"Ядра - чистый изумруд"

Ермолаев Евгений aka Saturn

Спецвыпуск: Хакер, номер #047, стр. 047-044-1

(saturn@linkin-park.ru)

«Ядерные» проблемы в *nix

Тебе, наверное, много раз приходилось слышать, что любой *nix - это некая "идеальная" система (в отличие от Windows), которая не зависает, не тормозит и т.д. Так ли это на самом деле? Поскольку надежность любой операционной системы зависит от ядра, обратим внимание именно на эту часть ОС.

Для начала следует разобраться с основными понятиями *nix-систем. Это очень важный момент, без которого довольно сложно разобраться в структуре системы и ядре. Ядро полностью скрывает специфику компьютера от пользователя, но в то же время зависит от этой специфики.

Основы

Первое, с чем нам предстоит столкнуться, - понятие пользователя. Здесь пользователь - это некто (нечто), имеющий свою учетную запись, состоящую из имени и пароля и еще некоторых данных вроде домашней директории. Ядро UNIX "узнает" пользователя по UID (User IDentifier) - идентификатору, который представляет собой уникальное целое число, присваемое при регистрации (автоматически или вручную админом). Пользователь относится к некой группе, определяемой GID'ом (Group IDentifier). Администратору системы отводится нулевой UID. Пользователь с таким UID называется root (рут). Это наиболее интересный персонаж, поскольку он имеет полный контроль над системой. Идеальный вариант использования какой-либо уязвимости для захвата системы – получение прав рута.

Любой пользователь в процессе работы так или иначе обращается к файлам, и здесь нельзя избежать упоминания о файловой системе (ФС).

ФС присуща древовидная структура, совершенно непривычная для пользователя DOS (Windows). Корневой каталог всегда имеет имя "/". Но это не значит, что в *nix возможно использование только одного устройства для хранения информации. "Куски" файлового дерева системы чаще всего размещаются на разных носителях, но логически это одна система. Каждый зарегистрированный пользователь имеет так называемую домашнюю директорию. В ней пользователь - царь и бог :). Теоретически юзер может получить доступ ко всем файлам в системе. Но такой доступ ограничен посредством привилегий. В отличие от MS-DOS у ФС *nix отсутствует такое понятие, как расширение файла (имя файла может содержать точку наравне с другими допустимыми символами).

Кроме того, для файловых систем *nix характерна защита информации в файлах и трактовка периферийных устройств как файлов.

Архитектура "традиционного" ядра

В *nix есть ядро, которое управляет ресурсами компьютера и предоставляет пользователям некий ограниченный набор услуг. Мы будем рассматривать UNIX TimeSharing System V ("традиционный" UNIX), поскольку на ее основе построено большинство современных клонов UNIX. Начнем с того, что UNIX - независимая от платформы система. Для ее работы на какой-либо машине достаточно лишь заново скомпилировать компоненты (написанные на C). Здесь стоит заметить, что единственный компонент, который все еще зависит от аппаратной части, - это ядро.

Но в результате разделения аппаратно-зависимых и аппаратно-независимых компонентов ядра разработчикам удалось добиться того, что большая часть ядра может быть перенесена на любую платформу.