服务加固应该把一种明确不需要的操作变为被拒绝的操作,同时保留应用必须完成的工作。systemd 为文件系统视图、命名空间、权限和其他资源提供执行设置,但这些是边界各不相同的独立控制。添加四条熟悉的指令,并不意味着所有可读文件、可接触进程、继承的文件描述符或允许的系统调用都会消失。判断依据应是配置的真实语义与进程的实际行为。
坏掉的样子
ProtectSystem=strict 让服务挂载命名空间内的大部分文件系统层级变为只读。只读不代表不可读取,而且该设置有文档明确的例外,例如还需要单独控制的接口文件系统。服务仍然可能泄露它能够读取的信息,也仍然可以破坏可写目录中的数据。因此应该先使用专用服务身份,列清必要访问,再选择对应限制,而不是把一个只读开关当成覆盖所有资源的隔离墙。
PrivateTmp=yes 给服务提供私有临时目录。如果应用原本依赖另一个服务通过普通 /tmp 交换文件,这项设置可能直接打断协作。PrivateNetwork=yes 创建拥有独立回环接口的网络命名空间,因此宿主回环上的监听器不再是里面的同一个端点。需要直接连接数据库或公共接口的程序,若没有有意安排所需连接,就不适合直接套用这一设置。应先查真实调用路径,不能假定网络隔离不会影响正常功能。
NoNewPrivileges=yes 阻止执行程序时通过设置用户身份的二进制文件、文件能力等机制取得新的特权,并不删除进程已经拥有的权限。同样,单独写一条 IPAddressAllow,不意味着其他地址全部被拒绝:地址过滤有允许与拒绝的优先关系,还依赖内核功能支持。选项名称不是完整安全策略,每项控制都需要按其契约理解,尤其不能把未验证的限制写成已经成立的保证。
快速验证
在一次性的 Linux 系统中以管理员身份运行下面的 Python 脚本,要求 PID 1 为 systemd,并具备 Python 和标准用户管理工具。记录中的环境是 Debian 12、systemd 252.39。脚本创建唯一命名的系统账号、运行时服务、状态目录与无害样本文件,并在结束时删除。前后两阶段使用同一个非 root 身份和相同工作负载:
from pathlib import Path
from tempfile import TemporaryDirectory
import json,shutil,socket,subprocess,uuid
suffix=uuid.uuid4().hex[:8];name='xbcatm-hardening-'+suffix
unit=name+'.service';unit_path=Path('/run/systemd/system')/unit
state=Path('/var/lib')/name;marker=Path('/tmp')/(name+'-marker');scratch=Path('/tmp')/(name+'-scratch')
assert not unit_path.exists() and not state.exists() and not marker.exists()
def ctl(*args):
result=subprocess.run(['systemctl',*args],capture_output=True,text=True,timeout=10)
assert result.returncode==0,(args,result.stderr)
return result.stdout.strip()
with TemporaryDirectory(prefix=name+'-',dir='/run') as directory, socket.socket() as listener:
root=Path(directory);root.chmod(0o755);outside=root/'outside';outside.write_text('initial\n');outside.chmod(0o666)
marker.write_text('host namespace marker\n');listener.bind(('127.0.0.1',0));listener.listen(2)
worker=root/'worker.py'
worker.write_text(r"""from pathlib import Path
import json,socket,sys
root=Path(__file__).parent;state=Path(sys.argv[1]);marker=Path(sys.argv[2]);scratch=Path(sys.argv[3]);port=int(sys.argv[4]);phase=sys.argv[5]
result={}
try:
with (root/'outside').open('a') as output:output.write(phase+'\n')
result['outside_write']=True
except OSError as error:result['outside_write']=False;result['outside_errno']=error.errno
result['host_tmp_visible']=marker.exists()
scratch.write_text(phase);result['tmp_write']=scratch.read_text()==phase
try:
with socket.create_connection(('127.0.0.1',port),timeout=0.5):pass
result['network_connect']=True
except OSError as error:result['network_connect']=False;result['network_errno']=error.errno
status=dict(line.split(':',1) for line in Path('/proc/self/status').read_text().splitlines() if ':' in line)
result['no_new_privs']=status['NoNewPrivs'].strip()
(state/'result.json').write_text(json.dumps(result))
""")
definition=f'''[Service]
Type=oneshot
User={name}
Group={name}
StateDirectory={name}
StateDirectoryMode=0700
ExecStart=/usr/bin/python3 {worker} {state} {marker} {scratch} {listener.getsockname()[1]} PHASE
'''
subprocess.run(['useradd','--system','--no-create-home','--user-group','--shell','/usr/sbin/nologin',name],check=True)
try:
unit_path.write_text(definition.replace('PHASE','baseline'))
ctl('daemon-reload');ctl('start',unit)
baseline=json.loads((state/'result.json').read_text())
assert baseline=={'outside_write':True,'host_tmp_visible':True,'tmp_write':True,'network_connect':True,'no_new_privs':'0'},baseline
connection,_=listener.accept();connection.close()
original=outside.read_text()
settings='ProtectSystem=strict\nPrivateTmp=yes\nPrivateNetwork=yes\nNoNewPrivileges=yes\n'
unit_path.write_text(definition.replace('PHASE','hardened')+settings)
subprocess.run(['systemd-analyze','verify',str(unit_path)],check=True)
ctl('daemon-reload');ctl('start',unit)
hardened=json.loads((state/'result.json').read_text())
assert hardened['outside_write'] is False and hardened['outside_errno']==30,hardened
assert hardened['host_tmp_visible'] is False and hardened['tmp_write'] is True
assert hardened['network_connect'] is False and hardened['network_errno']==111,hardened
assert hardened['no_new_privs']=='1'
assert outside.read_text()==original and scratch.read_text()=='baseline'
print('baseline: outside write, host tmp visibility, loopback connection permitted; NoNewPrivs=0')
print('hardened: outside write=EROFS; host tmp hidden; host listener refused; NoNewPrivs=1')
print('managed state directory and private temporary writes still succeed')
finally:
ctl('stop',unit)
if ctl('show',unit,'-p','ActiveState','--value')=='failed':ctl('reset-failed',unit)
unit_path.unlink(missing_ok=True);ctl('daemon-reload')
marker.unlink(missing_ok=True);scratch.unlink(missing_ok=True)
if state.exists():shutil.rmtree(state)
subprocess.run(['userdel',name],check=True)
基线阶段故意让该账号能够写入一个样本文件,同时在管理器看到的临时目录里创建标记,并在其回环接口启动监听器。尚未加限制时,工作进程能够追加文件、看到标记、连接监听器,且读取到零值的 NoNewPrivs 标志。这一步排除了普通文件权限本来就禁止写入、或者监听器根本不存在等混淆因素,之后的拒绝才有明确对照。
加固阶段加入四项执行设置,然后重复同样的探测。外部样本文件写入以 EROFS 失败,因此不是仅仅因为文件所有者不匹配而失败。原来的临时标记在新视图中不可见,连接原监听端点得到 ECONNREFUSED,而进程报告 NoNewPrivs=1。这些证据来自实际工作进程,不是只检查单元解析器是否认识几个配置名字;每个结果都对应本次改变的具体边界。
必要的写入仍然成功:StateDirectory 创建服务使用的受管理可写状态位置,私有临时目录也允许写入自己的样本文件。从管理器命名空间观察,同名临时文件仍保留基线阶段的内容,说明第二次写入发生在另一份临时目录视图中。外部样本文件同样保持此前内容,进一步确认失败操作没有悄悄改变目标文件。
脚本断言这些精确结果,并在启动前验证修改后的单元定义。它没有测试漏洞利用、系统调用过滤或基于 BPF 的地址策略。因此本实验是在配置检查之外,补上所展示几项控制的运行时证据,而不是声称所有可能的访问路径都已经被封闭。部署时如果增加其他控制,应为那些控制寻找对应的行为验证,不能借用本例结果替代。
让必要访问保持明确
限制应施加在真实部署的服务定义上,同时考虑覆盖文件和执行身份。可写路径例外改变的是挂载视图,不会授予普通 Unix 文件权限,也不能让底层本来只读的文件系统变成可写。若状态、缓存或运行时目录的生命周期和所有权契约适合应用,优先使用对应的受管理目录,减少手工建目录造成的权限和清理差异。
加固之后,应按应用实际支持的能力检查启动、正常请求、维护、重载与停止。一个命令刚运行一次成功,仍可能在稍后轮转文件或建立新连接时失败。应定位具体被拒绝的操作,调整真正必要的边界,并保留“服务完成有用工作”与“不需要的操作仍被阻止”两类检查。这样配置才能说明当前已验证的限制,而不是一份看似严格却与工作负载脱节的开关清单。
延伸阅读
来源
- systemd 252 执行环境,挂载命名空间、受管理目录、私有网络与权限控制,已核验 2026-09-12。
- systemd 252 资源控制,IP 允许与拒绝规则的优先关系和实现条件,已核验 2026-09-12。
- systemd 252 分析命令,单元验证及其范围,已核验 2026-09-12。