linuxsu命令的实现

linuxsu命令的实现详细介绍

在 Linux 系统中，su（switch user）命令用于切换用户身份，其实现涉及用户认证、权限管理及进程环境切换等核心机制。以下是其实现原理的详细解析：

一、核心功能与用途

• 功能：允许当前用户以另一个用户（通常是root或其他普通用户）的身份执行命令或启动交互式 shell。
• 常用形式：
  • su username：切换到username，保留当前环境（不修改 HOME、PATH 等）。
  • su - username：完全切换用户环境（包括 HOME 目录、环境变量等，等效于登录会话）。
  • su -c "command" username：以指定用户身份执行单次命令。

二、实现原理与关键步骤

1.
权限检查与认证

• 前提条件：
  • 普通用户切换到root需知道root密码（或通过sudo配置免密）。
  • 切换到其他普通用户需知道目标用户密码（或当前用户属于目标用户的授权组，视系统配置而定）。

• 认证机制：
  • 通过 **PAM（可插拔认证模块）** 处理密码验证，配置文件位于/etc/pam.d/su，支持密码、指纹、密钥等多种认证方式。
  • 密码输入时，通过getpass()函数读取，避免显示在终端。

2.
用户身份切换的系统调用

• 核心函数：
  • setuid(uid_t uid)：设置进程的用户 ID（需特权：仅超级用户可切换到任意用户，普通用户只能切换到有效用户 ID）。
  • setgid(gid_t gid)/setgroups()：切换组 ID 及补充组。
  • initgroups(username, primary_gid)：初始化目标用户的补充组列表（用于完全环境切换）。

• 切换逻辑：
  • 若当前用户是root，可直接通过setuid切换到任意用户。
  • 若当前用户是普通用户，需先验证密码，再通过setuid切换到目标用户（仅允许切换到授权用户，如root或其他普通用户）。

3.
环境变量与会话环境切换

• 环境变量处理：
  • 不带-选项时：保留当前环境变量，仅修改USER、LOGNAME等用户相关变量。
  • 带-选项时：加载目标用户的环境（从/etc/profile、~username/.bashrc等配置文件读取），重置HOME、PATH、SHELL等变量。

• 工作目录切换：切换到目标用户的HOME目录（通过chdir(getenv("HOME"))）。

4.
进程执行与 shell 启动

• fork 与 execve：
  • 通过fork()创建子进程，子进程调用execve()执行目标 shell（如/bin/sh、/bin/bash）或指定命令。
  • 若为交互式 shell，需配置终端属性（如输入输出句柄、信号处理）。

• 参数传递：
  • 传递-l选项（等效-）以触发登录 shell 模式，加载完整环境配置。

三、安全机制与注意事项

1. 权限隔离：
   • su命令本身需具备suid权限（文件属性为-rwsr-xr-x），允许普通用户临时获取特权。
   • 仅root或授权用户可修改suid位，避免恶意篡改。

2. 密码安全：
   • 密码在内存中以明文形式存在，验证完成后通过内存擦除函数（如memset()）清除。
   • 限制密码尝试次数，防止暴力破解（通过 PAM 配置实现）。

3. 审计与日志：
   • 记录su操作到日志文件（如/var/log/syslog或/var/log/secure），包含源用户、目标用户、时间戳等信息。
   • 可通过faillock模块跟踪失败的认证尝试。

四、源码实现关键点（简化逻辑）

c

 argc argv 
 username argc argv 
 pw username 
 target_uid pwpw_uid
 target_gid pwpw_gid

    
 pamh PAM_SUCCESS 
 EXIT_FAILURE
    

    
 target_gid target_uid 
 EXIT_FAILURE
    

    
 pw 
 pwpw_dir

    
 shell_path args 
     

五、与
sudo的区别

总结

su命令的实现核心是通过系统调用（setuid/setgid）切换用户身份，结合 PAM 实现认证，并通过环境变量和进程执行机制构建目标用户的会话环境。其安全性依赖于suid权限控制、密码验证及日志审计，是 Linux 用户权限管理的基础工具之一。