学习LSM(Linux security module)之二:编写并运行一个简单的demo

　　各种折腾，经过了一个蛋疼的周末，终于在Ubuntu14.04上运行了一个基于LSM的简单demo程序。

一：程序编写

　　先简单的看一下这个demo：

//demo_lsm.c
#include <linux/lsm_hooks.h>
#include <linux/sysctl.h>

static unsigned long long count = 0;

int demo_task_create(unsigned long clone_flags)
{
    printk("[+geek] call task_create(). count=%llu\n", ++count);    
    return 0;
}

static struct security_hook_list demo_hooks[] = {
    LSM_HOOK_INIT(task_create,demo_task_create),
};
void __init demo_add_hooks(void)
{
    pr_info("Demo: becoming mindful.\n");        //打印相关信息，可以通过dmesg |  grep Yama:查看
    security_add_hooks(demo_hooks, ARRAY_SIZE(demo_hooks));   //添加安全模块函数
}

static __init int demo_init(void){
    demo_add_hooks();
    return 0;
}

security_initcall(demo_init);

　　根据（一）的yama可以得出，编写一个基于LSM的安全模块的基本流程：

　　　　1>确定需要hook的函数

　　　　2>对hook函数进行填充，添加自己的逻辑（安全检查）

　　　　3>添加到在security_hook_list的数据结构里

　　　　4>对这个有注册逻辑的函数进行注册

　　1：确定需要hook的函数：

　　　　1>用户创建进程需要调用系统调用 sys_fork()/sys_vfork()/sys_clone()

　　　　2>sys_fork()等函数中调用 do_fork()

　　　　3>do_fork()调用copy_process()

　　　　4>copy_process()调用security_task_create()，这里便是hook点了，可以进行自己的逻辑

　　　　5>security_task_create()的主体就是security_hook_list的task_create()

　　2：对hook函数进行必要的填充，添加自己的逻辑（额外的安全检查）

　　　　在这里，只是为了简单的检测自己的代码是否能够正常运行，所以，只用了简单的printk，详情请看demo_task_create函数。

　　3：添加到在security_hook_list的数据结构里

　　　　额外说一点：关于这一步，在4.0之前后某个版本，打了个补丁，所以实现方式会有不同，先看一下4.0以前：

struct security_operations {
         char name[SECURITY_NAME_MAX + 1]; 
         int (*ptrace_access_check) (struct task_struct *child, unsigned int mode);
         int (*ptrace_traceme) (struct task_struct *parent);
         int (*capget) (struct task_struct *target, kernel_cap_t *effective, kernel_cap_t *inheritable, kernel_cap_t *permitted);
         int (*capset) (struct cred *new, const struct cred *old, const kernel_cap_t *effective, const kernel_cap_t *inheritable, const kernel_cap_t *permitted);
         int (*capable) (const struct cred *cred, struct user_namespace *ns, int cap, int audit);
         int (*quotactl) (int cmds, int type, int id, struct super_block *sb);
　　　　　　....

　　　　这种实现方式有个缺点，无论hook几个函数，都会替每个指针占一个位置，由于内核空间，内存十分宝贵，这种占空间西行为产生了很大的浪费。所以实现换了一种方式，如下：

struct security_hook_list {
         struct list_head                list;
         struct list_head                *head;
         union security_list_options     hook;
 };

　　　　然后,security_list_options以一种联结体的方式存在，然后通过侵入式链表连接，可以有效的节省空间。

　　　　言归正传。数据结构可以通过LSM_HOOK_INIT宏来进行填充，详情可以看（一）：

　　4：对这个有注册逻辑的函数进行注册

　　　　在这一点上，简单的security_initcall(demo_init);就可以了

二：Makefile和Kconfig编写

　　　　在编写这两个文件时，由于在2.6.X后，lsm的模块不允许通过insmod动态加载到内核中，需要在编译内核时添加，所以，需要谨慎，否则容易出错（-_-）。

　　如下：

//Kconfig
config     SECURITY_DEMO
   bool     "demo support"
   depends on SECURITY
   default     n
   help
        introduction of demo modules

//Makefile
obj-$(CONFIG_SECURITY_GEEK) := demo.o
demo-y := demo_lsm.o

　　　　　将这两个文件以及前文的 demo_lsm.c 放到./linux-X.X.X(X.X.X>4.0.0)/security/demo(自己创建)中,然后修改security下的Kconfig和Makefile，这里可以参照SElinux或者yama的格式进行编写，但需要注意的是，在Linux>4.2之后，Yama默认只能依附在其它模块上，所以，最好对照SELinux。

#
# Makefile for the kernel security code
#

obj-$(CONFIG_KEYS)            += keys/
subdir-$(CONFIG_SECURITY_SELINUX)    += selinux
subdir-$(CONFIG_SECURITY_DEMO)        += demo
subdir-$(CONFIG_SECURITY_SMACK)        += smack
subdir-$(CONFIG_SECURITY_TOMOYO)        += tomoyo
subdir-$(CONFIG_SECURITY_APPARMOR)    += apparmor
subdir-$(CONFIG_SECURITY_YAMA)        += yama


# always enable default capabilities
obj-y                    += commoncap.o
obj-$(CONFIG_MMU)            += min_addr.o

# Object file lists
obj-$(CONFIG_SECURITY)            += security.o
obj-$(CONFIG_SECURITYFS)        += inode.o
obj-$(CONFIG_SECURITY_SELINUX)        += selinux/
obj-$(CONFIG_SECURITY_DEMO)        += demo/
obj-$(CONFIG_SECURITY_SMACK)        += smack/
obj-$(CONFIG_AUDIT)            += lsm_audit.o
obj-$(CONFIG_SECURITY_TOMOYO)        += tomoyo/
obj-$(CONFIG_SECURITY_APPARMOR)        += apparmor/
obj-$(CONFIG_SECURITY_YAMA)        += yama/
obj-$(CONFIG_CGROUP_DEVICE)        += device_cgroup.o

# Object integrity file lists
subdir-$(CONFIG_INTEGRITY)        += integrity
obj-$(CONFIG_INTEGRITY)            += integrity/

#
# Security configuration
#

menu "Security options"

source security/keys/Kconfig

.....

source security/selinux/Kconfig
source security/demo/Kconfig
source security/smack/Kconfig
source security/tomoyo/Kconfig
source security/apparmor/Kconfig
source security/yama/Kconfig

source security/integrity/Kconfig

choice
    prompt "Default security module"
    default DEFAULT_SECURITY_SELINUX if SECURITY_SELINUX
    default DEFAULT_SECURITY_DEMO if SECURITY_DEMO
    default DEFAULT_SECURITY_SMACK if SECURITY_SMACK
    default DEFAULT_SECURITY_TOMOYO if SECURITY_TOMOYO
    default DEFAULT_SECURITY_APPARMOR if SECURITY_APPARMOR
    default DEFAULT_SECURITY_DAC

    help
      Select the security module that will be used by default if the
      kernel parameter security= is not specified.

    config DEFAULT_SECURITY_SELINUX
        bool "SELinux" if SECURITY_SELINUX=y
    
    config DEFAULT_SECURITY_DEMO
        bool "demo" if SECURITY_DEMO=y

    config DEFAULT_SECURITY_SMACK
        bool "Simplified Mandatory Access Control" if SECURITY_SMACK=y

    config DEFAULT_SECURITY_TOMOYO
        bool "TOMOYO" if SECURITY_TOMOYO=y

    config DEFAULT_SECURITY_APPARMOR
        bool "AppArmor" if SECURITY_APPARMOR=y

    config DEFAULT_SECURITY_DAC
        bool "Unix Discretionary Access Controls"

endchoice

config DEFAULT_SECURITY
    string
    default "selinux" if DEFAULT_SECURITY_SELINUX
    default "demo" if DEFAULT_SECURITY_DEMO
    default "smack" if DEFAULT_SECURITY_SMACK
    default "tomoyo" if DEFAULT_SECURITY_TOMOYO
    default "apparmor" if DEFAULT_SECURITY_APPARMOR
    default "" if DEFAULT_SECURITY_DAC

endmenu