Users and Group

User and Group

User: 각 사용자는 고유한 식별자인 User ID(UID)로 식별되고, 이는 시스템 리소스에 대한 접근 권환과 사용자의 권한을 결정한다. Group: 그룹은 여러 사용자를 하나의 단위로 묶어서 관리한다; GID

Overview

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User and Group identifiers

• 사용자(user) 와 그룹(group) 식별자는 uid_t(user id type) 및 gid(group id type)으로 표현된다.
• 예를들어 root 사용자는 uid가 0
• 커널은 숫자값만 다룬다.

리눅스 시스템에서의 프로세스 권한

• 리눅스 시스템에서 프로세스의 user id 와 group id는 프로세스가 수행할 수 있는 작업을 결정한다.
• 따라서 프로세스는 적절한 사용자 및 그룹 아래에서 실행되어야 한다.
• 많은 프로세스가 루트 사용자로 실행된다.

최소 권한 원칙

• 소프트웨어 개발에서의 모벎 사례는 최소 권한 원칙을 권장한다. i.e., 프로세스는 가능한 최소 수준의 권한으로 실행되어야 한다.
• 프로세스가 초기에 루트 권한이 필요한 작업을 수행해야 하지만 그 이후에는 가능한 빨리 루트 권한을 포기해야 한다.

Real, Effective and Saved User and Group IDs

실제 사용자 ID(Real User ID), 유효 사용자 ID(Effective User ID), 저장된 사용자 ID(Saved User ID), 파일 시스템 사용자 ID(Filesystem User ID)

Real ID

• 이는 프로세스를 원래 실행한 사용자의 UID(User ID)이다.
• 프로세스의 부모로부터 설정되며, exec 호출 동안에는 변경되지 않는다.
• 로그인 프로세스는 사용자의 로그인 쉘의 실제 사용자 ID를 해당 사용자의 ID로 설정하고, 사용자의 모든 프로세스는 이 사용자 ID를 계속 유지한다.
• 슈퍼유저(root)는 실제 사용자 ID를 어떤 값으로든 변경할 수 있지만, 다른 사용자는 이 값을 변경할 수 없다.
• 수정 불가능한 고유 ID

Effective User ID

• 권한 검증은 주로 이 값에 대해 수행된다.
• 초기에는 실제 사용자 ID와 같다.
  • 프로세스가 포크(fork)될 때, 부모의 유효 사용자 ID가 자식에게 상속된다.
• 프로세스가 exec 호출을 할 때, 유효 사용자 ID는 대개 변경되지 않는다.
  • 하지만 exec 호출 동안 실제 ID와 유효 ID 사이의 주요 차이점이 있다.
    • setuid (suid) 바이너리를 실행함으로써, 프로세스는 그것의 유효 사용자 ID를 변경할 수 있다.
    • I.e., 유효 사용자 ID는 프로그램 파일의 소유자의 사용자 ID로 설정된다.
    • E.g., /usr/bin/passwd 파일은 setuid 파일이고 root가 그 소유자이므로, 일반 사용자의 쉘이 이 파일을 실행하는 프로세스를 생성할 때, 프로세스는 실행하는 사용자가 누구든 관계없이 root의 유효 사용자 ID를 취한다.
• 임시 권한을 위해 일시적으로

Saved User ID

• 이는 프로세스의 원래 유효 사용자 ID(Effective User ID)이다.
• 프로세스가 포크(fork)될 때, 자식 프로세스는 부모의 저장된 사용자 ID를 상속받는다.
• exec 호출 시, 커널은 저장된 사용자 ID를 유효 사용자 ID로 설정하여, exec 시점의 유효 사용자 ID를 기록한다.
• 비특권 사용자는 저장된 사용자 ID를 변경할 수 없으며, 슈퍼유저는 이를 실제 사용자 ID와 동일한 값으로 변경할 수 있다.

Summary

• 유효 사용자 ID는 가장 중요한 값이다. 프로세스의 자격 증명을 검증 하는 과정에서 확인되는 사용자 ID이다.
• 실제 사용자 ID(Real User ID)와 저장된 사용자 ID는 root가 아닌 프로세스가 전환할 수 있는 대체 또는 잠재적인 사용자 ID 값으로 작용한다.
• 실제 사용자 ID는 프로그램을 실제로 실행하는 사용자에 속하는 유효 사용자 ID이며, 저장된 사용자 ID는 exec 동안 suid 바이너리에 의해 변경되기 전의 유효 사용자 ID이다.

Changing the Real or Saved User or Group ID

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System Calls for changing

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

uid_t get(e)uid(void);
gid_t get(e)gid (void); 

int set(e)uid (uid_t (e)uid);
int get(e)uid (gid_t (e)gid);

setuid()

• ‘setuid()는 현재 프로세스의 유효 사용자 ID(Effective User ID)를 설정한다.
• 프로세스의 현재 유효 사용자 ID가 0 (root)인 경우, 실제 사용자 ID와 저장된 사용자 ID도 함께 설정된다.
• 루트 사용자는 어떤 값이든 uid로 제공할 수 있으며, 이를 통해 모든 세 가지 사용자 ID 값을 uid로 설정할 수 있다.’

Non-root id

• 비루트 사용자는 실제 사용자 ID나 저장된 사용자 ID만 uid로 제공할 수 있다.
• I.e., 비루트 사용자는 유효 사용자 ID를 이러한 값 중 하나로만 설정할 수 있다.

return

• 성공 시, setuid()는 0을 반환한다.
• 오류 발생 시, 호출은 -1을 반환하고 errno는 다음 값 중 하나로 설정된다:
  • EAGAIN: uid가 실제 사용자 ID와 다르며, 실제 사용자 ID를 uid로 설정하면 사용자의 RLIM_NPROC rlimit (사용자가 소유할 수 있는 프로세스 수를 지정하는 리밋)를 초과하게 된다.
  • EPERM: 사용자가 루트가 아니며, uid가 유효 사용자 ID나 저장된 사용자 ID가 아니다.

seteuid()

setuid() 와 차이: 만약 root 가 아닐경우, setuid = seteuid. 만약 root 일 때 euid 수정가능.

특히 프로세스가 일시적으로 권한을 상승시키거나 복원할 필요가 있을 때 유용하다. 예를 들어, 프로세스가 일부 작업을 루트 권한으로 수행한 후 원래 권한으로 돌아가야 하는 경우에 이 시스템 호출을 사용한다.

• ‘seteuid()는 현재 프로세스의 유효 사용자 ID를 euid로 설정한다.
• 루트 사용자는 euid로 어떤 값이든 제공할 수 있다.
• 비루트 사용자는 유효 사용자 ID를 실제 사용자 ID(Real User ID)나 저장된 사용자 ID(Saved User ID) 중 하나로만 설정할 수 있다.

return

• 성공 시, seteuid()는 0을 반환한다.
• 실패 시, -1을 반환하고 errno를 EPERM으로 설정한다.
  • 이는 현재 프로세스가 루트에 의해 소유되지 않고, euid가 실제 사용자 ID나 저장된 사용자 ID 중 어느 것과도 일치하지 않음을 나타낸다.

non-root

• 비루트 사용자의 경우, seteuid()와 setuid()는 동일하게 작동한다. 즉, 비루트 사용자는 유효 사용자 ID를 실제 사용자 ID나 저장된 사용자 ID로만 변경할 수 있다.

Session and Process Groups

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Process Group

• authefication 으로 인증, autherization 인증 증표로 인증서 발급(토큰; uid)
• 이 토큰으로 로그인 시, shell 환경 수여
• shell 은 uer id와 pid(= group pid 와 동일) 가 부여 = group(session) leader

• therefore, 그룹 부모pid의 자식 프로세스는 pid와 gpid 부여

• if, shell 이 종료되면 프로세스들은 고아.
• 이 프로세스들을 종료시키기 위에 kill 명령. (gpid에 통틀어서)

Features

• 프로세스 그룹의 주요 속성은 신호(signals)를 그룹 내의 모든 프로세스에게 보낼 수 있다는 것이다.
• 단일 작업으로 그룹 내의 모든 프로세스를 종료, 중지, 또는 계속할 수 있다.

Identified

• 프로세스 그룹은 프로세스 그룹 ID(pgid)로 식별된다.
• 프로세스 그룹에는 프로세스 그룹 리더가 있다.
• 프로세스 그룹 ID는 프로세스 그룹 리더의 프로세스 ID(pid)와 동일하다.
• 프로세스 그룹은 적어도 하나의 멤버가 남아 있는 한 존재한다. 프로세스 그룹 리더가 종료되더라도 프로세스 그룹은 계속 존재한다.

Case of login shell and process management

• 사용자가 처음으로 기계에 로그인할 때, 로그인 프로세스는 단일 프로세스인 사용자의 로그인 쉘로 구성된 새로운 세션을 생성한다.
• 로그인 쉘은 세션 리더로 기능한다.
• 세션 리더의 pid는 세션 ID로 사용된다.
• 세션은 하나 이상의 프로세스 그룹으로 구성된다.
• 세션은 로그인한 사용자의 활동을 정리하고 사용자를 제어 터미널(사용자의 터미널 I/O를 처리하는 특정 tty 장치)과 연결한다.

Foreground Process Group and Background Process Group

Process groups in a session are divided into

• 포그라운드 프로세스 그룹 및 백그라운드 프로세스 그룹
• 세션 내의 프로세스 그룹은 하나의 포그라운드 프로세스 그룹과 하나 이상의 백그라운드 프로세스 그룹으로 구분된다.
• 사용자가 터미널을 종료하면, 포그라운드 프로세스 그룹의 모든 프로세스에 SIGQUIT 신호가 전송된다.
• 터미널에서 네트워크 연결 끊김이 감지되면, 포그라운드 프로세스 그룹의 모든 프로세스에 SIGHUP 신호가 전송된다.
• 사용자가 인터럽트 키(일반적으로 Ctrl-C)를 입력하면, 포그라운드 프로세스 그룹의 모든 프로세스에 SIGINT 신호가 전송된다.
• 이러한 메커니즘은 쉘에서 터미널과 로그인을 관리하기 쉽게 해준다.

Login Process ex

• 사용자가 시스템에 로그인하고, 그녀의 로그인 쉘인 bash의 pid가 1700이다.
• 사용자의 bash 인스턴스는 새로운 프로세스 그룹의 유일한 멤버이자 리더가 되며, 프로세스 그룹 ID는 1700이다.
• 이 프로세스 그룹은 세션 ID 1700을 가진 새로운 세션 내에 있으며, bash는 이 세션의 유일한 멤버이자 리더이다.
• 사용자가 쉘에서 실행하는 새로운 명령어들은 세션 1700 내의 새로운 프로세스 그룹에서 실행된다.
• 이 중 하나인 포그라운드 프로세스 그룹은 사용자와 직접 연결되어 터미널을 제어한다.
• 나머지 프로세스 그룹들은 백그라운드 프로세스 그룹이다.
• sighup (hangup): 연결이 끊어진 (ppid가 종료된) 프로세스에게 시그널

Daemons

• 데몬 프로세스는 일반적으로 자체 세션을 생성하여 다른 세션과의 연관성으로 인한 문제를 피한다.
• 이는 데몬이 시스템의 백그라운드에서 독립적으로 작동하도록 하여, 다른 사용자 세션의 종료나 변경에 영향을 받지 않게 한다.

example case with commands

Session system calls

setsid()를 사용하는 주된 목적은 프로세스가 자신의 세션과 프로세스 그룹을 생성하여 독립적으로 작동할 수 있도록 하는 것이다. 이는 특히 데몬 프로세스와 같이 백그라운드에서 실행되는 프로세스에 중요하다. 새 세션과 프로세스 그룹을 생성함으로써, 프로세스는 다른 프로세스 그룹이나 세션의 영향을 받지 않고 독립적으로 작동할 수 있다.

Create a new session

pid_t setsid (void);

• setsid() 호출은 프로세스가 이미 프로세스 그룹 리더가 아닌 경우 새로운 세션을 생성한다.
• 세션 리더 설정
  • 호출한 프로세스는 새 세션의 세션 리더이자 유일한 멤버가 된다.
  • 생성된 새 세션은 제어 터미널(controlling tty)을 가지지 않는다.
• 새 프로세스 그룹 생성
  • 호출은 세션 내에 새로운 프로세스 그룹도 생성한다.
  • 호출한 프로세스는 이 새로운 프로세스 그룹의 리더이자 유일한 멤버가 된다.
• 세션 ID와 프로세스 그룹 ID 설정
  • 새 세션과 프로세스 그룹의 ID는 호출한 프로세스의 프로세스 ID(pid)로 설정된다.
• 주어진 프로세스가 프로세스 그룹 리더가 아님을 확인하는 가장 쉬운 방법은 분기하여 부모가 종료하도록 하고 자식이 setsid()를 수행하도록 하는 것.

pid_t pid;

pid = fork();
if (pid == -1){
  perror("fork");
  return -1;
}
else if (pid == 0)
  exit (EXIT_SUCCESS);
if (setsid() == -1){
  perror("setsid");
  return -1;
} 

To obtain the current session ID

#define _XOPEN_SOURCE 500
#include <unistd.h>

pid_t getsid (pid_t pid);

pid_t sid;
sid = getsid (0);
if (sid == -1)
  perror("getsid");
else
  printf("session id: %d\n", sid);

• 현재 세션 ID 얻기
  • 특정 프로세스의 세션 ID를 반환하는 시스템 호출을 사용할 수 있다.
  • pid 인자가 0인 경우, 이 호출은 호출한 프로세스의 세션 ID를 반환한다.
  • pid 인자에 특정 프로세스의 PID를 제공하면, 해당 프로세스의 세션 ID를 반환한다.
• 오류 처리
  • 호출이 실패하면 -1을 반환한다.
  • 가능한 errno 값은 ESRCH로, 이는 pid가 유효한 프로세스에 해당하지 않음을 나타낸다.
  • 다른 유닉스 시스템에서는 EPERM 오류도 발생할 수 있으며, 이는 pid와 호출 프로세스가 동일한 세션에 속하지 않음을 나타낸다. 그러나 리눅스는 이 오류를 반환하지 않으며, 어떤 프로세스의 세션 ID라도 반환한다.

Process Group System Calls to Set Process Group ID

• setpgid() 시스템 호출
  • setpgid()는 pid로 식별된 프로세스의 프로세스 그룹 ID를 pgid로 설정한다.
• 성공 조건
  • 성공적으로 수행되기 위해, 여러 조건을 만족해야 한다.
    • pid에 의해 식별된 프로세스는 호출 프로세스이거나, 호출 프로세스의 자식이어야 한다. 또한, 이 자식 프로세스는 exec 호출을 하지 않았으며 호출 프로세스와 동일한 세션에 있어야 한다.
    • pid에 의해 식별된 프로세스는 세션 리더가 아니어야 한다.
    • pgid가 이미 존재하는 경우, 그것은 호출 프로세스와 동일한 세션에 있어야 한다.
    • pgid는 음수가 아니어야 한다.
• 반환 값
  • 성공 시, setpgid()는 0을 반환한다.
  • EACCES
    • pid로 식별된 프로세스가 호출 프로세스의 자식이며 이미 exec를 호출했다는 것을 의미한다.
  • EINVAL pgid가 0보다 작다는 것을 나타낸다.
  • EPERM
    • pid로 식별된 프로세스가 세션 리더이거나 호출 프로세스와 다른 세션에 속해 있다는 것을 의미한다.
    • 또는, 프로세스를 다른 세션 내의 프로세스 그룹으로 이동시키려는 시도가 있었다는 것을 나타낸다.
  • ESRCH
    • pid가 현재 프로세스, 0, 또는 현재 프로세스의 자식이 아니라는 것을 나타낸다.

Process Group System Calls to Get Process Group ID

Definition of Daemon

• 백그라운드 실행
  • 데몬은 사용자의 직접적인 제어 없이 백그라운드에서 동작한다. 이는 시스템의 다른 작업에 방해가 되지 않도록 한다.
• 부팅 시 시작
  • 데몬은 일반적으로 시스템 부팅 시에 시작된다. 이는 시스템이 필요로 하는 서비스가 자동으로 실행되도록 보장한다.
  • 루트 또는 특별 사용자로 실행 대부분의 데몬은 루트 또는 특별한 사용자(예: apache, postfix) 권한으로 실행된다. 이는 데몬이 시스템 수준의 작업을 처리할 수 있도록 한다.
• 이름 규칙
  • 관례적으로 데몬의 이름은 ‘d’로 끝나는 경우가 많다(예: crond, sshd). 그러나 이는 필수적이거나 보편적인 규칙은 아니다.