通过实践学习linux ACL基本用法/Linux ACL 体验

高 延斌 (gaoyanb@cn.ibm.com), 软件工程师,WPLC部门,IBM中国软件开发中心 2006 年 6 月 22 日

在安全管理日益重要的今天,传统的 Unix 文件系统的 UGO 权限管理方式已经无法满足日常系统管理工作的需要。而 ACL 机制逐渐成为主流的权限管理方式。本文主要介绍了在基于 Linux2.6 内核的发行版 Fedora Core 上进行的一些 ACL 基本功能的实验。

本文内容包括:

  • ACL 简介
  • 准备工作
  • 体验1 - ACL的基本操作:添加和修改
  • 体验2 - ACL的其他功能:删除和覆盖
  • 体验3 - 目录的默认ACL
  • 体验4 - 备份和恢复ACL
  • 结语
  • 参考资料

ACL 简介

用户权限管理始终是 Unix 系统管理中最重要的环节。大家对 Linux/Unix 的 UGO 权限管理方式一定不陌生,还有最常用的 chmod 命令。为了实现一些比较复杂的权限管理,往往不得不创建很多的组,并加以详细的记录和区分(很多时候就是管理员的噩梦)。可以针对某一个用户对某一文件指 定一个权限,恐怕管理员都期待的功能。比如对某一个特定的文件,用户A可以读取,用户B所在的组可以修改,惟独用户B不可以……。于是就有了IEEE POSIX 1003.1e这个ACL的标准。所谓ACL,就是Access Control List,一个文件/目录的访问控制列表,可以针对任意指定的用户/组分配RWX权限。现在主流的商业Unix系统都支持ACL。FreeBSD也提供了 对ACL的支持。Linux在这个方面也不会落后,从2.6版内核开始支持ACL。

准备工作

支持ACL需要内核和文件系统的支持。现在2.6内核配合EXT2/EXT3, JFS, XFS, ReiserFS等文件系统都是可以支持ACL的。用自己工作用的物理分区体验ACL,总是不明智的行为。万一误操作导致分区的损坏,造成数据的丢失,损 失就大了。作一个loop设备是个安全的替代方法。这样不需要一个单独的分区,也不需要很大的硬盘空间,大约有个几百KB就足够进行我们的体验了。OK, 下面我使用Fedora Core 5和Ext3文件开始对Linux的ACL的体验。

首先创建一个512KB的空白文件:

[root@FC3-vm opt]#  dd if=/dev/zero of=/opt/testptn count=512
512+0 records in
512+0 records out

和一个loop设备联系在一起:

[root@FC3-vm opt]#  losetup /dev/loop0 /opt/testptn

创建一个EXT2的文件系统:

[root@FC3-vm opt]#  mke2fs /dev/loop0
mke2fs 1.35 (28-Feb-2004)
max_blocks 262144, rsv_groups = 32, rsv_gdb = 0
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=1024 (log=0)
Fragment size=1024 (log=0)
32 inodes, 256 blocks
12 blocks (4.69%) reserved for the super user
First data block=1
1 block group
8192 blocks per group, 8192 fragments per group
32 inodes per group

Writing inode tables: done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

This filesystem will be automatically checked every 30 mounts or
180 days, whichever comes first. Use tune2fs -c or -i to override.

挂载新建的文件系统(注意mount选项里的acl标志,我们靠它来通知内核我们需要在这个文件系统中使用ACL):

[root@FC3-vm opt]#  mount -o rw,acl /dev/loop0 /mnt
[root@FC3-vm opt]#  cd /mnt
[root@FC3-vm mnt]#  ls
lost+found

现在我已经得到了一个小型的文件系统。而且是支持ACL的。并且即使彻底损坏也不会影响硬盘上其他有价值的数据。
可以开始我们的ACL体验之旅了。

体验1 - ACL的基本操作:添加和修改

我首先新建一个文件作为实施ACL的对象:

[root@FC3-vm mnt]#  touch file1
[root@FC3-vm mnt]#  ls -l file1
-rw-r--r-- 1 root root     7 Dec 11 00:28 file1

然后看一下这个文件缺省的ACL,这时这个文件除了通常的UGO的权限之外,并没有ACL:

[root@FC3-vm mnt]#  getfacl file1
# file: file1
# owner: root
# group: root
user::rw-
group::r--
other::r-

*注意:即使是不支持ACL的情况下,getfacl仍然能返回一个这样的结果。不过setfacl是不能工作的。

下面添加几个用户和组,一会我将使用ACL赋予他们不同的权限:

[root@FC3-vm mnt]#  groupadd testg1
[root@FC3-vm mnt]#  useradd testu1
[root@FC3-vm mnt]#  useradd testu2
[root@FC3-vm mnt]#  usermod -G testg1 testu1

现在我们看看testu1能做什么:

[root@FC3-vm mnt]# su testu1
[testu1@FC3-vm mnt]$ echo "testu1" >> file1
bash: file1: Permission denied

失败了。因为file1并不允许除了root以外的用户写。我们现在就通过修改file1的ACL赋予testu1足够的权限:

[root@FC3-vm mnt]# setfacl -m u:testu1:rw file1
[root@FC3-vm mnt]# su testu1
[testu1@FC3-vm mnt]$ echo "testu1" >> file1
[testu1@FC3-vm mnt]$ cat file1
testu1

修改成功了,用户testu1可以对file1做读写操作了。我们来看一下file1的ACL:

[testu1@FC3-vm mnt]$ getfacl file1
# file: file1
# owner: root
# group: root
user::rw-
user:testu1:rw-
group::r--
mask::rw-
other::r-

我们ls看一下:

[root@FC3-vm mnt]# ls -l file1
-rw-rw-r--+ 1 root root     7 Dec 11 00:28 file1

可以看到那个”+”了么?就在通常我们看到的权限位的旁边。这个说明file1设置了ACL, 接下来我们修改一下
testu1的权限,同时给testg1这个组以读的权限:

[root@FC3-vm mnt]# setfacl -m u:testu1:rwx,g:testg1:r file1
[root@FC3-vm mnt]# getfacl file1
# file: file1
# owner: root
# group: root
user::rw-
user:testu1:rwx
group::r--
group:testg1:r--
mask::rwx
other::r-

可以看到设置后的权限,testu1已经有了执行的权限,而testg1这个组也获得了读取文件内容的权限。也许有人已经注意到了两个问题:首先,file1的组权限从r–变成了rw-。其次,mask是什么?为什么也变化了呢?我们先从mask说起。如果说acl的优先级高于UGO,那么mask就是一个名副其实的最后一道防线。它决定了一个用户/组能够得到的最大的权限。这样我们在不破坏已有ACL的定义的基础上,可以临时提高或是降低安全级别:

[root@FC3-vm mnt]# setfacl -m mask::r file1
[root@FC3-vm mnt]# getfacl file1
# file: file1
# owner: root
# group: root
user::rw-
user:testu1:rwx                 #effective:r--
group::r--
group:testg1:r--
mask::r--
other::r--

[root@FC3-vm mnt]# ls -l file1
-rw-r--r--+ 1 root root 7 Dec 11 00:28 file1

在testu1对应的ACL项的后边出现了effective的字样,这是实际testu1得到的权限。Mask只对其他用户和组的权限有影响,对 owner和other的权限是没有任何影响的。 执行ls的结果也显示UGO的设置也有了对应的变化。因为在使用了ACL的情况下,group的权限显示的就是当前的mask。通常我们把mask设置成 rwx,以不阻止任何的单个ACL项。

*需要注意的是,每次修改或添加某个用户或组的ACL项的时候,mask都会随之修改以使最新的修改能够真正生效。所以如果需要一个比较严格的mask的话,可能需要每次都重新设置一下mask。

体验2 - ACL的其他功能:删除和覆盖

我们来看一下其他的ACL操作。首先如何删除已有的ACL项呢?

[root@FC3-vm mnt]# setfacl -x g:testg1 file1
[root@FC3-vm mnt]# getfacl file1
# file: file1
# owner: root
# group: root
user::rw-
user:testu1:rwx
group::r--
mask::rwx
other::r--

我们看到testg1的权限已经被去掉了。如果需要去掉所有的ACL可以用-b选项。所有的ACL项都会被去掉。

[root@FC3-vm mnt]# setfacl -b file1
[root@FC3-vm mnt]# getfacl file1
# file: file1
# owner: root
# group: root
user::rw-
group::r--
other::r--

我们可以用–set 设置一些新的ACL项,并把原有的ACL项全部都覆盖掉。和-m不同,-m选项只是修改已有的配置或是新增加一些。–set选项会把原有的ACL项都删 除,用新的替代,需要注意的是一定要包含UGO的设置,不能象-m一样只是添加ACL就可以了。比如下边这一段:

[root@FC3-vm mnt]# setfacl --set u::rw,u:testu1:rw,g::r,o::- file1
[root@FC3-vm mnt]# getfacl file1
# file: file1
# owner: root
# group: root
user::rw-
user:testu1:rw-
group::r--
mask::rw-
other::---

o::-是另一个需要注意的地方。其实完整的写法是other::—,正如u::rw的完整写法是user::rw-。通常我们可以把”-“省略,但是当权限位只包含”-“时,必须至少保留一个。如果写成了o::,就会出现错误。

如果希望对目录下的所有子目录都设置同样的ACL,可以使用-R参数:

[root@FC3-vm mnt]# setfacl --set u::rw,u:testu1:rw,g::r,o::- dir1

如果希望能从一个文件来读入ACL,并修改当前的文件的ACL,可以用-M参数:

[root@FC3-vm mnt]# cat test.acl
user:testu1:rw-
user:testu2:rw-
group:testg1:r--
group:testg2:r--
mask::rw-
other::---

体验3 - 目录的默认ACL

如果我们希望在一个目录中新建的文件和目录都使用同一个预定的ACL,那么我们可以使用默认(Default)ACL。在对一个目录设置了默认的ACL以后,每个在目录中创建的文件都会自动继承目录的默认ACL作为自己的ACL。用setfacl的-d选项就可以 做到这一点:

[root@FC3-vm mnt]# setfacl -d --set g:testg1:rwx dir1
[root@FC3-vm mnt]# getfacl dir1
# file: dir1
# owner: root
# group: root
user::rwx
group::r-x
other::r-x
default:user::rwx
default:group::r-x
default:group:testg1:rwx
default:mask::rwx
default:other::r-x

可以看到默认ACL已经被设置了。建立一个文件试试:

[root@FC3-vm mnt]# touch dir1/file1
[root@FC3-vm mnt]# getfacl dir1/file1
# file: dir1/file1
# owner: root
# group: root
user::rw-
group::r-x                      #effective:r--
group:testg1:rwx                #effective:rw-
mask::rw-
other::r--

file1自动继承了dir1对testg1设置的ACL。只是由于mask的存在使得testg1只能获得rw-权限。

体验4 - 备份和恢复ACL

主要的文件操作命令cp和mv都支持ACL,只是cp命令需要加上-p 参数。但是tar等常见的备份工具是不会保留目录和文件的ACL信息的。 如果希望备份和恢复带有ACL的文件和目录,那么可以先把ACL备份到一个文件里。以后用–restore选项来回复这个文件中保存的ACL信息:

[root@FC3-vm mnt]# getfacl -R dir1 > dir1.acl
[root@FC3-vm mnt]# ls -l dir1.acl
total 16
-rw-r--r--  1 root root   310 Dec 12 21:10 dir1.acl

我们用-b选项删除所有的ACL数据,来模拟从备份中回复的文件和目录:

[root@FC3-vm mnt]# setfacl -R -b dir1
[root@FC3-vm mnt]# getfacl -R dir1
# file: dir1
# owner: root
# group: root
user::rwx
group::r-x
other::r-x

# file: dir1/file1
# owner: root
# group: root
user::rw-
group::r--
other::r--

现在我们从dir1.acl中恢复被删除的ACL信息:

[root@FC3-vm mnt]# setfacl --restore dir1.acl
[root@FC3-vm mnt]# getfacl -R dir1
# file: dir1
# owner: root
# group: root
user::rwx
group::r-x
other::r-x
default:user::rwx
default:group::r-x
default:group:testg1:rwx
default:mask::rwx
default:other::r-x

# file: dir1/file1
# owner: root
# group: root
user::rw-
group::r-x                      #effective:r--
group:testg1:rwx                #effective:rw-
mask::rw-
other::r--

结语

ACL 的引入使得大规模的复杂权限管理可以很容易的在 Linux 上实现。对于 /home 这样存放大量用户文件的分区,可以做到更有效的管理。但是我们也看到在备份工具等方面的欠缺,好在 FC2 中已经开始包含了 star 这样的支持 ACL 的备份工具,虽然还是 alpha 版。

在单个文件的 ACL 条目的数量上,不同的文件系统有不同的限制。Ext2 和 Ext3 只能支持每个文件 25 个 ACL 条目。ReiserFS 和 JFS 可以支持超过 8,000 个条目。这个方面 Ext* 文件系统还需要加强。

无论多么复杂的系统中,文件系统的权限管理都是最基础的内容。而 Linux 对 ACL的支持,无疑是一把管理海量用户系统的利器,对 Linux 在大规模的企业级应用中更方便的发挥更大的作用添了一把火。

参考资料

关于作者高延斌, IBM中国软件开发中心,WPLC部门软件工程师,负责IBM客户端产品在MacOSX上的移植工作。喜欢Linux和MacOSX。通过 gaoyanb@cn.ibm.com 可以和他联系。

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from http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-acl/index.html




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