linux c setuid函数解析

冷不防 2021-07-28 12:39 359阅读 0赞

在讨论这个setuid函数之前，我们首先要了解的一个东西就是内核为每个进程维护的三个UID值。这三个UID分别是实际用户ID(real uid)、有效用户ID(effective uid)、保存的设置用户ID(saved set-user-ID)。

首先说这个实际用户ID，就是我们当前以哪个用户登录了，我们运行的程序的实际用户ID就是这个用户的ID。有效用户ID就是当前进程是以哪个用户ID来运行的，一般情况下是实际用户ID，如果可执行文件具有了SUID权限，那么它的有效用户ID就是可执行文件的拥有者。保存的设置用户ID就是有效用户ID的一个副本，与SUID权限有关。

关于那个SUID，最经典的例子莫过于passwd命令。passwd这个可执行文件的所有者是root，但是其他用户对于它也有执行权限，并且它自身具有SUID权限。那么当其他用户来执行passwd这个可执行文件的时候，产生的进程的就是以root用户的ID来运行的。如下图所示：

![20191031201510160.png][]

这个passwd的所有者是root，并且在权限那一栏中s代表的是SUID权限。我以普通用户michael来运行这个命令，产生的进程如下：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3doYXRkYXk_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

大家可以看到，倒数第二行这个进程其命令是passwd，但是其USER却是root。这就是SUID权限。

接下来，我们开始扯正题，setuid函数。这是setuid函数的声明和返回值：

![20191031201526625.png][]

![2019103120153598.png][]

如果成功返回0，如果失败返回-1，并将errno设置为合适的值。

关于这个函数的功能，APUE(《UNIX环境高级编程》，下面的APUE为相同的意思，不再赘述)上面是这样写的：

![20191031201543409.png][]

这样光讲概念可能有点干巴巴了，下面我来举几个分别说明一下：

开始讲之前，我先验证一下我的电脑是支持"保存的设置用户ID"这个功能的，在电脑上运行以下代码：

#include<stdio.h>
    #include<string.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<stdarg.h>
    #include<errno.h>
    #include<unistd.h>
    #define BUFSIZE 512
    void err_exit(char *fmt,...);
    int main(int argc,char *argv[])
    {
        if(sysconf(_SC_SAVED_IDS) > 0)
        printf("_POSIX_SAVED_IDS effective!\n");
    
        return 0;
    }

程序的运行结果如下：

![20191031201633727.png][]

首先说一下我用到的用户，一共使用了三个用户，root(UID=0)，michael(UID=500)，xiaojie(UID=501)如下图所示：

![20191031201643782.png][]

先讲第一点，如果进程具有超级用户特权，那么这三个UID都被设置成了uid（setuid函数的参数）的值。比如下面这段代码：

#include<sys/types.h>
    #include<unistd.h>
    #include<stdio.h>
    int main(int argc,char *argv[])
    {
        uid_t ruid,euid,suid;
        //这三个uid分别是实际用户ID，有效用户ID，保存的设置用户ID
    
        setuid(500);
        getresuid(&ruid,&euid,&suid);
        printf("real:%d\teffective:%d\tset-user-id:%d\n",ruid,euid,suid);
    
        return 0;
    }

我用root用户来运行这个程序，那么刚开始这个进程的有效用户ID为0，然后这个进程中调用setuid(500),这三个UID的值都会被设置成500（在程序中通过getresuid函数来获取进程的三个UID的值），运行结果如下图：

![2019103120165394.png][]

接下来我们再来讨论第二种情况，如果函数的参数uid等于进程的实际用户ID或者保存的设置用户ID，那么就将有效用户ID设置为uid，其他的两个（实际用户ID和保存的设置用户ID）保持不变。比如下面这个程序：

#include<sys/types.h>
    #include<unistd.h>
    #include<stdio.h>
    void err_exit(char *fmt,...);
    int main(int argc,char *argv[])
    {
        uid_t ruid,euid,suid;
    
        printf("Before:\n");
        if(-1 == getresuid(&ruid,&euid,&suid))
        err_exit("[getresuid]: ");
        printf("real:%d\teffective:%d\tset-user:%d\n",ruid,euid,suid);
        setuid(500);
        printf("After:\n");
        if(-1 == getresuid(&ruid,&euid,&suid))
        err_exit("[getresuid]: ");
        printf("real:%d\teffective:%d\tset-user:%d\n",ruid,euid,suid);
    
        return 0;
    }

关于这段代码生成的可执行文件，我让它的拥有者变成了xiaojie(UID=501)，并且给它加上了SUID权限，如下图所示：

![20191031201704802.png][]

然后我用michael用户(UID=500)来运行这个程序，那么这个程序的实际用户ID=500，而有效用户ID和保存的设置用户ID都为501。接着，在这个程序中调用setuid函数，传入的参数为500，大家可以猜想到，最终应该只有有效用户ID受到影响，而保存的设置用户ID保持不变。运行结果如下图所示：

![20191031201713419.png][]

这就符合了我们的预期，仅仅只有有效用户ID受到了影响，而实际用户ID和保存的设置用户ID并没有改变。（这里我仅仅是验证了保存的设置用户ID不受影响，大家也可以自己写一个程序，来验证实际用户ID并不受影响。）

最后一点，如果setuid函数的参数的uid的值即不等于实际用户ID，也不等于保存的设置用户ID，而且这个进程的有效用户ID也不是0（非特权进程）。那么这个程序就会出错，并将errno设置为EPERM。比如下面这个程序：

#include<sys/types.h>
    #include<unistd.h>
    #include<stdio.h>
    #include<string.h>
    #include<errno.h>
    int main(int argc,char *argv[])
    {
        uid_t ruid,euid,suid;
    
        getresuid(&ruid,&euid,&suid);
        printf("real:%d\teffective:%d\tset-user:%d\n",ruid,euid,suid);
    
        if(-1 == setuid(500))
        {
        printf("%s\n",strerror(errno));
        if(errno == EPERM)
        {
            printf("Error number is EPERM!\n");
        }
        }
        else
        {
        getresuid(&ruid,&euid,&suid);
            printf("real:%d\teffective:%d\tset-user:%d\n",ruid,euid,suid);
        }
    
        return 0;
    }

我以xiaojie用户(UID=501)来运行这个程序，那么这个程序的三个用户ID都为501，然后在这个程序中，调用setuid(500)。于是程序就会报错，并将errno设置为EPERM，如下图所示：

![20191031201725560.png][]

OK，这就是APUE上关于setuid函数的解释，讲了这么多，综合成一句话就是，root是神，想怎么干就怎么干，没人管得了。而普通用户呢，只能管自己分内的事（把进程的有效ID改成自己的ID），不能胡乱来。

[20191031201510160.png]: /images/20210728/3f718f3180a342419ba900f0172e86a5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3doYXRkYXk_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20210728/ea1f7c703f374a6fbbbdddca01038074.png
[20191031201526625.png]: /images/20210728/034b70eab93f41e884adb21a3a5683ea.png
[2019103120153598.png]: /images/20210728/596453b8abff4e05b35873e3ffb23926.png
[20191031201543409.png]: /images/20210728/b4366548b63d481995f17b0ef1c6ab89.png
[20191031201633727.png]: /images/20210728/d73b5f530399457a8cb14a11c86e34de.png
[20191031201643782.png]: /images/20210728/37c51000bea24bf885f9a0e472757f44.png
[2019103120165394.png]: /images/20210728/fbe497fcae2243e6a826fb058ef4c37c.png
[20191031201704802.png]: /images/20210728/13d29ac406ae4d00857827ec3b03315d.png
[20191031201713419.png]: /images/20210728/71a29fec818f460d9af795d689ada22a.png
[20191031201725560.png]: /images/20210728/efbbf47317844658bc8503f830c325bb.png