CPU가 사용자 모드에 있으면 CPU는 권한 있는 명령을 실행할 수 없으며 커널 공간 메모리에 액세스할 수 없습니다.
그리고 CPU가 커널 모드에 있을 때 CPU는 모든 명령을 실행할 수 있고 모든 메모리에 액세스할 수 있습니다.
이제 Linux에서 사용자 모드 프로그램은 모든 메모리에 액세스할 수 있으며( 사용하여 ) 권한 있는 명령 과 및 ( 사용하는 것 같습니다)을 /dev/mem모두 실행할 수 있습니다 .INOUTiopl()
따라서 Linux의 사용자 모드 프로그램은 커널 모드가 할 수 있는 대부분의 작업을 수행할 수 있습니다(제가 생각하는 대부분의 작업).
사용자 모드 프로그램이 이러한 모든 기능을 갖도록 허용하면 CPU 모드를 갖는 목적이 무효화됩니까?
답변1
따라서 Linux의 사용자 모드 프로그램은 커널 모드가 할 수 있는 대부분의 작업을 수행할 수 있습니다(제가 생각하는 대부분의 작업).
글쎄, 모든 사용자 모드 프로그램이 가능한 것은 아니며 적절한 권한이 있는 프로그램만 가능합니다. 이는 커널에 의해 결정됩니다.
/dev/mem일반적인 파일 시스템 액세스 권한 및 CAP_SYS_RAWIO기능으로 보호됩니다. iopl()또한 ioperm()동일한 능력에 의해 제한됩니다.
/dev/mem또한 커널( CONFIG_DEVMEM)에서 완전히 컴파일될 수도 있습니다.
사용자 모드 프로그램이 이러한 모든 기능을 갖도록 허용하면 CPU 모드를 갖는 목적이 무효화됩니까?
아마도. 이는 권한 있는 사용자 공간 프로세스에서 수행할 수 있는 작업에 따라 다릅니다. 사용자 공간 프로세스는 /dev/sda액세스 권한(또는 이에 상응하는 권한)이 있는 경우 전체 하드 드라이브를 손상시킬 수도 있습니다. 이는 스토리지 액세스를 처리하는 파일 시스템 드라이버의 목적을 상실하더라도 마찬가지입니다.
iopl()( i386에서 CPU의 특권 모드를 활용하여 작동한다는 사실도 있으므로 그들의 목적을 무너뜨린다고 말할 수는 없습니다.)
답변2
modprobe커널에 새 코드를 로드하여 보안을 "파괴"하는 것과 같은 방식입니다.
여러 가지 이유로 때로는 반특권 코드(예: X 서버 내의 그래픽 드라이버)를 커널 스레드가 아닌 사용자 공간에서 실행하는 것이 더 합리적입니다.
kill하드웨어가 잠겨 있지 않으면 구현하기가 더 쉽습니다 .- 파일 시스템의 파일에서 코드/데이터의 페이징을 요청하도록 합니다. (커널 메모리는 페이징할 수 없습니다)
- 자체 가상 주소 공간을 제공합니다. X 서버에 버그가 있습니다.가능한커널을 종료하지 않고 X 서버를 충돌시키기만 하면 됩니다.
보안에는 큰 도움이 되지 않지만 안정성과 소프트웨어 아키텍처 측면에서 큰 이점이 있습니다.
그래픽 드라이버를 커널에 굽으면 X 클라이언트와 서버 사이의 컨텍스트 전환이 줄어들 수 있습니다. 서버는 역사적으로 너무 크고 완전히 코어로 갔으면 좋겠다는 오류가 너무 많았습니다.
예, 이러한 권한을 가진 악성 코드입니다할 수 있다필요한 경우 커널을 인수하고 /dev/mem커널 코드를 수정할 수 있습니다.
또는 예를 들어 x86에서 시스템 호출을 수행하여 IO 권한 수준을 Ring 0 으로 설정한 후 cli해당 코어에서 인터럽트를 비활성화하는 명령을 실행합니다.iopl
그러나 x86 iopl"만"이 특정 명령어에 대한 액세스를 허용 하더라도: 입력/출력(및 문자열 버전 입력/출력) 및 cli/sti. "모델별 레지스터"(예: x86-64 명령어에 대한 커널 진입점 주소 설정 )를 사용 rdmsr하거나 읽거나 쓰는 것을 허용하지 않으며 , 인터럽트 설명자 테이블을 교체하는 것도 허용하지 않습니다. 기존 커널이 있는 머신, 적어도 해당 커널에서는).wrmsrIA32_LSTARsyscalllidt
제어 레지스터(예: 공격 프로세스가 more 를 사용하는 대신 /dev/mem자체 페이지 테이블을 수정하기 위한 오프셋으로 유용할 수 있는 최상위 페이지 디렉토리의 물리적 주소를 보유하는 CR3)도 읽을 수 없습니다 . )mmap/dev/mem
invd(모든 캐시를 무효화아니요다시 쓰기! ! (예= RAM 구성 전 초기 BIOS))는 또 다른 흥미로운 점으로, IOPL뿐만 아니라 항상 전체 CPL 0(현재 권한 수준)이 필요합니다. 심지어wbinvd매우 느리고 중단할 수 없으며 플러시해야 하기 때문에 특권이 있습니다.모두모든 코어에 걸쳐 캐시합니다. (바라보다프로그램과 관련된 전체 CPU 캐시를 플러시하는 방법이 있습니까?그리고WBINVD 명령어 사용법)
코드로 실행되는 데이터의 잘못된 주소로 점프하는 버그로 인해 사용자 공간 X 서버에서 이러한 명령을 실수로 실행할 수 없습니다.
현재 권한 수준(보호 모드 및 장기 모드)cs(코드 조각 선택기)의 하위 2비트입니다.. mov eax, cs/ and eax, 3모든 모드에서 읽기 권한 수준.
권한 수준을 작성하려면 jmp far또는 call far설정을 수행 할 수 있습니다 CS:RIP(그러나 대상 세그먼트의 GDT/LDT 항목은 이전 권한 수준을 기반으로 이를 제한할 수 있으므로 사용자 공간이 스스로 상승하기 위해 이를 수행할 수 없습니다). 또는 커널 진입점에서 링 0으로 전환하거나 int를 사용할 수 있습니다 .syscall