SELinux

Timothée Ravier (@siosm) - https://tim.siosm.fr/cours

5e année cycle ingénieur, filière STI

Option Sécurité des Systèmes Ubiquitaires

2021-2022

Concepts fondateurs

La triade DIC (CIA triad)

  • Les fondamentaux :
    • Confidentialité : qui a accès à une information ?
    • Intégrité : qui peut écrire, modifier ou créer de l'information ?
    • Disponibilité : est-ce qu'une ressource est disponible ?
  • Les extensions:
    • Authenticité : comment établir une identité ?
    • Auditabilité : comment tracer les opérations effectuées ?
    • Non répudiation : est-il possible de nier avoir fait une action ?

Le principe du moindre privilège

« Tous les programmes et utilisateurs d'un système doivent fonctionner en utilisant le minimum de privilèges nécessaires pour mener à bien leurs fonctions. »

--- Jerome Saltzer, Communications of the ACM

Pour mettre en place un tel modèle d'opération, il faut :

  • séparer les privilèges
  • minimiser les privilèges
  • confiner ou cloisonner les programmes privilégiés

Modèles de contrôle d'accès

DAC : Contrôle d'Accès Discrétionnaire

  • Le DAC est le modèle utilisé par défaut sous Linux
  • Chaque utilisateur a le contrôle des fichiers et programmes lui appartenant :
    • création / modification / suppression
  • Les programmes lancés disposent des même droits que l'utilisateur
  • Les utilisateurs peuvent donner des droits sur leur ressources à leur discrétion :
    • chmod / chown
  • Le niveau de sécurité dépend de la bonne séparation entre utilisateurs et du niveau de sécurité de chaque application

Les limites du DAC

  • Il est possible d'utiliser les capabilities et différents utilisateurs pour séparer les privilèges accordés aux applications
  • Mais cette séparation n'est pas toujours assez fine : de nombreuses capabilities sont équivalente à root (cf. section sur les capabilities)
  • Il n'est pas possible de séparer des programmes s'exécutant sous un même identifiant UNIX

Si programme s'exécutant sous l'identité root est compromis, l'attaquant obtient les droits root et l'ensemble du système est compromis

Contrôle d'accès obligatoire ou Mandatory Access Control (MAC)

  • Les droits d'accès aux objets du système ne sont plus à la discrétion des utilisateurs
  • L'administrateur du système définit une politique de sécurité qui décrit quel ressource est accessible à quel utilisateur

Contrôle d'accès obligatoire sous Linux


What roles do DAC (file permissions), ACL and MAC (SELinux) play in Linux file security?

Linux Security Modules

SELinux

SELinux ?

  • Security-Enhanced Linux
  • Implémentation d'un contrôle d'accès obligatoire
  • Développé initialement par la NSA
  • Premier MAC intégré dans le noyau Linux (2.6+)
  • Implémentation du contrôle d'accès dans le noyau
  • Outils en espace utilisateur pour manipuler la politique

SELinux & Android

  • Utilisé par Android depuis la version 4.4 (KitKat) : ~98% des versions
  • Protection complète depuis la version 5.0 (Lollipop) : ~94% des versions
  • Impact significatif sur le durcissement du système

Concepts

  • Basé sur l'architecture Flask :
    • Moniteur de référence dans le noyau
    • Stocke la politique de contrôle d'accès
    • Prends les décision de contrôle d'accès au niveau des appels systèmes (contrôle à grain fin)

Politique de sécurité

  • Description exhaustive de l'ensemble des opérations autorisées sur un système
  • Pour cela, on distingue:
    • Les sujets : entités actives du système (processus)
    • Les objets : entités passives du système (fichier, socket, etc.)
  • La politique décrit quelles actions les sujets peuvent faire sur les objets ou sujets du système

Exemple règles de politique SElinux

toto.te :

policy_module(toto, 0.0.1)

require {
  type httpd_t;
  type httpd_sys_script_t;
  type user_tmp_t;
}

type toto_data_t;
files_type(toto_data_t);

allow httpd_t toto_data_t:file read_file_perms;
allow httpd_t toto_data_t:dir search_dir_perms;

allow httpd_sys_script_t user_tmp_t:file read_file_perms;

Role Based Access Control (RBAC)

  • Sous concept pour mettre en place le MAC
  • Objectif : factoriser les opérations réalisables sur des objets en un rôle
  • Association des utilisateurs à un ou plusieurs rôles

center

Politique

  • Nombreauses déclarations ou définitions : identités, rôles, types
  • Nombreuses règles : d'autorisation d'accès, de transitions de types
  • Définition des contraintes (vérification à la compilation)
  • Utilisation de macros (fonctions) pour factoriser les cas courants

Politique

  • Initialement écrit dans le Policy Language
  • Migration progressive vers le SELinux Common Intermediate Language (CIL)
  • Même concepts, syntax différente

Where does CIL play in the SELinux system?

Type Enforcement (TE)

  • SELinux associe à chaque ressource du système un contexte de sécurité (Security Context ou SC)
  • Lorsqu'ils sont associés à des objets du système on les appelle aussi label
  • Les décisions de contrôle d'accès prises par le noyau prennent en compte ces SC
  • Dans le cas de SELinux, ce contrôle est appelé Type Enforcement

Interaction

Chaque règle SELinux autorisant une interaction est constituée :

  • d'un contexte de sécurité source (processus)
  • qui effectue une opération:
    • class : file, dir, process, socket (type de l'opération)
    • permission : read, write, unkink, accept (action)
  • sur un contexte de sécurité destination (fichier, socket, processus, etc.)

SELinux Object Classes and Permissions Reference

Contexte de sécurité

  • Ensemble d'attributs sous forme de texte:
    • system_u:system_r:httpd_t : contexte du processus apache
    • user_u:object_r:user_home_t : contexte de fichier d'un répertoire utilisateur
  • Trois attributs principaux : user:role:type
    • User : identité SELinux (!= DAC) propriétaire du contexte
    • Role : modèle RBAC
      • rôle courant de l'identité pour un sujet
      • rôle par défaut pour les objets (object_r)
    • Type : modèle TE
      • Domaine dans lequel s'exécute un sujet
      • Type associé à un objet

Contexte de sécurité

  • Pour les processus:
    • attribué à la création
    • ne peut évoluer que lors d'un appel à execve
  • Pour les fichiers:
    • stocké dans les attributs étendus du fichier (xattr)
    • peut être modifié à volonté

Exemple de définition de labels SELinux

toto.fc :

/var/www/html/toto        -d  gen_context(system_u:object_r:toto_data_t,s0)
/var/www/html/toto(/.*)?  --  gen_context(system_u:object_r:toto_data_t,s0)

Type

  • Un type est un identifiant
  • Pas de signification intrinsèque : il est contraint aux règles de la politique
  • Regroupe les sujets et objets ayant les même autorisations
  • On parle de :
    • type pour un objet
    • domaine pour un sujet
  • Exemples : system_t, user_t, unconfined_t

Convention de nommage

  • applicationd_t : domaine associé à un démon
  • application_t : domaine associé à un processus classique
  • application_exec_t : fichier binaire de l'application
  • application_conf_t : fichier de configuration
  • application_log_t : fichier de log
  • application_file_t : fichiers divers
  • application_lib_t : bibliothèque
  • application_tmp_t : fichier temporaire
  • applicationd_unit_file_t : fichier d'unit systemd

Un objet/processus ne possède qu'un seul type mais un type peut être associé à plusieurs objets

Types

Chaque type doit être déclaré avant utilisation :

# Sujet
type init_t;
type sshd_t;

# Objet
type sshd_exec_t;
type admin_paswd_exec_t;

Attributs

Attributs : regroupe plusieurs types pour factoriser la politique :

# Déclaration d'un attribut
attribute file_type;
attribute application_domain_type;
attribute application_exec_type;

# Association d'un type (déjà déclaré) à un attribut (déjà déclaré)
typeattribute shadow_t security_file_type;

# Déclaration d'un type et association à un attribut (déjà déclaré)
type sshd_exec_t executable_file_type;

Opération

  • Opération = droit d'un contexte sujet sur un autre contexte
  • Permission autorisée sur une classe d'objet
  • Exemple :
    • file { open read execute }
    • socket { bind listen }

Règle de contrôle d'accès

allow <type_source> <type_cible>:<class> { <permissions> };

# Les sujets avec le type sysadm_t peuvent exécuter
# les fichiers avec le type ssh_exec_t
allow sysadm_t ssh_exec_t:file { getattr read execute };

# Les sujets avec le type sysadm_t peuvent exécuter
# les fichiers dont le type a pour attribut application_exec_type
allow sysadm_t application_exec_type:file { getattr read execute ... };

Factorisation des permissions

  • Macros pour simplifier l'utilisation des permissions : policy/support/*perms_set.spt
  • Exemples :
    • r_file_perms : permissions pour lire un fichier
      • open getattr read lock ioctl
    • r_dir_perms : permissions pour traverser un répertoire
      • open getattr read lock search ioctl`
    • x_file_perms : permissions pour exécuter un fichier
      • open getattr execute

Type & file transitions

  • Par défaut, le contexte de sécurité d'un nouveau processus est celui de son parent
  • Possibilité de changer de contexte avec une transition lors d'un appel à execve
  • Permet de confiner chaque service dans son domaine respectif

  • Par défaut, le contexte de sécurité d'un fichier est celui de son répertoire parent
  • Possibilité d'ajouter des règles pour associer des contextes différents en fonction des répertoire ou noms de fichiers

Transition de type : sujet

# Lorsque le type user_t crée exécute le fichier ayant le type
# ssh_exec_t il transite automatiquement vers user_ssh_t
type_transition user_t ssh_exec_t:process user_ssh_t;

# Lorsque le type user_t crée exécute le fichier ayant le type
# passwd_exec_t il transite automatiquement vers passwd_t
type_transition user_t passwd_exec_t:process passwd_t;

# Règles supplémentaires correspondantes
allow user_t ssh_exec_t : file { read getattr execute };
allow user_ssh_t ssh_exec_t : file entrypoint;
allow user_r user_ssh_t : process transition;

Transition de type : objets

# Lorsque le processus labellé par user_t accède à un fichier de type tmp_t,
# le type de cet objet transite automatiquement vers user_tmp_t
type_transition user_t tmp_t:{ dir file lnk_file sock_file fifo_file } user_tmp_t;

# Lorsque le processus labellé par sshd_t accède à un fichier de type tmp_t,
# le type de cet objet transite automatiquement vers sshd_tmp_t
type_transition sshd_t tmp_t:{ dir file sock_file } sshd_tmp_t;

# Règles supplémentaires correspondantes
allow user_t tmp_t: dir { open getattr create write };
allow user_t user_tmp_t:file rw_file_perms;

# Lorsque qu'un processus user_t créé un dossier nommé .ssh dans un dossier
# user_home_dir_t, il est labellé ssh_home_t
type_transition user_t user_home_dir_t:dir ssh_home_t .ssh;

Politique Multi-Niveau (MLS & MCS)

Deux attributs supplémentaires ajoutés aux contextes de sécurité: unconfined_u:unconfined_r:unconfined_t:s0-s0:c0.c1023

  • MLS : niveaux de sécurité
    • Ajout de contrainte entre différents niveau de sécurité
    • Souvent utilisé pour implémenter des modèles de confidentialité
    • N'est pas utilisé dans la politique targeted
  • MCS : catégories
    • Isole plusieurs instances d'un même type
    • Le . définie un ensemble (ex : c0.c16)
    • La , définie une liste (ex : c21,c36,c45)
    • Les deux séparateurs peuvent être combinés (ex: c0.c16,c21,c36,c45)

Politique Multi-Niveau (MLS & MCS)

  • Contrôle entre les niveaux et les catégories est réalisé via des contraintes SELinux
  • Décrites dans la politique : policy/mls, policy/mcs
  • Tous les types ne sont pas nécessairement contraints
  • Utilisé principalement pour confiner les machines virtuelles et les conteneurs (cf. chapitre sécurité & conteneurs, sécurité & KVM)

SELinux en pratique

Refpolicy

  • Strict policy
  • Tous les utilisateurs sont confinés
  • La politique doit décrire l'intégralité des interactions autorisées
  • Disponible principalement sous Gentoo Hardened (et partiellement sous Debian et Arch Linux)
  • Restrictif et complexe

Fedora, Red Hat Enterprise Linux & CentOS Stream

  • Targeted policy
  • Les démons système sont confinés
  • Les utilisateurs interactifs ne sont pas confinés par défaut (unconfined)
  • Possibilité de confiner certains utilisateurs

Politique et état de SELinux

  • Configuration de SELinux et politique actuelle stockées dans /etc/selinux
  • sestatus -v : état général
  • Etat actuel de SELinux dans le noyau : /sys/fs/selinux/
  • Etat actuel de la politique stocké dans /var/lib/selinux/
  • seinfo -v : informations sur la politique

Audit

  • SELinux utilise le sous système d'audit du noyau
  • Démon auditd en espace utilisateur
  • Logs dans /var/log/audit/audit.log ou dans le Journal
  • Log par défaut tous les accès refusés
  • Outils audit2allow et audit2why pour générer des règles de politique à partir de ces logs

Exemple de messages AVC

type=AVC msg=audit(1515257682.718:409): avc: denied { getattr } for
  pid=4320
  comm="httpd"
  path="/home/fedora/public_html/test"
  dev="sda1"
  ino=262285
  scontext=system_u:system_r:httpd_t:s0
  tcontext=unconfined_u:object_r:httpd_user_content_t:s0
  tclass=file
  permissive=0

type=AVC msg=audit(1515257956.228:527): avc: denied { setuid } for
  pid=4646
  comm="sudo"
  capability=7
  scontext=user_u:user_r:user_t:s0
  tcontext=user_u:user_r:user_t:s0
  tclass=capability
  permissive=0

Règle de contrôle d'accès : audit

# Audite l'accès en lecture au type shadow_t par sysadm_t
auditallow sysadm_t file:read shadow_t;

# Les types non privilégiés ne peuvent pas lire shadow_t
# Utilisation de ~ pour la négation
neverallow ~can_read_shadow_passwords shadow_t:file read;

# Ne pas auditer certains accès aux répertoires pour le type staff_t
# Utilisation de - pour retirer le type security_file_type de file_type
dontaudit staff_t { file_type -security_file_type }: dir { getattr search read lock};

semodule -DB : désactiver les règles dontaudit

Politique modulaire

  • Politique source stockée sous forme d'une collection de fichiers texte
  • Politique séparée entre une base et de nombreux modules
  • « Compilation » de la base et des modules pour former la politique finale, sous forme binaire
  • Seule la forme finale est chargée par le noyau
  • On écrit rarement une politique de zéro
  • On ajoute ou modifie un module existant

Module SELinux

  • Composé de trois fichiers:
    • .te : ensemble des règles SELinux à appliquer
    • .fc : liste des associations entre chemin de fichiers et contexte (fc : file contexts)
    • .if : interface, ou ensemble de « fonctions » proposé pour utilisation dans d'autres modules
  • Création d'un module à l'aide de /usr/share/selinux/devel/Makefile
  • Installation avec semodule --install --priority=500

Exemple de module SELinux

toto.te :

policy_module(toto, 0.0.1)

require {
  type httpd_t;
  type httpd_sys_script_t;
  type user_tmp_t;
}

type toto_data_t;
files_type(toto_data_t);

allow httpd_t toto_data_t:file read_file_perms;
allow httpd_t toto_data_t:dir search_dir_perms;

allow httpd_sys_script_t user_tmp_t:file read_file_perms;

Exemple de module SELinux

toto.fc :

/var/www/html/toto        -d  gen_context(system_u:object_r:toto_data_t,s0)
/var/www/html/toto(/.*)?  --  gen_context(system_u:object_r:toto_data_t,s0)

Ecrire un module SELinux

  1. sepolgen : génère un canevas à partir de template pour les modules couramment ajoutés
  2. « Compilation » du module
  3. Chargement du module dans le noyau
  4. Tests de l'application
  5. Lecture des logs d'erreur d'audit
  6. Conversion des logs d'erreurs en règle allow et ajout au module
  7. Goto 2

Fin : Désactivation du mode permissif

Contextes de sécurité

  • Pour les processus :
    • id -Z
    • ps -Z
  • Pour les fichiers :
    • ls -Z
    • mkdir -Z
    • cp -Z
    • mv -Z
    • find -context

Gestion des contextes

  • restorecon : restaure le contexte associé à un fichier par la politique :
    • -R : récursif
    • -v : verbeux
    • -F : restaure aussi le rôle et l'utilisateur SELinux
  • chcon : modification arbitraire du contexte d'un fichier
    • -u, -r, -t : défini l'utilisateur, rôle, type
    • -R : récursif
    • --reference=file : utilise le contexte d'un autre fichier comme référence
  • fixfiles onboot : restaure les contextes associés à tous les fichiers du système au prochain boot

Points de montage

  • Options à passer à mount :
  • Force les contexte pour tous les fichiers : -o context=user:role:type
  • Contexte par défaut pour les fichiers sans contexte : -o defcontext=user:role:type
  • Contexte pour le système de fichier : -o fscontext=user:role:type

Manipulation de la politique

  • semanage : gestion de la politique SELinux
    • login : association entre les utilisateurs Linux et SELinux
    • user : utilisateurs SELinux
    • port : association contextes et ports réseau
    • module : modules de la politique
    • fcontext : associations contextes et fichiers
    • boolean : gestion des booléens
    • dontaudit : active/désactive les règles dontaudit
    • etc.

Booléens

  • Une fois chargée, la politique est immuable
  • Possibilité d'ajouter des conditions pour autoriser dynamiquement certaines opérations sans avoir à changer la politique
  • Commandes getsebool & setsebool ou semanage boolean

Recherches dans la politique

  • sesearch : recherche de règles dans la politique
  • Liste tous les fichiers que le contexte httpd_t peut lire :
    $ sesearch -v --allow -s httpd_t -c file -p read
    
  • Liste tous les contextes pouvant écrire dans les fichiers shadow_t :
    $ sesearch -v --allow -t shadow_t -c file -p write
    
  • Liste toutes les règles associées au booléen samba_enable_home_dirs :
    $ sesearch -v --allow -b samba_enable_home_dirs
    

Inspection de la politique

  • sepolicy :
    • booleans : informations sur les booléens
    • communicate : est-ce que deux domaine peuvent interagir entre eux ?
    • generate : générer des modules à partir de template
    • gui : lance les outils graphiques
    • interface
    • manpage : générer les pages de man de SELinux
    • network : relation entre ports et types SELinux
    • transition : est-ce qu'un domaine peut transiter vers un autre ?

Désactiver SELinux ?

  • Pour désactiver complètement SELinux, il faut redémarrer le système
  • selinux=0 sur la ligne de commande du noyau ou configuration dans /etc/selinux/config
  • Plus de MAC, fonctionnement classique DAC
  • Avant de réactiver SELinux, il faut relabéliser intégralement le système de fichiers (fixfiles onboot) et redémarrer

Désactiver SELinux ?

# setenforce 0
  • Mode Permissive, qui n'applique plus les contrôle mais log uniquement les accés refusés
  • Le mode permissif ne doit pas être activé sur un système entier en production
  • Si un démon ne fonctionne pas correctement avec SELinux, il faut passer uniquement ce démon en permissif :
    # semanage permissive -l
    # semanage permissive -a myapp_t
    # semanage permissive -d myapp_t
    

Suite

Sécurité des conteneurs

% # Confused deputy % - ... ---

% # Biba \& Bell ... % - ... ---

% # UBAC % - User Based Access Control % - todo % --- % # UDAC % - User Directed Access Control % - Android (partiel) % ---