Linux - User ID

Created by : Mr Dk.

2021 / 03 / 10 16:49

Nanjing, Jiangsu, China

User ID in Files

查看一个文件的信息：

$ ls -alt README.md
-rw-r--r-- 1 mrdrivingduck mrdrivingduck 18596 Mar  9 22:22 README.md

可以看到，其中的信息包含：

  • 文件类型
    • -：常规文件
    • d：目录名
    • s：符号链接
    • p：命名管道
    • c：字符设备文件
    • b：块设备文件
  • 文件宿主 / 文件宿主所在组 / 其它用户 对当前文件的操作权限
  • 链接计数
  • 文件宿主用户名
  • 文件宿主组名
  • 文件大小
  • 最后修改时间
  • 文件名

以上信息全部包含在 inode 的结点定义中：

  • i_mode：文件类型和权限
  • i_nlinks：链接数 (多少个文件目录项指向当前 inode)
  • i_uid：文件宿主的用户 id
  • i_gid：文件宿主的组 id
  • i_size：文件长度
  • i_mtime：文件修改时间
  • i_zone[9]：指向该文件使用的磁盘块

文件名保存在以目录项为内容的磁盘块中。

其中，i_mode 是一个 16-bit 的数，其定义如下：

  • bit 15-12 表示文件类型
  • bit 11-9 是特殊标志位：
    • 01 - 执行时设置用户 ID (set-user-ID)
    • 02 - 执行时设置组 ID (set-group-ID)
    • 04 - 目录的受限删除标志
  • bit 8-6 为文件宿主的 R/W/X 权限
  • bit 5-3 为文件宿主所在组的 R/W/X 权限
  • bit 2-0 为其它用户的 R/W/X 权限

User ID of Users

Linux 中一个用户具有以下两个 ID：

  • (真实) 用户 ID ((r)uid)
  • (真实) 用户组 ID ((r)gid)

对应的 ID 存放在 /etc/passwd 文件中，除了包含用户的两个 ID 外，还包含了：

  • 用户的默认工作目录
  • 用户的默认 shell
mrdrivingduck:x:1000:1000:,,,:/home/mrdrivingduck:/usr/bin/zsh

User ID of Processes

每个进程启动时，进程数据结构中会分别记录三种用户 ID 和三种组 ID：

  • (r)uid / (r)gid：拥有进程的 (真实) 用户 ID / (真实) 组 ID
  • euid / egid：有效用户 ID / 有效组 ID
  • suid / sgid：保存用户 ID / 保存组 ID

ruid / rgid 是启动进程的用户对应的用户 ID 和组 ID。euid / egid 用于进程访问文件时的权限判断。通常来说，euid / egid 就是进程的 ruid / rgid。因此，进程只能访问进程有效用户 (真实用户) (组) 允许访问的文件。

当进程对应的可执行文件中 set-user-ID / set-group-ID 置位时，suid / sgid 保存了 可执行文件的宿主用户 ID；否则，suid / sgid 等于进程的 euid / egid。在面对这类设置了标志位的特殊的可执行文件时，进程的 euid / egid 被设置为 suid / sgid，从而使进程可以以可执行文件宿主的权限访问文件。

典型例子：Linux 中的 passwd 命令。该命令的可执行文件权限如下：

$ ls -alt /usr/bin/passwd
-rwsr-xr-x 1 root root 68208 May 28  2020 /usr/bin/passwd

可以看到，该可执行文件的宿主是 root 用户。该程序的功能是允许用户修改自己的口令，口令需要保存到 /etc/passwd 文件中：

$ ls -alt /etc/passwd
-rw-r--r-- 1 root root 1723 Jan 11 17:14 /etc/passwd

该文件的宿主是 root 用户，并且只有 root 用户才有权限写入该文件。如果普通用户执行 passwd 程序，其 euid 将会是普通用户而不是 root，从而无法写入 /etc/passwd 文件。解决的方法是对 passwd 程序设置为 set-user-ID。当普通用户执行该程序时，其 euid 将会变为 root 用户，从而有权限对 /etc/passwd 文件进行写入。

使用 set-user-ID 的还有 sudo、su 等命令。

References

Linux 内核完全注释 V5.0.1 - 8.10 sys.c 程序

Linux 内核完全注释 V5.0.1 - 12.1 文件系统 总体功能