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process credentials相关的用户空间文件

作者：linuxer 发布于：2014-4-2 12:54 分类：Linux应用技巧

一、介绍

作为对linux_fans提出建议的回应，本文主要描述在用户空间，和process credentials相关的内容，具体包括：

1、/etc/passwd文件

2、/etc/shadow文件

3、/etc/group文件

4、从系统登录过程看如何使用这些文件

二、/etc/passwd文件

系统中的每一个用户都会有一个登录帐号，在系统登录的时候，用户要输入登录帐号和密码，通过系统认证之后，该用户就可以使用该计算机相关资源了。对应每一个帐号，/etc/passwd文件中都有一行来对应，一个简单的例子如下：

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唐伯虎:x:9527:1004:华府的低等下人:/home/tangbohu:/bin/bash

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每一行有7个域组成，“：”是分隔符，如下：

1、login name

2、optional encrypted password

3、numerical user ID

4、numerical group ID

5、user name or comment field

5、user home directory

6、optional user command interpreter

对于一个系统用户而言，登录帐号（login name或者说是user name）是标识自己的一个字符串，在系统中是唯一的。numerical user ID是一个非负数字，和user name一样也是标识用户的（计算机系统处理数字会容易一些）。举一个简单的例子：“唐伯虎”就是一个user name，而9527（user ID）就是“唐伯虎”在华府（系统）中的终身代号。从系统用户的角度看，user ID就是确认一个用户的身份，但是对于进程，其user ID包括real user ID，effective user ID，save set-user-ID和file system user ID。

User ID可以是不唯一的。也就是说，可以有多个user name对应同样的User ID。这个特性允许不同的用户（不同的pass word）拥有同样的权限。系统中，有的时候会使用User ID作为索引，搜索user name。例如ls可以列出一个文件输出哪一个登录用户。这时候，ls进程可以从文件inod中获取其uid的信息，但是用户层面当然需要显示友好界面，于是使用uid作为index在/etc/passwd文件中检索，发现第一个符合的登录用户名就显示出来。

optional encrypted password域之所以有一个optional，因为这个域可以包含加密后的password，也可以不包含。当密码不包含在passwd文件中的时候有多种种情况，一种是大家常见的情况，该域是一个x字符，表示具体的password在/etc/shadow文件中。当该域的内容是“！”或者“！！”，表示password无效，不能用该用户登录。如果该域的内容是“*”，表示该用户被disable。如果该域的内容为空，说明该用户不需要密码，可以直接登录进入。

其他的域比较简单，可以参考man page的描述。

二、/etc/shadow文件

我们来看看shadow和passwd文件的属性：

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$ ls -l /etc/shadow

-rw-r----- 1 root shadow 1650 Mar 11 16:05 /etc/shadow

$ ls -l /etc/passwd

-rw-r--r-- 1 root root 1499 Mar 11 16:04 /etc/passwd

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最开始的时候，密码信息也是保存在passwd文件中，但是由于passwd文件对于所有用户都是可读的（例如你可以在shell界面输入whoami命令，这个命令就需要访问这个文件并把进程的User ID作为索引在passwd文件中检索user name）。如果加密后的用户密码也保存在passwd中的话，所有用户都可以看到加密后的用户密码，可以采用各种手段进行攻击，从而引入安全问题。基于安全的考量，目前分成了两个文件，并且shadow对其他用户是不可读的。

shadow文件的全称是passwd shadow文件。对应每一个帐号，/etc/shadow文件中都有一行来对应，每一行有9个域组成，“：”是分隔符，如下：

1、login name

2、encrypted password

3、date of last password change

4、minimum password age

5、maximum password age

6、password warning period

7、password inactivity period

8、account expiration date

9、reserved field

对各个域的解释非常简单，这里就不再详细描述了。

三、/etc/group文件

为了方便权限的管理，GNU/Linux操作系统使用了group这样的概念，一个用户可以属于一个或者多个group，我们可以用下面的例子来理解：假设一个公司有30人，共用一个系统。这30个人被分成了3个部门：硬件部，软件部和管理部。一般而言，硬件team的文件只允许硬件team的人访问，因此对于一个文件的权限可以针对group设定，这样，可以屏蔽属于其他部门人员的访问。公司一般又会以具体的项目来组织（也就是传说中的矩阵管理），一个项目组会包括来自各个部门的人，这样一个人也有可能属于多个group。

在GNU/linux操作系统中，系统内定义的所有group的信息保存在/etc/group文件中，对应每一个group，/etc/group文件中都有一行来对应，一个简单的例子如下：

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华府低等下人:x:1004:唐伯虎，石榴姐，路人甲

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每一行有9个域组成，“：”是分隔符，如下：

1、  group name

2、  encrypted passwd

3、  group ID

4、  user list

类似user name和user ID，group name是人类可懂度较高的字符并且在系统内是唯一的，group ID是机器比较喜欢的数字。从系统用户的角度看，group ID就是确认用户组（包括若干用户）的身份，但是对于进程，其group ID包括real group ID，effective group ID，save set-group-ID和file system group ID。

组密码目前已经不太常用了。很久以前，unix不支持一个用户属于多个组，一个用户在一个特定的时间内只能属于一个group。不过用户可以通过newgrp命令登录到另外一个group，这时候就需要密码验证了。几个简单的例子如下：张三属于系统软件组，又属于AAA项目，那么张三应该自由的访问AAA项目以及系统软件组的文档。登录后张三属于系统软件组，但是想要访问AAA项目文档的时候必然遇到权限问题，这时候就需要调用newgrp以便可以顺利访问AAA项目文档。这样的特性一定会被使用者唾弃，因此从4.2 BSD开始，各种unix（包括linux）都支持了一个用户属于多个组的特性。

用户列表包含了属于该group的所有user。

四、从系统登录过程看如何使用这些文件

用户登录过程是这样的：系统的启动是在init进程控制下进行的，在启动的最后，init会创建getty进程（fork then exec），在若干个terminal上输出提示符并等待用户输入其用户名。每一个使用GNU/Linux的人都很熟悉这个界面。在完成用户名输入后，getty进程会加载login elf文件（exec）。Login进程会收集用户输入的password并加密。加密结果和/etc/shadow文件中login user name对应的encrypted password做比对，如果一样，那么用户认证就OK了，login做了很多事情，但是和本文相关的包括：

1、  检索/etc/group文件，获得该user name所属的group ID list，并设定该进程的supplementary group ID list。

2、  设定该进程的user ID。由于login具备root用户的权限，因此有权限进行该操作。这个操作是一个标志性的操作，此操作之前是root用户，拥有无上的权限，调用该操作之后，绚烂归于平淡，变成一个普通用户（当然，用户如果用root用户登录，其权限不变）

3、  根据/etc/passwd中的设定加载该用户对应的shell可执行文件（exec）

用户登录完成之后，在该shell启动的任何进程都属于该user。

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标签: process management

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