Linux系統(tǒng)文件權(quán)限隱藏的細(xì)節(jié)深入分析

linux是一個(gè)安全的操作系統(tǒng)，她是以文件為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的，其文件權(quán)限是比較復(fù)雜的，可以用stat命令以及l(fā)sattr命令來(lái)顯示某個(gè)文件的詳細(xì)信息：

可以看到，文件權(quán)限的含義是比較廣的，先來(lái)看-rwxr-xr-x，第一位是文件的類型，它定義了用戶只能某種方式來(lái)操作文件，后面九位是文件的存取控制信息，linux的文件許可機(jī)制將用戶分為三類：文件屬主u(user)、文件屬組g(group)和其它用戶o(other)。三類不同的用戶可以對(duì)文件擁有三種不同級(jí)別的權(quán)限：讀r(read)、寫w(write)和運(yùn)行x(execute)。于是形成了九位的權(quán)限信息，分為三組，分別對(duì)應(yīng)u，g， o。除此之外，用戶還可以設(shè)置setuid與setgid位來(lái)改變程序的執(zhí)行身份。用lsattr命令則可以看到文件的屬性，控制位包括 asacddiijsttu，這些也是能控制文件的存取的。


　　$ stat file1　　file: `file1'
　　size: 11904 blocks: 24 io block: 4096 regular file
　　device: 301h/769d inode: 355982 links: 1
　　access: (0755/-rwxr-xr-x) uid: ( 503/ jack) gid: ( 503/ general)
　　access: 2003-10-19 09:14:12.000000000 +0800
　　modify: 2003-10-14 20:41:21.000000000 +0800
　　change: 2003-10-19 18:56:25.000000000 +0800
　　　　$ lsattr file　　----i--a----- file


由于篇幅有限，不可能就這些一一進(jìn)行分析，本文著力分析文件權(quán)限中w(write)的真正含義，挖出其背后隱藏的細(xì)節(jié)，力圖使讀者能正確用好這個(gè)關(guān)鍵的權(quán)限位，不至于在系統(tǒng)管理中出現(xiàn)差漏。

為了能更直觀的說(shuō)明問(wèn)題，本文采用實(shí)驗(yàn)操作的方式，一步一步的進(jìn)行分析。為了簡(jiǎn)化操作,我們用o(other)這組權(quán)限來(lái)做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中用到的權(quán)限位均屬于o(other), 進(jìn)行操作的用戶均非root用戶，屬于o(other)。

在實(shí)驗(yàn)之前，必須澄清一個(gè)概念，目錄也是一種文件，它主要包括了兩方面的信息，該目錄下文件的文件名稱與文件inode編號(hào)，它們之間有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。不過(guò)目錄文件比較特殊，不能用常規(guī)的方法進(jìn)行讀寫，必須用系統(tǒng)的專用命令來(lái)操作。命令ls其實(shí)是對(duì)目錄文件進(jìn)行讀操作，命令mv,rm則是對(duì)目錄文件進(jìn)行寫操作。

好了，該說(shuō)說(shuō)w(write)的真正含義了，一句話，linux文件權(quán)限中的w是對(duì)該文件的*內(nèi)容*進(jìn)行限定。下面的實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證。

實(shí)驗(yàn)1, 目錄文件: /test(rwx), 普通文件: /test/file(r--). 當(dāng)前目錄：/test

linux是一個(gè)安全的操作系統(tǒng)，她是以文件為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的，其文件權(quán)限是比較復(fù)雜的，可以用stat命令以及l(fā)sattr命令來(lái)顯示某個(gè)文件的詳細(xì)信息：


　　　　$ echo abc >file　　bash: file: permission denied


試圖對(duì)file的內(nèi)容進(jìn)行改寫, 但file的權(quán)限是只讀，很顯然，操作失敗。

linux是一個(gè)安全的操作系統(tǒng)，她是以文件為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的，其文件權(quán)限是比較復(fù)雜的，可以用stat命令以及l(fā)sattr命令來(lái)顯示某個(gè)文件的詳細(xì)信息：　


　　　$ cat file　　hello world!


沒(méi)有問(wèn)題, 可以讀出file的內(nèi)容。

linux是一個(gè)安全的操作系統(tǒng)，她是以文件為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的，其文件權(quán)限是比較復(fù)雜的，可以用stat命令以及l(fā)sattr命令來(lái)顯示某個(gè)文件的詳細(xì)信息：　


　　　$ mv file file2　　$ ls　　file2


　　
這是怎么回事呢, file的權(quán)限明明是只讀啊, 請(qǐng)注意, 前面提到了, 文件中的rw權(quán)限只是針對(duì)當(dāng)前文件的內(nèi)容進(jìn)行限定, 文件名不屬于當(dāng)前文件的內(nèi)容, 它是保存在上一級(jí)的目錄文件的內(nèi)容中。而mv命令表面上是針對(duì)file的，其實(shí)是對(duì)/test的內(nèi)容進(jìn)行改寫，再看看/test的權(quán)限, 是可寫的(rwx)。許多用戶為了保護(hù)文件，將其權(quán)限設(shè)成只讀就不管了，這是非常危險(xiǎn)的，誠(chéng)然，可以達(dá)到保護(hù)文件內(nèi)容的目的(其實(shí)也未必，補(bǔ)充內(nèi)容中有論述)，但你卻不能保證文件是否會(huì)被更名或被刪除，保險(xiǎn)的方法是將文件父目錄的權(quán)限也設(shè)為只讀。當(dāng)然，也有其他的方法，比如用chattr +i命令或?qū)⑽募到y(tǒng)用ro方式掛載等等，但這些不在本文論述范圍。

linux是一個(gè)安全的操作系統(tǒng)，她是以文件為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的，其文件權(quán)限是比較復(fù)雜的，可以用stat命令以及l(fā)sattr命令來(lái)顯示某個(gè)文件的詳細(xì)信息：　


　　　$ rm -f file2　　$ ls　　$


　　
同樣的原因, 我們可以刪除file2, 與上一次操作不同的是，我們不是改寫/test的一條紀(jì)錄，而是在刪除/test的一條紀(jì)錄。

實(shí)驗(yàn)2, 目錄文件: /test(r-x), 普通文件: /test/file(rw-), 當(dāng)前目錄：/test

linux是一個(gè)安全的操作系統(tǒng)，她是以文件為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的，其文件權(quán)限是比較復(fù)雜的，可以用stat命令以及l(fā)sattr命令來(lái)顯示某個(gè)文件的詳細(xì)信息：


　　　　$ echo abc >file　　$ cat file　　abc


　　
/test的權(quán)限雖然是只讀，但我們改寫的是file的內(nèi)容, 它的權(quán)限是可寫，當(dāng)然沒(méi)有問(wèn)題。

linux是一個(gè)安全的操作系統(tǒng)，她是以文件為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的，其文件權(quán)限是比較復(fù)雜的，可以用stat命令以及l(fā)sattr命令來(lái)顯示某個(gè)文件的詳細(xì)信息：　


　　　$ mv file file2
　　mv: cannot move 'file' to 'file2': permission denied
　　$ rm -f file　　rm: cannot remove 'file': permission denied


　　
我們已經(jīng)知道, 這兩條指令其實(shí)與file的權(quán)限無(wú)關(guān), 而是在改寫/test的內(nèi)容, 當(dāng)然操作失敗。通過(guò)前面幾個(gè)操作，我們應(yīng)該要分清楚指令真正的操作對(duì)象是誰(shuí)，這樣才能對(duì)文件權(quán)限作出正確的設(shè)定。

實(shí)驗(yàn)3, 目錄文件: /test(rwx), 普通文件: /test/file(r--), 目錄文件: /test/dir(r-x), 普通文件: /test/dir/file(rw-), 當(dāng)前目錄：/test

linux是一個(gè)安全的操作系統(tǒng)，她是以文件為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的，其文件權(quán)限是比較復(fù)雜的，可以用stat命令以及l(fā)sattr命令來(lái)顯示某個(gè)文件的詳細(xì)信息：


　　　　$ mv file file2　　$ mv dir dir2　　$ ls　　dir2 file2


　　
很順利, 因?yàn)?test/file與/test/dir的父目錄/test的權(quán)限給的太寬松了，是rwx。

linux是一個(gè)安全的操作系統(tǒng)，她是以文件為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的，其文件權(quán)限是比較復(fù)雜的，可以用stat命令以及l(fā)sattr命令來(lái)顯示某個(gè)文件的詳細(xì)信息：　


　　$ rm -f file2
　　$ rm -rf dir2
　　rm: cannot remove 'dir2/file': permission denied
　　$ ls -r　　.:　　dir2　　　　./dir2:　　file


到這里, 我們已經(jīng)絲毫不奇怪普通文件/test/file2被刪除, 但具有同等地位的目錄文件/test/dir2卻安然無(wú)恙。當(dāng)執(zhí)行rm -rf dir2時(shí), 由于存在普通文件/test/dir2/file, 系統(tǒng)便嘗試先刪除它, 也就相當(dāng)于修改目錄文件/test/dir2的內(nèi)容, 但它的權(quán)限是只讀, 不能進(jìn)行修改，也就相當(dāng)于不能刪除/test/dir2/file, 又由于/test/dir2與/test/dir2/file有依存關(guān)系, /test/dir2也就自然會(huì)被保留下來(lái)。

回顧上一個(gè)操作（mv dir dir2），為什么目錄文件/test/dir卻可以被更名呢？由于更名操作并不涉及到自身的內(nèi)容被修改，修改的只是父目錄的內(nèi)容，而進(jìn)行刪除操作時(shí)，父目錄的內(nèi)容固然要被修改，但也同時(shí)也要修改自身的內(nèi)容(因?yàn)橐獎(jiǎng)h除該目錄下的文件)，這就不被允許了。如果/test/dir2的權(quán)限是可寫, 或者目錄下沒(méi)有子文件, 那么它的下場(chǎng)就和/test/file2一樣, 被刪除。

通過(guò)前面的幾個(gè)操作，可以看到，文件有這么幾個(gè)關(guān)鍵狀態(tài)：被讀、被改寫、被改名、被刪除、被執(zhí)行。然而系統(tǒng)只區(qū)分三種權(quán)限，即讀、寫、執(zhí)行(rwx)。那么改名與刪除這兩個(gè)操作是否系統(tǒng)就置之不理了呢？不是的，系統(tǒng)將這兩個(gè)操作歸入被操作文件的上一級(jí)目錄來(lái)管理。那么又是以何種方式來(lái)管理的呢？答案是目錄將其下的所有文件看作是它的內(nèi)容。這樣，當(dāng)用戶更名或刪除某個(gè)文件時(shí)，執(zhí)行的是對(duì)上一級(jí)目錄的寫操作，屬于rwx三種權(quán)限之一的w操作，并沒(méi)有逃出系統(tǒng)的管理范圍。

我們的大腦總是活躍的, 能想象出各種各樣的事情, 能把許多簡(jiǎn)單的東西組合成很復(fù)雜東西, 上面幾個(gè)實(shí)驗(yàn)不正是這樣嗎, 象這樣的實(shí)驗(yàn)我們還可以設(shè)計(jì)出許多, 但做的越多, 腦子似乎越亂(我已經(jīng)有一點(diǎn)了), 你能記的住這么多嗎? ok, 我們也許能將它想的簡(jiǎn)單一些, 只需注意兩個(gè)方面, 一是要清楚目錄的內(nèi)容是什么；二是要明白文件權(quán)限中的w(write)的真正含義。仔細(xì)想想, 不是嗎?

補(bǔ)充:

在實(shí)驗(yàn)1中, 如果用vim對(duì)file進(jìn)行編輯, 并且強(qiáng)制保存(w!), 是可以成功的。這并不是說(shuō)vim就可以繞開(kāi)系統(tǒng)的安全機(jī)制，而是vim耍了一個(gè)小小的把戲，它是先刪除這個(gè)文件，而后又生成一個(gè)同名的新文件。但有一個(gè)情況例外，就是當(dāng)這個(gè)文件有另外一個(gè)硬鏈接文件存在時(shí)，vim會(huì)拒絕強(qiáng)制保存，仔細(xì)想想，當(dāng)進(jìn)行刪除操作后，文件還存在，并沒(méi)有被真正刪除，而這時(shí)再新建一個(gè)文件，雖然同名，但已經(jīng)不是原來(lái)的那個(gè)文件了！筆者曾對(duì)此事也頗為疑惑，為了求證，仔細(xì)閱讀了vim6.2的源代碼，才找到答案。有興趣的讀者也可看一看，具體內(nèi)容在src/fileio.c中。