Josix is Only Joking

Chroot 指令與 SSH 設置 ChrootDirectory

August 04, 2020

chroot 是什麼

chroot 是一個限於 superuser 執行的 UNIX 指令,即代表 change root directory ,主要用途為使用提供的目錄作為根目錄來執行指令或開啟可互動的 shell。使用 chroot 後,離開該根目錄的檔案都將無法進行存取。

chroot 使用語法如下:

chroot [OPTION] NEWROOT [COMMAND [ARG]...]
chroot OPTION 
(Note. 如果沒有給定指令,則執行 `${SHELL} -i`)

OPTION:
    --groups=G_LIST 
    以 g1,g2,..,gN 格式提供附加的群組 

    --userspec=USER:GROUP
    給定使用者和群組 (ID 或名稱) 使用該環境

    --skip-chdir
    不要更換工作目錄至 '/'
    Note. 只有當 NEWROOT 為 "/" 才允許,因此較常搭配 --groups, --userspec 使用

    --help
    輸出使用說明

    --version
    輸出版本號

chroot 常被用於下列情境:

  • 建立開發、測試環境:使用 chroot 建立的環境中測試軟體,避免直接部署到完整的生產環境當中。
  • 修復系統:當一系統故障時,可以透過 chroot 在其他目錄開啟系統,最後再回到故障系統中進行修復。
  • 相依性控制:不同軟體可能產生的相依性可以透過 chroot 建立的不同根目錄環境來進行分隔。
  • 權限分離:將特定使用者允許存取的檔案放入 chroot 的目錄當中,當使用者使用 ssh 登入後限制其所能存取的環境僅限於該 chroot 的目錄下。

執行 chroot

在執行 chroot 之前,首先要確定該 chroot 所需執行到的指令已經放入該新的根目錄下。 以下假設 chroot 後要使用到 /bin/bash, /usr/bin/rsync,先手動建置該檔案:

Note. 除了所需的程式外基本的 /dev 節點設置,也都需要透過 mknode 建立

  1. 複製原系統的檔案位置 (/bin/bash) 至 CHROOT 對應的目錄位置下 ($CHROOT/bin/bash)
cp /bin/bash $CHROOT/bin
cp /usr/bin/rsync $CHROOT/usr/bin
  1. 複製指令使用到的 shared object。可以使用 ldd 來找到所需要複製的檔案(也就是相依的 shared object)。
ldd /bin/bash
#	linux-vdso.so.1 (0x00007ffee39e4000)
#	libtinfo.so.5 => /lib/x86_64-linux-gnu/libtinfo.so.5 (0x00007f7722ca5000)
#	libdl.so.2 => /lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (0x00007f7722aa1000)
#	libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f77226b0000)
#	/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f77231e9000)

需要複製這些檔案到 CHROOT 對應的目錄下 (例如 /lib/x86_64-linux-gnu/libtinfo.so.5 需要複製到 $CHROOT/lib/x86_64-linux-gnu) 相同的步驟也需要對 /usr/bin/rsync 做一遍。

Note. 上述複製的檔案與目錄需確認權限是 root

  1. 準備好所需執行的指令後,便可以使用 chroot 了,並且只能夠執行先前提供的指令。
chroot $CHROOT
# or
chroot $CHROOT /bin/bash

小結

在現在容器盛行的情況下,使用 chroot 來進行測試、開發及相依性維護已經較不大需要,更多時候會是在維護、修復系統、開設 guset 帳戶時使用。另外,使用 chroot 並非完全安全的,需要特別移除會使用到 setuid 的程式、編譯器等任何可能在 chroot 後又獲得 root 權限逃離 chroot jail 的漏洞。

ChrootDirectory 用途及使用情境

除了於登入後使用 chroot 指令可以執行更換根目錄,也可以在登入過程中使用 chroot

ChrootDirectory 是在 sshd_config (OpenSSH SSH daemon configuration) 可以設定的一個關鍵字,通常搭配 Match 來使用,針對 Match 到的使用者參考 ChrootDirectory 後帶的參數(NEWROOT 位置)執行 chroot,主要目的為針對特定的使用者,讓其登入後所能存取的檔案及指令皆限制在 chroot 的根目錄下。

設置 ChrootDirectory 限制特定使用者存取目錄

下面例子將從零開始創建一個 Chroot SFTP 使用者帳號(參考這篇文章):

  1. 新增一個使用者及群組
groupadd sftpusers
useradd -g sftpusers -d /incoming -s /sbin/nologin $USERNAME
passwd $USERNAME

groupadd sftpusers: 新增 sftpusers 這個 group

useradd -g sftpusers -d /incoming -s /sbin/nologin $USERNAME: 新增名稱為 $USERNAME 的使用者,並設置其群組為 sftpusers、家目錄為 /incoming 並用無法登入的 Shell 作為這個帳號的 Shell

passwd $USERNAME: 設置該帳號的密碼

  1. 設置該使用者 chroot jail
mkdir -p /sftp/$USERNAME/incoming
chown $USERNAME:sftpusers /sftp/$USERNAME/incoming

mkdir -p /sftp/$USERNAME/incoming: 先建立該帳戶登入後會進入的目錄

chown USERNAME:sftpusers/sftp/USERNAME:sftpusers /sftp/USERNAME/incoming: 修改該目錄權限供該帳戶使用

Note. /sftp/$USERNAME/ 目錄下除了使用者可存取的位置外,都需要為 root 權限

  1. 修改 /etc/ssh/sshd_config
vim /etc/ssh/sshd_config
  1. 使用 openssh 提供之 sftp 服務
#Subsystem      sftp    /usr/libexec/openssh/sftp-server
Subsystem       sftp    internal-sftp

internal-sftp 是 openssh 提供的關鍵字用於辨認使用 sshd 內部的 sftp 服務

關於 sftp-server 與 internal-sftp 的差別,參照這裏

  1. 設置 ChrootDirectory
Match Group sftpusers
    ChrootDirectory /sftp/%u
    ForceCommand internal-sftp

Match Group sftpusers: 選取符合群組為 sftpusers 的使用者

ChrootDirectory /sftp/%u: 設置更換根目錄到 /sftp/%u%u會被代換為該使用者名稱

ForceCommand internal-sftp: 強制使用執行 internal-sftp 指令忽略其他定義在 .ssh/rc 的指令

  1. 重啟 sshd
service sshd restart

其他 chroot 環境設定

  • 若有使用外部目錄的需要,需要透過 Bind Mount 到新根目錄下的任意位置,作法如下:
  1. 修改 /etc/fstab(假設外部目錄為 /var/www/html)
vim /etc/fstab
# Add
# /var/www/html   $CHROOT/mounted_folder        none    bind    0 0
  1. 將該外部目錄掛載到指定位置下
mkdir $CHROOT/mounted_folder
mount $CHROOT/mounted_folder

參考資料


Josix

Hi, I'm Josix, a software engineer. I love building tools and learning new things. In addition to coding, I enjoy hacking to improve my daily life. For example, I've built knowledge management systems, habit tracking systems, and financial management systems. I'm passionate about using my knowledge and experience to solve problems and make things more convenient, and I always enjoy doing it.

Josix Wang © 2024