RHEL5 插入认证模块(PAM)详解

基于Pluggable Authentication Modules(可插入验证模块，简称PAM)的验证机制，可以系统特定应用程序的使用限制于root账户。不同的Module可以实现系统管理员按照用户、密码或者登入位置设置访问控制策略。

PAM所有的认证函数库存放于/lib/security/pam_*.so，并由/etc/pam.d/目录下对应的文件进行调用。在验证请求时，应用程序通过libpam函数库来提供服务。具体使用哪些PAM函数库进行验证，则由/etc/pam.d/目录下对应的设置文件决定。libpam 提供函数共享服务，而且可以动态载入。

1 PAM工作机制

/lib/security目录下的每一个认证模块都会返回pass或者fail结果，部分程序使用/etc/security目录下的设置文件决定认证方式。应用程序调用PAM模块认证的配置，存放于/etc/pam.d，文件名与应用程序名对应，文件中的每一行都会返回一个成验证功还是失败的控制标志，以决定用户是否拥有访问权限。

2 PAM验证类型

    * auth 验证使用者身份，提示输入账号和密码
    * account 基于用户表、时间或者密码有效期来决定是否允许访问
    * password 禁止用户反复尝试登录，在变更密码时进行密码复杂性控制
    * session 进行日志记录，或者限制用户登录的次数

libpam函数库会可以调用以上一种服务或者全部。

3 PAM验证控制类型(Control Values)

验证控制类型也可以称做Control Flags，用于PAM验证类型的返回结果。

    * required 验证失败时仍然继续，但返回Fail(用户不会知道哪里失败)
    * requisite 验证失败则立即结束整个验证过程，返回Fail
    * sufficient 验证成功则立即返回，不再继续，否则忽略结果并继续
    * optional 无论验证结果如何，均不会影响(通常用于session类型)

验证结果对照表
┌──────────┬──────┬─────────────┬────────────────┐
│          │Result│Keep testing?│       Affect   │
├──────────┼──────┼─────────────┼────────────────┤
│          │Pass  │     Y       │Define by system│
│Required  │Fail  │     Y       │Fail            │
├──────────┼──────┼─────────────┼────────────────┤
│Requisite │Pass  │     Y       │Define by system│
│          │Fail  │     N       │Fail            │
├──────────┼──────┼─────────────┼────────────────┤
│Sufficient│Pass  │     N       │Define by system│
│          │Fail  │     Y       │Ignore          │
└──────────┴──────┴─────────────┴────────────────┘

验证示例1
┌─────┬────────┬───────┬─────┬─────┬─────┐
│     │        │       │user1│user2│user3│
├─────┼────────┼───────┼─────┼─────┼─────┤
│Auth │Required│Module1│Pass │Fail │Pass │
├─────┼────────┼───────┼─────┼─────┼─────┤
│Auth │Required│Module2│Pass │Pass │Fail │
├─────┼────────┼───────┼─────┼─────┼─────┤
│Auth │Required│Module3│Pass │Pass │Fail │
├─────┴────────┴───────┼─────┼─────┼─────┤
│       Result         │Pass │Fail │Fail │
└──────────────────────┴─────┴─────┴─────┘

验证示例2
┌─────┬──────────┬───────┬─────┬─────┬─────┐
│     │          │       │user1│user2│user3│
├─────┼──────────┼───────┼─────┼─────┼─────┤
│Auth │Required  │Module1│Pass │Fail │Pass │
├─────┼──────────┼───────┼─────┼─────┼─────┤
│Auth │Sufficient│Module2│Pass │Pass │Fail │
├─────┼──────────┼───────┼─────┼─────┼─────┤
│Auth │Required  │Module3│ N/A │ N/A │Pass │
├─────┴──────────┴───────┼─────┼─────┼─────┤
│       Result           │  T  │  F  │  T  │
└────────────────────────┴─────┴─────┴─────┘

4 /etc/pam.d目录中的配置文件

每一个配置文件均有四栏：第一栏验证类型，第二栏验证控制标准，第三栏调用的PAM模块，第四栏为使用的参数。

module_type control_flag module_location arguments

每一行记录均是一个阶段性的测试。

[root@wardking ~]# cat /etc/pam.d/system-auth
#%PAM-1.0
# This file is auto-generated.
# User changes will be destroyed the next time authconfig is run.
auth        required      pam_env.so
auth        sufficient    pam_unix.so nullok try_first_pass
auth        requisite     pam_succeed_if.so uid >= 500 quiet
auth        required      pam_deny.so

account     required      pam_unix.so
account     sufficient    pam_succeed_if.so uid < 500 quiet
account     required      pam_permit.so

password    requisite     pam_cracklib.so try_first_pass retry=3
password    sufficient    pam_unix.so md5 shadow nullok try_first_pass use_authtok
password    required      pam_deny.so

session     optional      pam_keyinit.so revoke
session     required      pam_limits.so
session     [success=1 default=ignore] pam_succeed_if.so service in crond quiet use_uid
session     required      pam_unix.so

auth与account调用的模块直接影响到用户是否可以执行程序。

password是在用户更改密码时使用。

session用于记录用户验证成功以后的操作记录。

5 pam_stack特殊模块

当有多个应用程序需要使用相同的验证模块时，可以编辑一个pam设置文件，定义共同调用的模块，存储于/etc/pam.d目录中，供应用程序调用。例如system-auth设置文件，可以供不同的应用程序调用，如果对其进行修改，可以变更系统验证策略。

6 pam_unix模块

可以调用传统的NSS系统，即libnss函数库。可以用于PAM的四种验证方式，使用auth方式可以取得用户的密码，使用accont方式检查用户的密码是否已经过期，，使用password方式可以检查用户在修改密码时进行控制，使用session方式记录用户登录登出日志。

7 网络验证

可以通过网络登录方式来验证用户

    * pam_krb5(Kerberos V tickets)
    * pam_ldap(LDAP binds)
    * pam_smb_auth(old SMB authentication)
    * pam_winbind(SMB throuth winbind)

某些名称服务也可以通过pam_unix调用libnss函数库中的模块进行验证(NIS, Some LDAP configurations)，而不一定使用以上的四个模块

8 认证模块

pam_security模块只会对root有影响。当root账户登录时，pam_security会参考/etc/securetty目录中的console列表，以决定root是否可以登录，避免用户从不安全的终端登录。

pam_nologin模块会确认/etc/nologin文件是否存在，如果存在，普通用户则会验证失败，只允许root用户登录。

pam_listfile模块会确认要求登录的用户账号与允许的账号名单是否冲突，必须建立一个允许登录或者拒绝登录的名单。

auth required pam_listfile item=user sense=deny file=/etc/vsftpd/ftpusers onerr=succeed

9 增强用户密码安全性

pam_unix有两个参数，可以增强用户密码安全性

    * pam_unix MD5 passwords 使用MD5编码进行加密
    * pam_unix shadow passwords 将加密后的密码存放于/etc/shadow文件中，并且限制普通用户访问，而且限制用户密码有效期

还有其它的模块可以起到类似作用，比如pam_krb5

10 密码安全性原则

可以定义普通用户设置密码时必须遵行一定的策略。

    * password history记录用户曾经使用过的密码
      pam_unix with remember=N (记录用户使用过的前N个密码，并且禁止再次使用这些密码)

    * pasword length 密码长度及复杂性
      pam_cracklib模块规定用户必须使用大小写字母、数字、特殊符号做为密码，而且不能是字典中的单词
      pam_passwdqc模块与cracklib类似，只是不检查字典中的单词

    * failed login monitoring 监控用户登录失败的次数
      pam_taily登录失败次数过多，则锁定账号

11 pam_limit

pam_limit 限制用户可以使用的系统资源，调用 /etc/security/limits.conf文件，限制用户使用的内存、可以启用多少线程

#*               soft    core            0
#*               hard    rss             10000
#@student        hard    nproc           20
#@faculty        soft    nproc           20
#@faculty        hard    nproc           50
#ftp             hard    nproc           0
#@student        -       maxlogins       4

可以使用ulimit覆盖soft设置项，但是仍然受限于hard

12 pam_console

pam_console模块：当用户登录到console后，将拥有部分特别权限。这些权限在/etc/security/console.apps目录中定义。

例如：用户登录后拥有重新启动计算机的权限

[root@wardking ~]# cat /etc/security/console.apps/reboot
FALLBACK=true

也可以用在auth验证类型中，用户在本地成功登录后，就会拒绝其它远程登录请求。

13 其它程序调用PAM

除用户登录验证以外，在普通用户使用系统管理工具时，也需要提供验证，例如su, reboot, system-*工具等。

pam_rootok模块用来确认用户是否是root身份

pam_timestamp模块用于记录用户执行sudo的时间间隔，如果在5分钟之内验证成功，则直接通过验证，而不再需要输入密码

pam_xauth模块用于将验证的临时文件转发给其它程序

14 实例分析

[root@wardking ~]# cd /etc/pam.d
[root@wardking pam.d]# cat config-util
#%PAM-1.0
auth            sufficient      pam_rootok.so
auth            sufficient      pam_timestamp.so
auth            include         system-auth
account         required        pam_permit.so
session         required        pam_permit.so
session         optional        pam_xauth.so
session         optional        pam_timestamp.so

/etc/pam.d/config-util是一个pam_stack类型的特殊模块，提供给system-config-*等多个应用程序共同调用。

auth sufficient pam_rootok.so

这一条命令将检查用户的身份，调用pam_rootok.so模块，如果被验证的用户是root，则返回Pass。如果不是root用户，则返回Fail。由于此条命令使用sufficient控制标志，即使验证失败也将执行后续命令。

auth sufficient pam_timestamp.so

如果第一条命令验证失败，则可以断定当前被验证用户是普通用户。因此在第二条命令中使用pam_timestamp.so模块，检查该用户是否在5 分钟之内成功运行了sudo命令，如果是返回Pass，否则返回Fail。这条命令同样使用了sufficient控制标志，因此在验证失败时仍将执行后续命令。

auth include system-auth

第三条命令使用pam_stack.so模块，调用当前目录下的system-auth配置文件。system-auth定义了较多的PAM命令语句，其主要作用是提示普通用户输入root账号的密码。

account required pam_permit.so

第四条命令以account类型调用pam_permit.so模块，基于当前账户的有效性（账户是否禁用或者过期）来允许或者拒绝访问。由于该条命令以required控制标志执行，如果验证结果仍然Fail，则整个过程验证失败。

最后三条session命令，将对整个验证过程进行日志记录，写入到/var/log/secure中。

15 故障检测

当系统验证出现问题时，首先应当检查/var/log/messages或者/var/log/secure中的输出信息，根据这些信息判断用户账号的有效性。如果是因为PAM验证故障，而引起root也无法登录，只能使用single user或者rescue模式进行排错。