Question

目标：加载.so或已经过验证签名的可执行文件（或针对任意算法进行验证）。

我希望能够验证.so /可执行文件，然后使用dlopen /...加载/执行该.so /可执行文件。

这里的扳手是，似乎没有编程方式来检查然后加载。可以手动检查文件，然后加载它。但是有一个机会窗口，有人可以将该文件替换为另一个文件。

我能想到的一个可能的解决方案是加载二进制文件，检查签名然后dlopen / execvt /proc/$PID/fd ....但是我不知道这是否是一个可行的解决方案。

由于文件系统锁在Linux中是建议性的，因此它们对于此目的并不是那么有用......（好吧，有mount -o mand ...但这是针对用户级别的，而不是root用户的。）

Answer 1

许多动态链接器（包括Glibc）支持将LD_AUDIT环境变量设置为以冒号分隔的共享库列表。允许这些库挂钩到动态库加载过程中的各个位置。

#define _GNU_SOURCE
#include <dlfcn.h>
#include <link.h>
unsigned int la_version(unsigned int v) { return v; }
unsigned int la_objopen(struct link_map *l, Lmid_t lmid, uintptr_t *cookie) {
    if (!some_custom_check_on_name_and_contents(l->l_name, l->l_addr))
        abort();
    return 0;
}

使用cc -shared -fPIC -o test.so test.c或类似内容进行编译。

您可以查看glibc/elf/tst-auditmod1.c或latrace了解更多示例，或阅读Linkers and Libraries Guide。

对于Glibc的内部非常具体，但你仍然可以在运行时挂钩libdl。

#define _GNU_SOURCE
#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>

extern struct dlfcn_hook {
    void *(*dlopen)(const char *, int, void *);
    int (*dlclose)(void *);
    void *(*dlsym)(void *, const char *, void *);
    void *(*dlvsym)(void *, const char *, const char *, void *);
    char *(*dlerror)(void);
    int (*dladdr)(const void *, Dl_info *);
    int (*dladdr1)(const void *, Dl_info *, void **, int);
    int (*dlinfo)(void *, int, void *, void *);
    void *(*dlmopen)(Lmid_t, const char *, int, void *);
    void *pad[4];
} *_dlfcn_hook;
static struct dlfcn_hook *old_dlfcn_hook, my_dlfcn_hook;

static int depth;
static void enter(void) { if (!depth++) _dlfcn_hook = old_dlfcn_hook; }
static void leave(void) { if (!--depth) _dlfcn_hook = &my_dlfcn_hook; }

void *my_dlopen(const char *file, int mode, void *dl_caller) {
    void *result;
    fprintf(stderr, "%s(%s, %d, %p)\n", __func__, file, mode, dl_caller);
    enter();
    result = dlopen(file, mode);
    leave();
    return result;
}

int my_dlclose(void *handle) {
    int result;
    fprintf(stderr, "%s(%p)\n", __func__, handle);
    enter();
    result = dlclose(handle);
    leave();
    return result;
}

void *my_dlsym(void *handle, const char *name, void *dl_caller) {
    void *result;
    fprintf(stderr, "%s(%p, %s, %p)\n", __func__, handle, name, dl_caller);
    enter();
    result = dlsym(handle, name);
    leave();
    return result;
}

void *my_dlvsym(void *handle, const char *name, const char *version, void *dl_caller) {
    void *result;
    fprintf(stderr, "%s(%p, %s, %s, %p)\n", __func__, handle, name, version, dl_caller);
    enter();
    result = dlvsym(handle, name, version);
    leave();
    return result;
}

char *my_dlerror(void) {
    char *result;
    fprintf(stderr, "%s()\n", __func__);
    enter();
    result = dlerror();
    leave();
    return result;
}

int my_dladdr(const void *address, Dl_info *info) {
    int result;
    fprintf(stderr, "%s(%p, %p)\n", __func__, address, info);
    enter();
    result = dladdr(address, info);
    leave();
    return result;
}

int my_dladdr1(const void *address, Dl_info *info, void **extra_info, int flags) {
    int result;
    fprintf(stderr, "%s(%p, %p, %p, %d)\n", __func__, address, info, extra_info, flags);
    enter();
    result = dladdr1(address, info, extra_info, flags);
    leave();
    return result;
}

int my_dlinfo(void *handle, int request, void *arg, void *dl_caller) {
    int result;
    fprintf(stderr, "%s(%p, %d, %p, %p)\n", __func__, handle, request, arg, dl_caller);
    enter();
    result = dlinfo(handle, request, arg);
    leave();
    return result;
}

void *my_dlmopen(Lmid_t nsid, const char *file, int mode, void *dl_caller) {
    void *result;
    fprintf(stderr, "%s(%lu, %s, %d, %p)\n", __func__, nsid, file, mode, dl_caller);
    enter();
    result = dlmopen(nsid, file, mode);
    leave();
    return result;
}

static struct dlfcn_hook my_dlfcn_hook = {
    .dlopen   = my_dlopen,
    .dlclose  = my_dlclose,
    .dlsym    = my_dlsym,
    .dlvsym   = my_dlvsym,
    .dlerror  = my_dlerror,
    .dladdr   = my_dladdr,
    .dlinfo   = my_dlinfo,
    .dlmopen  = my_dlmopen,
    .pad      = {0, 0, 0, 0},
};

__attribute__((constructor))
static void init(void) {
    old_dlfcn_hook = _dlfcn_hook;
    _dlfcn_hook = &my_dlfcn_hook;
}

__attribute__((destructor))
static void fini(void) {
    _dlfcn_hook = old_dlfcn_hook;
}

$ cc -shared -fPIC -o hook.so hook.c
$ cat > a.c
#include <dlfcn.h>
int main() { dlopen("./hook.so", RTLD_LAZY); dlopen("libm.so", RTLD_LAZY); }
^D
$ cc -ldl a.c
$ ./a.out
my_dlopen(libm.so, 1, 0x80484bd)

不幸的是，我的调查让我得出结论，即使你可以挂钩glibc/elf/dl-load.c:open_verify()（你做不到），也不可能让这个人在你的图书馆的某些部分写一些人。

Answer 2

This project据说可以在内核级别上解决这个问题。

DigSig目前提供：


ELF二进制文件和共享库的运行时签名验证。

支持文件的签名撤销。

一种增强性能的签名缓存机制。

Answer 3

问题基本上是无法解决的，因为共享对象是由mmap（）加载到进程内存空间的。因此，即使你可以确保dlopen（）操作的文件是你检查过的文件并且声明正常，任何可以写入该文件的人都可以在处修改加载的对象加载后的任何时间。（这就是为什么你不通过写入来升级正在运行的二进制文件 - 而是你删除然后安装，因为写入它们可能会使任何正在运行的实例崩溃。）

最好的办法是确保只有您正在运行的用户可以写入文件，然后检查它，然后dlopen（）它。您的用户（或root）仍然可以隐藏不同的代码，但具有这些权限的进程可能只是ptrace（）您无论如何都要进行出价。

Answer 4

我提出以下解决方案，该解决方案无需库*）

int memfd = memfd_create("for-debugging.library.so", MFD_CLOEXEC | MFD_ALLOW_SEALING);
assert(memfd != -1);

// Use any way to read the library from disk and copy the content into memfd
// e.g. write(2) or ftruncate(2) and mmap(2)
// Important! if you use mmap, you have to unmap it before the next step
// fcntl( , , F_SEAL_WRITE) will fail if there exists a writeable mapping

int seals_to_set = F_SEAL_SHRINK | F_SEAL_GROW | F_SEAL_WRITE | F_SEAL_SEAL;
int sealing_err = fcntl(memfd, F_ADD_SEALS, seals_to_set);
assert(sealing_err == 0);

// Only now verify the contents of the loaded file
// then you can safely *) dlopen("/proc/self/fd/<memfd>");

*）尚未针对攻击进行实际测试。未经进一步调查，请勿在生产中使用。

在加载之前检查Linux共享对象的签名

4 个答案: