Linux 系統與資料庫安全

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Mr. Neo Chen (陳景峯), netkiller, BG7NYT

中國廣東省深圳市龍華新區民治街道溪山美地
518131
+86 13113668890

<netkiller@msn.com>

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摘要

Linux 系統安全問題

1. 帳號安全
- 1.1. Shell 安全
- 1.2. .history 檔案
2. 臨時檔案安全
3. 其他安全問題
4. 防火牆配置
5. 資料庫安全

1. 帳號安全

帳號權限安全

1.1. Shell 安全

需求：限制用戶權限,僅提供一些linux常用命令，用戶監控linux系統于網絡運行情況，不允許用戶ssh登錄後隨意運行linux命令

用戶不能進入到Shell環境

例如普通用戶一旦登錄web伺服器可以看到web程序中的資料庫配置
用戶可以瞭解OS工作狀態如內存,cpu,網絡等等

例如：ping, tracepath, top, free, netstat
可以查看系統部分日誌

例如：access.log, error.log, php-error.log ...

使用mgmt替代bash

			
#!/bin/bash
TITLE="Client"

#USER=$(whiptail --inputbox "User:" 8 60 --title "$TITLE" 3>&1 1>&2 2>&3)

#PASSWD=$(whiptail --title "$TITLE" --passwordbox "Passsword:" 8 60 3>&1 1>&2 2>&3)

COMMAND=$(whiptail --title "$TITLE" --menu "Administrator Tools" 22 50 10 \
"ping" "ping" \
"tracepath" "tracepath" \
"top" "top" \
"free" "free"  \
"ps" "ps"  \
"netstat" "netstat"  \
"lsof" "lsof"  \
"iftop" "iftop"  \
"log" "log" \
3>&1 1>&2 2>&3)

function option(){
OPTION=$(whiptail --inputbox "COMMAND-LINE Options: " 8 60 --title "$TITLE" 3>&1 1>&2 2>&3)
}

function weblog(){
LOG=$(whiptail --title "$TITLE" --menu "Logs" 22 50 8 \
"/var/log/messages" "message"  \
"/var/log/syslog" "syslog"  \
"/var/log/nginx/access.log" "access.log" \
"/var/log/nginx/error.log" "error.log"  \
3>&1 1>&2 2>&3)

}

case $COMMAND in
ping)
    option
    $COMMAND $OPTION
    ;;
tracepath)
    option
    $COMMAND $OPTION
    ;;
free)
    $COMMAND -m
    read
    ;;
top|iftop)
    $COMMAND
    ;;
log)
    weblog
    tail -f $LOG
    ;;
ps|lsof)
    option
    $COMMAND $OPTION
    read
    ;;
netstat)
    option
    $COMMAND $OPTION
    read
    ;;
*)
    exit $?
esac

Shell 啟動檔案，主要用戶隱藏 /srv/sbin/mgmt 檔案（針對菜鳥）

			
$ cat shell.c
#include <stdlib.h>
main()
{
	for (;;){
		system("/srv/sbin/mgmt");
	}
}

編譯.c檔案

gcc shell.c -o /bin/nsh

添加Shell到/etc/shells

echo /bin/nsh >> /etc/shells

將用戶shell更改為我們剛剛創建的nsh

$ vim /etc/passwd

www:x:33:33:www:/var/www:/bin/nsh

現在來作一個測試,如果正確應該現在為下面的TUI界面

			
ssh www@example.com

              ┌───────────────────┤ Client ├───────────────────┐
              │ Administrator Tools                            │
              │                                                │
              │               ping      ping                   │
              │               tracepath tracepath              │
              │               top       top                    │
              │               free      free                   │
              │               ps        ps                     │
              │               netstat   netstat                │
              │               lsof      lsof                   │
              │               iftop     iftop                  │
              │               log       log                    │
              │                                                │
              │                                                │
              │           <Ok>               <Cancel>          │
              │                                                │
              └────────────────────────────────────────────────┘

提示

這裡採用的方式是給用戶提供一個界面的方式，另外還有更好的方案,你可以些一個Shell的外殼，你需要實現

與Shell相同的提示符
提供TAB補齊
上下光標鍵翻看歷史命令，左右光標改變位置，Home/End 鍵到行首與行尾
Ctrl+R 搜索， Ctrl+D 退出
Ctrl+S,Ctrl+Q 等等

流程

用戶輸入 -> 關鍵字過濾 -> 放行

例如用戶輸入 cd / 經過過濾器後， cd /home/usr/

例如用戶輸入 cd /aaa 經過過濾器後， cd /home/usr/aaa

rm -rf /usr/local 提示拒絶等等

我已經使用python實現上面的大部分功能（因為python受到很多限制）如果使用C可以100%實現，需要你的想想力了

1.2. .history 檔案

SA的操作記錄問題

通過~/.bash_history檔案記錄系統管理員的操作記錄，定製.bash_history格式

HISTSIZE=1000
HISTFILESIZE=2000
HISTTIMEFORMAT="%Y-%m-%d-%H:%M:%S "
export HISTTIMEFORMAT

看看實際效果

$ history | head
    1  2012-02-27-09:10:45 do-release-upgrade
    2  2012-02-27-09:10:45 vim /etc/network/interfaces
    3  2012-02-27-09:10:45 vi /etc/network/interfaces
    4  2012-02-27-09:10:45 ping www.163.com

2. 臨時檔案安全

臨時檔案不應該有執行權限

/tmp

/dev/sda3 /tmp ext4 nosuid，noexec，nodev，rw 0 0

同時使用符號連接將/var/tmp 指向 /tmp

/dev/shm

none /dev/shm tmpfs defaults，nosuid，noexec，rw 0 0

3. 其他安全問題

/etc/sudoers

		
Cmnd_Alias WEBMASTER = /usr/local/webserver/nginx/sbin/nginx, /usr/local/webserver/php/sbin/php-fpm, !/usr/local/webserver/mysql/bin/*
www localhost = NETWORKING, SERVICES, DELEGATING, PROCESSES, WEBMASTER

Cmnd_Alias Database = /usr/bin/mysqldump, /srv/mysql/bin/mysql, /u01/oracle/10.x.x/bin/sqlplus
oralce localhost = NETWORKING, SERVICES, DELEGATING, PROCESSES, WEBMASTER, Database

使用www用戶測試登錄，無誤後修改SSH配置檔案，禁止root登錄。

		
vim /etc/ssh/sshd_config
PermitRootLogin no

然後在測試從www su 到root

4. 防火牆配置

封鎖22等連接埠，避免相互跳轉

lokkit --enabled
iptables -F
iptables -A OUTPUT -p tcp -m multiport --dports 22,21,2049 -j REJECT
/etc/init.d/iptables save
iptables -L -n

web 伺服器禁止使用ssh，作為跳板機

用戶將不能使用ssh命令登陸到其他電腦

5. 資料庫安全

我們以MySQL為例，講解怎樣控制DBA權限。稍加修改即可用於oracle等伺服器

DBA 沒有系統SSH帳號，只有資料庫帳號
系統管理員只能有SSH系統帳號，沒有資料庫帳號
DBA 可備份資料庫，還原資料庫指定的備份檔案，但是接觸不到備份檔案
DBA 有權重啟資料庫以及修復損壞庫/表檔案，通過工具完成，而不是登錄SSH運行命令

5.1. 資料庫程序安全

rpm, deb 等等包安裝mysql後預設權限是 755

$ ll /usr/bin/mysql*
-rwxr-xr-x 1 root root  132132 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysql*
-rwxr-xr-x 1 root root  111572 2012-02-28 01:31 /usr/bin/mysqlaccess*
-rwxr-xr-x 1 root root   32468 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysqladmin*
-rwxr-xr-x 1 root root 2030768 2011-09-14 23:04 /usr/bin/mysql-admin*
lrwxrwxrwx 1 root root      10 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysqlanalyze -> mysqlcheck*
-rwxr-xr-x 1 root root  147288 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysqlbinlog*
-rwxr-xr-x 1 root root   12006 2012-02-28 01:31 /usr/bin/mysqlbug*
-rwxr-xr-x 1 root root   24940 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysqlcheck*
-rwxr-xr-x 1 root root  451016 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysql_client_test*
-rwxr-xr-x 1 root root 7246484 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysql_client_test_embedded*
-rwxr-xr-x 1 root root    4245 2012-02-28 01:31 /usr/bin/mysql_convert_table_format*
-rwxr-xr-x 1 root root   23943 2012-02-28 01:31 /usr/bin/mysqld_multi*
-rwxr-xr-x 1 root root   16642 2012-02-28 01:32 /usr/bin/mysqld_safe*
-rwxr-xr-x 1 root root  101636 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysqldump*
-rwxr-xr-x 1 root root    7402 2012-02-28 01:31 /usr/bin/mysqldumpslow*
-rwxr-xr-x 1 root root    3315 2012-02-28 01:31 /usr/bin/mysql_find_rows*
-rwxr-xr-x 1 root root    1261 2012-02-28 01:31 /usr/bin/mysql_fix_extensions*
-rwxr-xr-x 1 root root    5834 2012-02-28 01:31 /usr/bin/mysql_fix_privilege_tables*
-rwxr-xr-x 1 root root   32477 2012-02-28 01:31 /usr/bin/mysqlhotcopy*
-rwxr-xr-x 1 root root   24584 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysqlimport*
-rwxr-xr-x 1 root root   14657 2012-02-28 01:31 /usr/bin/mysql_install_db*
lrwxrwxrwx 1 root root      10 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysqloptimize -> mysqlcheck*
-rwxr-xr-x 1 root root 2006884 2011-09-14 23:04 /usr/bin/mysql-query-browser*
lrwxrwxrwx 1 root root      10 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysqlrepair -> mysqlcheck*
-rwxr-xr-x 1 root root   39016 2012-02-28 01:32 /usr/bin/mysqlreport*
-rwxr-xr-x 1 root root    8066 2012-02-28 01:31 /usr/bin/mysql_secure_installation*
-rwxr-xr-x 1 root root   17473 2012-02-28 01:31 /usr/bin/mysql_setpermission*
-rwxr-xr-x 1 root root   23716 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysqlshow*
-rwxr-xr-x 1 root root   45884 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysqlslap*
-rwxr-xr-x 1 root root  208148 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysqltest*
-rwxr-xr-x 1 root root 6960852 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysqltest_embedded*
-rwxr-xr-x 1 root root 1334028 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysql_tzinfo_to_sql*
-rwxr-xr-x 1 root root   64728 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysql_upgrade*
-rwxr-xr-x 1 root root  149836 2012-02-28 01:33 /usr/bin/mysql_waitpid*
-rwxr-xr-x 1 root root    2108 2012-02-22 01:28 /usr/bin/mysql-workbench*
-rwxr-xr-x 1 root root 9885312 2012-02-22 01:29 /usr/bin/mysql-workbench-bin*
-rwxr-xr-x 1 root root    3888 2012-02-28 01:31 /usr/bin/mysql_zap*

從安全形度考慮我們需要如下更改

chown mysql:mysql /usr/bin/mysql*
chmod 700 /usr/bin/mysql*

mysql用戶是DBA專用用戶

5.2. 資料庫客戶端安全

DBA不需要通過SSH登錄資料庫伺服器，然後運行mysql/sqlplus在登錄資料庫

5.2.1. bind-address

如果web與database 在一台機器上

bind-address = 127.0.0.1

5.2.2. mysql 管理

				
$ cat ../database/mysqltui
#!/bin/bash
TITLE="MySQL Client"

HOST=$(whiptail --title "$TITLE" --menu "MySQL Host" 22 50 8 \
"127.0.0.1" "localhost" \
"172.16.0.1" "MySQL Master" \
"172.16.0.2" "MySQL Slave 1" \
"172.16.0.3" "MySQL Slave 2"  \
3>&1 1>&2 2>&3)



USER=$(whiptail --inputbox "MySQL User:" 8 60 --title "$TITLE" 3>&1 1>&2 2>&3)

PASSWD=$(whiptail --title "$TITLE" --passwordbox "MySQL Password:" 8 60 3>&1 1>&2 2>&3)

#DATABASE=$(mysqlshow -h$HOST -u$USER | egrep -o "|\w(.*)\w|" | grep -v "Databases" |awk '{print "\""$1"\" \""$1"\""}')
#DATABASE=$(mysqlshow -h$HOST -u$USER | egrep -o "|\w(.*)\w|" | grep -v "Databases" |awk "{print \"$1\" \"$1\"}")

#DB=$(whiptail --title "$TITLE" --menu "MySQL DATABASE" 22 50 8 $DATABASE  3>&1 1>&2 2>&3)

DATABASE=$(whiptail --inputbox "MySQL Database:" 8 60 --title "$TITLE" 3>&1 1>&2 2>&3)

echo $HOST $USER $PASSWD $DATABASE

mysql -h$HOST -u$USER -p$PASSWD $DATABASE

				
             ┌───┤ MySQL Adminstrator ├───┐
             │ Menu                       │
             │                            │
             │       1 MySQL Manager      │
             │       2 MySQL Backup       │
             │       2 MySQL Restore      │
             │                            │
             │                            │
             │    <Ok>        <Cancel>    │
             │                            │
             └────────────────────────────┘

				
        ┌────────┤ MySQL Adminstrator ├────────┐
        │ Database Host                        │
        │                                      │
        │        127.0.0.1  localhost          │
        │        172.16.0.1 mysql master       │
        │        172.16.0.2 mysql slave        │
        │                                      │
        │       <Ok>           <Cancel>        │
        │                                      │
        └──────────────────────────────────────┘

/etc/php5/fpm/pool.d/www.conf

				
        ┌────────┤ MySQL Adminstrator ├────────┐
        │ User                                 │
        │                                      │
        │ root________________________________ │
        │                                      │
        │       <Ok>           <Cancel>        │
        │                                      │
        └──────────────────────────────────────┘

        ┌────────┤ MySQL Adminstrator ├────────┐
        │ Password                             │
        │                                      │
        │ ****________________________________ │
        │                                      │
        │       <Ok>           <Cancel>        │
        │                                      │
        └──────────────────────────────────────┘

進入mysql客戶端

				
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 503
Server version: 5.1.58-1ubuntu1 (Ubuntu)

Copyright (c) 2000, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
This software comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY. This is free software,
and you are welcome to modify and redistribute it under the GPL v2 license

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

mysql>

安全提示

從安全形度看，你可以去掉輸入密碼的過程。在終端提示符下輸入

Enter password:
還可以寫入～/.my.conf檔案

這樣ssh mysql@example.com的時候輸入第一道密碼，然後進入mysql不需要輸入密碼
如果需要輸入密碼對話到建議刪除.bash_history

rm -rf .bash_history

ln -s /dev/null .bash_history

5.2.3. ~/.mysql_history

通過~/.mysql_history檔案記錄DBA操作記錄

插入時間點，在~/.bashrc中加入下面命令

				
cat >> ~/.bashrc <<EOD
echo `date` >> ~/.mysql_history
EOD

$ tail ~/.bashrc
echo `date` >> ~/.mysql_history

查看實際效果

$ tail ~/.mysql_history
EXPLAIN SELECT * FROM stuff where id=3 \G
EXPLAIN SELECT * FROM stuff where id='3' \G
EXPLAIN SELECT * FROM stuff where id='2' \G
Mon Feb 27 09:15:18 CST 2012
EXPLAIN SELECT * FROM stuff where id='2' and created = '2012-02-01' \G
EXPLAIN SELECT * FROM stuff where id='1' and created = '2012-02-01' \G
EXPLAIN SELECT * FROM stuff where id='3' and created = '2012-02-01' \G
EXPLAIN SELECT * FROM stuff where id='2' and created = '2012-02-01' \G
EXPLAIN SELECT * FROM stuff where id='2' or created = '2012-02-01' \G
EXPLAIN SELECT * FROM stuff where id='2' and created = '2012-02-01' \G
Mon Feb 27 11:48:37 CST 2012

5.3. mysqldump 安全

5.3.1. 數據備份

				
MySQL Client
             ┌───┤ MySQL Adminstrator ├───┐
             │ Menu                       │
             │                            │
             │       1 MySQL Manager      │
             │       2 MySQL Backup       │
             │       2 MySQL Restore      │
             │                            │
             │                            │
             │    <Ok>        <Cancel>    │
             │                            │
             └────────────────────────────┘

				
MySQL Client
        ┌────────┤ MySQL Adminstrator ├────────┐
        │ Database Host                        │
        │                                      │
        │        127.0.0.1  localhost          │
        │        172.16.0.1 mysql master       │
        │        172.16.0.2 mysql slave        │
        │                                      │
        │       <Ok>           <Cancel>        │
        │                                      │
        └──────────────────────────────────────┘

				

        ┌────────┤ MySQL Adminstrator ├────────┐
        │ User                                 │
        │                                      │
        │ root________________________________ │
        │                                      │
        │       <Ok>           <Cancel>        │
        │                                      │
        └──────────────────────────────────────┘

        ┌────────┤ MySQL Adminstrator ├────────┐
        │ Password                             │
        │                                      │
        │ ****________________________________ │
        │                                      │
        │       <Ok>           <Cancel>        │
        │                                      │
        └──────────────────────────────────────┘

				

        ┌────────┤ MySQL Adminstrator ├────────┐
        │ Backup File Name                     │
        │                                      │
        │ 2010-12-12.01:00:00_________________ │
        │                                      │
        │       <Ok>           <Cancel>        │
        │                                      │
        └──────────────────────────────────────┘

				

        ┌────────┤ MySQL Adminstrator ├────────┐
        │                                      │
        │ Backup?                              │
        │                                      │
        │                                      │
        │        <Yes>           <No>          │
        │                                      │
        └──────────────────────────────────────┘

5.3.2. 數據恢復

				
MySQL Client
             ┌───┤ MySQL Adminstrator ├───┐
             │ Menu                       │
             │                            │
             │       1 MySQL Manager      │
             │       2 MySQL Backup       │
             │       2 MySQL Restore      │
             │                            │
             │                            │
             │    <Ok>        <Cancel>    │
             │                            │
             └────────────────────────────┘

				
        ┌────────┤ MySQL Adminstrator ├────────┐
        │ Database Host                        │
        │                                      │
        │        127.0.0.1  localhost          │
        │        172.16.0.1 mysql master       │
        │        172.16.0.2 mysql slave        │
        │                                      │
        │       <Ok>           <Cancel>        │
        │                                      │
        └──────────────────────────────────────┘

				
        ┌────────┤ MySQL Adminstrator ├────────┐
        │ Backup History                       │
        │                                      │
        │        1  2010-12-03 03:00:00        │
        │        2  2012-01-01 02:00:00        │
        │        3  2012-02-01 02:00:00        │
        │                                      │
        │       <Ok>           <Cancel>        │
        │                                      │
        └──────────────────────────────────────┘

				
        ┌────────┤ MySQL Adminstrator ├────────┐
        │ User                                 │
        │                                      │
        │ root________________________________ │
        │                                      │
        │       <Ok>           <Cancel>        │
        │                                      │
        └──────────────────────────────────────┘

        ┌────────┤ MySQL Adminstrator ├────────┐
        │ Password                             │
        │                                      │
        │ ****________________________________ │
        │                                      │
        │       <Ok>           <Cancel>        │
        │                                      │
        └──────────────────────────────────────┘

				
        ┌────────┤ MySQL Adminstrator ├────────┐
        │                                      │
        │ Restore?                             │
        │                                      │
        │                                      │
        │        <Yes>           <No>          │
        │                                      │
        └──────────────────────────────────────┘

5.4. crontab 定時備份腳本於安全

網上備份腳本很多，但考慮都不周全。

這裡增加了 umask 0077 保證創建備份檔案只能是創建者跟root可以訪問，其他用戶沒有權限，保證了備份檔案的安全。

find $BACKUP_DIR -type f -mtime +$COPIES -delete 是負責備份的份數管理, 過期數據定時刪除

創建專用的備份帳號

grant select, lock tables on *.* to 'backup'@'192.168.1.200' identified by "123456";

crontab 備份腳本

			
# cat /srv/bin/backup

#!/bin/bash
###################################
# $Id: security.db.xml 650 2013-07-24 10:04:58Z netkiller $
# Author: netkiller@msn.com
# Home: http://netkiller.github.com
###################################
BACKUP_HOST="localhost"
BACKUP_USER="backup"
BACKUP_PASS=""
BACKUP_DIR=/opt/backup
BACKUP_DBNAME="test neo"
#Number of copies
COPIES=7
####################################
MYSQLDUMP="mysqldump"
#TIMEPOINT=$(date -u +%Y-%m-%d)
TIMEPOINT=$(date -u +%Y-%m-%d.%H:%M:%S)
MYSQLDUMP_OPTS="-h $BACKUP_HOST -u$BACKUP_USER -p$BACKUP_PASS"
####################################
umask 0077
test ! -d "$BACKUP_DIR" && mkdir -p "$BACKUP_DIR"
test ! -w $BACKUP_DIR && echo "Error: $BACKUP_DIR is un-writeable." && exit 0

for dbname in $BACKUP_DBNAME
do
    test ! -d "$BACKUP_DIR/$dbname" && mkdir -p "$BACKUP_DIR/$dbname"

    $MYSQLDUMP $MYSQLDUMP_OPTS $dbname | gzip > $BACKUP_DIR/$dbname/$dbname.$TIMEPOINT.sql.gz
done
find $BACKUP_DIR -type f -mtime +$COPIES -delete

/srv/bin/backup 安全也至關重要，否則會泄漏備份用戶的密碼

# chown mysql:mysql /srv/bin/backup
# chmod 500 /srv/bin/backup

mysqldump 的安全

# chown 700 /usr/bin/mysqldump

5.5. 資料庫歸檔檔案

一般資料庫伺服器上可以保留一周的備份數據，歷史數據需要保存到伺服器以外的帶庫或者陣列櫃中，怎麼樣保證這些數據的安全呢？我們採用下面方式

製作PGP/GPG密鑰，密鑰放置在資料庫伺服器上，證書做好備份，否則一旦丟失，將無法在將備份檔案恢復
資料庫備份後，首先進行壓縮處理
然後使用公鑰證書進行GPG/PGP數據加密
這時可以放心的將備份資料庫搬出資料庫伺服器到帶庫或磁碟陣列櫃中

恢復數據，將資料庫備份檔案複製到該資料庫伺服器，然後用私鑰解密備份檔案，再恢復到資料庫到中

5.6. 開發與測試環境的資料庫安全問題

有時候需要將生產環境的數據複製到開發環境上，例如，測試的時候，重現bug需要真實數據，開發環境的模擬數據無法滿足要求，這時需要將生產環境的數據拉到測試或開發環境。如果保證數據的安全非常重要。

最有效的手段是數據混淆，將重要的數據進行混淆擾亂順序等等

擾亂手段有

顛倒順序
曾加干擾詞
重置或替換數據，例如密碼可以全部改為test (update user set passwd='test')
拼裝數據如（131，137，135，133，139，138，168）後面加8位隨機數

5.7. 與資料庫有關的伺服器安全問題

其他伺服器不能安裝mysql客戶端與mysqldump備份工具

例如：web伺服器只能通過php/jdbc/odbc等連結mysql資料庫, web伺服器卸載 mysql，mysqldump工具，防止用戶登錄查詢以及將資料庫遠程備份，然後通過web下載資料庫

			
# adduser www
# passwd www
# chmod 500 -R /usr/local/webserver/mysql/bin/*
# chown root:root -R /usr/local/webserver/mysql/bin/*