虚拟主机使用不同的默认值。AAHatName 指令可以覆盖此关键字,仅当不存在匹配的 AAHatName 或者不存在 URI 所指定的帽子时,才检查此关键字。如果 AADefaultHatName 帽子不存在,它将回退到 DEFAULT_URI 帽子(如果存在)。

如果不存在匹配的帽子,则返回到 Apache 帽子。

36.1.2 位置和目录指令

位置和目录指令会在程序配置文件中指定帽子名称,以便 Apache 可调用与其安全性相关的帽子。对于 Apache,您可以在 https://httpd.apache.org/docs/2.4/en/sections.html 找到有关位置和目录指令的文档。

下面的位置指令示例针对给定的位置指定 mod_apparmor 应使用特定的帽子:

<Location /foo/>
  AAHatName MY_HAT_NAME
</Location>

这会尝试将 MY_HAT_NAME 用于任何以 /foo/ 开头的 URI(/foo//foo/bar/foo/cgi/path/blah_blah/blah 等)。

目录指令的工作方式与位置指令相似,不同的是它代表的是文件系统中的路径,示例如下:

<Directory "/srv/www/www.example.org/docs">
  # Note lack of trailing slash
  AAHatName example.org
</Directory>

36.2 管理 ChangeHat 感知型应用程序

在上一节中,您已了解了 mod_apparmor,以及它如何帮助您保护特定的 Web 应用程序。本节通过一个真实的示例来逐步讲解如何为某个 Web 应用程序创建帽子,并使用 AppArmor 的 change_hat 功能来保护该应用程序。由于 YaST 的 AppArmor 模块功能有限,本章主要使用 AppArmor 的命令行工具。

36.2.1 使用 AppArmor 的命令行工具

为便于演示,我们选择名为 Adminer (https://www.adminer.org/en/) 的 Web 应用程序。它是一个以 PHP 编写的全功能 SQL 数据库管理工具,不过只包括一个 PHP 文件。要正常运行 Adminer,您需要设置一个 Apache Web 服务器、PHP 及其 Apache 模块,以及一个适用于 PHP 的数据库驱动程序 — 本示例使用 MariaDB。您可使用以下命令安装所需的软件包

zypper in apache2 apache2-mod_apparmor apache2-mod_php5 php5 php5-mysql

要设置用于运行 Adminer 的 Web 环境,请执行以下步骤:

过程 36.1︰ 设置 Web 服务器环境
  1. 确保对 Apache 启用了 apparmorphp5 模块。要在任何情况下均启用这些模块,请使用:

    > a2enmod apparmor php5

    然后使用以下命令重启动 Apache

    > sudo systemctl restart apache2
  2. 确保 MariaDB 正在运行。如果不确定,请使用以下命令将其重启动

    > sudo systemctl restart mariadb
  3. https://www.adminer.org 下载 Adminer,将其复制到 /srv/www/htdocs/adminer/ 并重命名为 adminer.php,这样其完整路径就是 /srv/www/htdocs/adminer/adminer.php

  4. 在网页浏览器的 URI 地址字段中输入 http://localhost/adminer/adminer.php 以测试 Adminer。如果您将 Adminer 安装到了远程服务器上,请将 localhost 替换为该服务器的实际主机名。

    Adminer 登录页
    图 36.1︰ Adminer 登录页
    提示
    提示

    如果您在查看 Adminer 登录页时遇到问题,请尝试检查 Apache 错误日志 /var/log/apache2/error.log 以寻求帮助。无法访问网页的另一个原因可能是,您的 Apache 已受 AppArmor 的控制,并且其 AppArmor 配置文件过于严格,不允许查看 Adminer。请使用 aa-status 检查该配置文件,如果需要,可使用以下命令暂时将 Apache 设置为控诉模式

    # sudo aa-complain usr.sbin.httpd2-prefork

Adminer 的 Web 环境就绪后,您需要配置 Apache 的 mod_apparmor,使 AppArmor 能够检测对 Adminer 的访问以及对特定帽子进行的更改。

过程 36.2︰ 配置 mod_apparmor
  1. Apache 在 /etc/apache2//etc/apache2/conf.d/ 下提供了多个配置文件。请选择所需的配置文件并在文本编辑器中打开。在此示例中,vim 编辑器用于创建新的配置文件 /etc/apache2/conf.d/apparmor.conf

    > sudo vim /etc/apache2/conf.d/apparmor.conf
  2. 将以下代码段复制到编辑后的文件中。

    <Directory /srv/www/htdocs/adminer>
      AAHatName adminer
    </Directory>

    当 Web 用户访问 Apache 文档根目录中的 /adminer 目录(以及该目录中的任何文件/目录)时,此代码段可让 Apache 告知 AppArmor 发生了 change_hat 事件。请记住,adminer.php 应用程序就放在该位置。

  3. 保存文件,关闭编辑器,然后使用以下命令重启动 Apache

    > sudo systemctl restart apache2

现在,Apache 就能识别 Adminer 并知道帽子发生的更改了。接下来我们在 AppArmor 配置中创建 Adminer 的相关帽子。如果您目前还没有 AppArmor 配置文件,请先创建一个,然后再继续。请记住,如果您的 Apache 主二进制文件为 /usr/sbin/httpd2-prefork,则相关的配置文件命名为 /etc/apparmor.d/usr.sbin.httpd2-prefork

过程 36.3︰ 创建 Adminer 的帽子
  1. 在文本编辑器中打开文件 /etc/apparmor.d/usr.sbin.httpd2-prefork(如果该文件不存在,请创建一个)。其内容应如下所示:

    #include <tunables/global>
    
    /usr/sbin/httpd2-prefork {
      #include <abstractions/apache2-common>
      #include <abstractions/base>
      #include <abstractions/php5>
    
      capability kill,
      capability setgid,
      capability setuid,
    
      /etc/apache2/** r,
      /run/httpd.pid rw,
      /usr/lib{,32,64}/apache2*/** mr,
      /var/log/apache2/** rw,
    
      ^DEFAULT_URI {
        #include <abstractions/apache2-common>
        /var/log/apache2/** rw,
      }
    
      ^HANDLING_UNTRUSTED_INPUT {
        #include <abstractions/apache2-common>
        /var/log/apache2/** w,
      }
    }
  2. 在最后一个右花括号 (}) 前面插入以下部分:

    ^adminer flags=(complain) {
    }

    请注意帽子名称后面添加的 (complain) — 此部分告知 AppArmoradminer 帽子保持控诉模式。这是因为,我们稍后需要通过访问 Adminer 来了解帽子配置文件。

  3. 保存文件,然后依次重启动 AppArmor 和 Apache。

    > sudo systemctl reload apparmor apache2
  4. 检查 adminer 帽子是否确实处于控诉模式。

    > sudo aa-status
    apparmor module is loaded.
    39 profiles are loaded.
    37 profiles are in enforce mode.
    [...]
       /usr/sbin/httpd2-prefork
       /usr/sbin/httpd2-prefork//DEFAULT_URI
       /usr/sbin/httpd2-prefork//HANDLING_UNTRUSTED_INPUT
    [...]
    2 profiles are in complain mode.
       /usr/bin/getopt
       /usr/sbin/httpd2-prefork//adminer
    [...]

    我们可以看到,httpd2-prefork//adminer 是以控诉模式加载的。

最后一个任务是找出 adminer 帽子的正确规则集。这就是我们将 adminer 帽子设置为控诉模式的原因 — 当我们通过网页浏览器使用 adminer.php 时,日志记录工具将收集有关其访问要求的有用信息。然后,aa-logprof 将帮助我们创建该帽子的配置文件。

过程 36.4︰ 生成 adminer 帽子的规则
  1. 在网页浏览器中打开 Adminer。如果您在本地安装了 Adminer,则 URI 为 http://localhost/adminer/adminer.php

  2. 选择要使用的数据库引擎(在本例中为 MariaDB),并使用现有的数据库用户名和口令登录 Adminer。您此时不需要指定数据库名称,可以在登录后再指定。使用 Adminer 执行所需的任意操作 — 创建新数据库、创建数据库的新表、设置用户特权,等等。

  3. 简单测试 Adminer 的用户界面后,切换回控制台并检查日志中收集的数据。

    > sudo aa-logprof
    Reading log entries from /var/log/audit/audit.log.
    Updating AppArmor profiles in /etc/apparmor.d.
    Complain-mode changes:
    
    Profile:  /usr/sbin/httpd2-prefork^adminer
    Path:     /dev/urandom
    Mode:     r
    Severity: 3
    
      1 - #include <abstractions/apache2-common>
    [...]
     [8 - /dev/urandom]
    
    [(A)llow] / (D)eny / (G)lob / Glob w/(E)xt / (N)ew / Abo(r)t / (F)inish / (O)pts

    通过 aa-logprof 消息,我们可以确定系统已正确检测到这个新的 adminer 帽子:

    Profile:  /usr/sbin/httpd2-prefork^adminer

    aa-logprof 命令会要求您选取每个已发现的 AppArmor 事件的正确规则。指定要使用的规则,并使用 Allow 确认。有关使用 aa-genprofaa-logprof 接口的详细信息,请参见第 35.7.3.8 节 “aa-genprof — 生成配置文件”

    提示
    提示

    aa-logprof 针对所检查的事件提供多个有效规则。有些规则属于抽象 — 影响特定的常用目标组的预定义规则集。包含这样的抽象(而非直接的 URI 规则)有时会很有用:

     1 - #include <abstractions/php5>
     [2 - /var/lib/php5/sess_3jdmii9cacj1e3jnahbtopajl7p064ai242]

    在上面的示例中,建议点击 1 并使用 A 确认,以允许抽象。

  4. 完成最后一项更改后,系统会要求您保存更改的配置文件。

    The following local profiles were changed. Would you like to save them?
     [1 - /usr/sbin/httpd2-prefork]
    
     (S)ave Changes / [(V)iew Changes] / Abo(r)t

    点击 S 保存更改。

  5. 使用 aa-enforce 将配置文件设置为强制模式

    > sudo aa-enforce usr.sbin.httpd2-prefork

    然后使用 aa-status 检查其状态

    > sudo aa-status
    apparmor module is loaded.
    39 profiles are loaded.
    38 profiles are in enforce mode.
    [...]
       /usr/sbin/httpd2-prefork
       /usr/sbin/httpd2-prefork//DEFAULT_URI
       /usr/sbin/httpd2-prefork//HANDLING_UNTRUSTED_INPUT
       /usr/sbin/httpd2-prefork//adminer
    [...]

    我们可以看到,//adminer 帽子已从控诉模式转变为强制模式。

  6. 尝试在网页浏览器中运行 Adminer,如果在运行时遇到问题,请将它切换到控诉模式,重复前面出现问题的步骤,并使用 aa-logprof 更新配置文件,直到您对应用程序的功能感到满意为止。

注意
注意:帽子与父配置文件的关系

配置文件 ^adminer 仅在基于父配置文件 usr.sbin.httpd2-prefork 运行的进程的环境中可用。

36.2.2 在 YaST 中向帽子添加帽子和项

使用编辑配置文件对话框时(有关使用方法,请参见第 34.2 节 “编辑配置文件”),或者使用手动添加 配置文件添加新的配置文件时(有关使用方法,请参见第 34.1 节 “手动添加配置文件”),您具有将帽子(子配置文件)添加到 AppArmor 配置文件的选项。如下所示通过 AppArmor 配置文件对话框窗口添加 ChangeHat 子配置文件。

AppArmor profile dialog
  1. AppArmor 配置文件对话框窗口中单击添加项,然后选择帽子输入帽子名称对话框即会打开:

    Enter hat name
  2. 输入要添加到 AppArmor 配置文件的帽子的名称。此名称为 URI,此 URI 被访问时将接收到帽子中设定的权限。

  3. 单击创建帽子。返回到 AppArmor 配置文件对话框屏幕。

  4. 添加新帽子后,单击完成