4.5. Права доступа к файлам и каталогам

4.5. Права доступа к файлам и каталогам

Поскольку Linux - система многопользовательская, вопрос об организации разграничения доступа к файлам и каталогам является одним из существенных вопросов, которые должна решать операционная система. Механизмы разграничения доступа, разработанные для системы UNIX в 70-х годах (возможно, впрочем, они предлагались кем-то и раньше), очень просты, но они оказались настолько эффективными, что просуществовали уже более 30 лет и по сей день успешно выполняют стоящие перед ними задачи.

В основе механизмов разграничения доступа лежат имена пользователей и имена групп пользователей. Вы уже знаете, что в Linux каждый пользователь имеет уникальное имя, под которым он входит в систему (логируется). Кроме того, в системе создается некоторое число групп пользователей, причем каждый пользователь может быть включен в одну или несколько групп. Создает и удаляет группы суперпользователь, он же может изменять состав участников той или иной группы. Члены разных групп могут иметь разные права по доступу к файлам, например, группа администраторов может иметь больше прав, чем группа программистов.

В индексном дескрипторе каждого файла записаны имя так называемого владельца файла и группы, которая имеет права на этот файл. Первоначально, при создании файла его владельцем объявляется тот пользователь, который этот файл создал. Точнее - тот пользователь, от чьего имени запущен процесс, создающий файл. Группа тоже назначается при создании файла - по идентификатору группы процесса, создающего файл. Владельца и группу файла можно поменять в ходе дальнейшей работы с помощью команд chown и chgrp (подробнее о них будет сказано чуть позже).

Теперь давайте еще раз выполним команду ls -l. Но зададим ей в качестве дополнительного параметра имя конкретного файла, например, файла, задающего саму команду ls. (Обратите, кстати, внимание на эту возможность команды ls -l - получить информацию о конкретном файле, а не о всех файлах каталога сразу).

[user]$ ls -l /bin/ls

- rwxr-xr-x 1 root root 49940 Sep 12 1999 /bin/ls

Вы видите, что в данном случае владельцем файла является пользователь root и группа root. Но нас сейчас в выводе этой команды больше интересует первое поле, определяющее тип файла и права доступа к файлу. Это поле в приведенном примере представлено цепочкой символов -rwxr-xr-x. Эти символы можно условно разделить на 4 группы.

Первая группа, состоящая из единственного символа, определяет тип файла. Этот символ в соответствии с возможными типами файлов, рассмотренными в предыдущем разделе, может принимать такие значения:

• - = - обычный файл;

• d = - каталог;

• b = - файл блочного устройства;

• c = - файл символьного устройства;

• s = - доменное гнездо (socket);

• p = - именованный канал (pipe);

• l = - символическая ссылка (link).

Далее следуют три группы по три символа, которые и определяют права доступа к файлу соответственно для владельца файла, для группы пользователей, которая сопоставлена данному файлу, и для всех остальных пользователей системы. В нашем примере права доступа для владельца определены как rwx, что означает, что владелец (root) имеет право читать файл (r), производить запись в этот файл (w), и запускать файл на выполнение (x). Замена любого из этих символов прочерком будет означать, что пользователь лишается соответствующего права. В том же примере мы видим, что все остальные пользователи (включая и тех, которые вошли в группу root) лишены права записи в этот файл, т. е. не могут файл редактировать и вообще как-то изменять.

Вообще говоря, права доступа и информация о типе файла в UNIX-системах хранятся в индексных дескрипторах в отдельной структуре, состоящей из двух байтов, т. е. из 16 бит (это естественно, ведь компьютер оперирует битами, а не символами r, w, x). Четыре бита из этих 16-ти отведены для кодированной записи о типе файла. Следующие три бита задают особые свойства исполняемых файлов, о которых мы скажем чуть позже. И, наконец, оставшиеся 9 бит определяют права доступа к файлу. Эти 9 бит разделяются на 3 группы по три бита. Первые три бита задают права пользователя, следующие три бита - права группы, последние 3 бита определяют права всех остальных пользователей (т. е. всех пользователей, за исключением владельца файла и группы файла).

При этом, если соответствующий бит имеет значение 1, то право предоставляется, а если он равен 0, то право не предоставляется. В символьной форме записи прав единица заменяется соответствующим символом (r, w или x), а 0 представляется прочерком.

Право на чтение (r) файла означает, что пользователь может просматривать содержимое файла с помощью различных команд просмотра, например, командой more или с помощью любого текстового редактора. Но, подредактировав содержимое файла в текстовом редакторе, вы не сможете сохранить изменения в файле на диске, если не имеете права на запись (w) в этот файл. Право на выполнение (x) означает, что вы можете загрузить файл в память и попытаться запустить его на выполнение как исполняемую программу. Конечно, если в действительности файл не является программой (или скриптом shell), то запустить этот файл на выполнение не удастся, но, с другой стороны, даже если файл действительно является программой, но право на выполнение для него не установлено, то он тоже не запустится.

Вот мы и узнали, какие файлы в Linux являются исполняемыми! Как видите, расширение имени файла тут не при чем, все определяется установкой атрибута "исполняемый", причем право на исполнение может быть предоставлено не всем!

Если выполнить ту же команду ls -l, но в качестве последнего аргумента ей указать не имя файла, а имя каталога, мы увидим, что для каталогов тоже определены права доступа, причем они задаются теми же самыми символами rwx. Например, выполнив команду ls -l /, мы увидим, что каталогу bin соответствует строка:

drwxr-xr-x 2 root root 2048 Jun 21 21:11 bin

Естественно, что по отношению к каталогам трактовка понятий "право на чтение", "право на запись" и "право на выполнение" несколько изменяется. Право на чтение по отношению к каталогам легко понять, если вспомнить, что каталог - это просто файл, содержащий список файлов в данном каталоге. Следовательно, если вы имеете право на чтение каталога, то вы можете просматривать его содержимое (этот самый список файлов в каталоге). Право на запись тоже понятно - имея такое право, вы сможете создавать и удалять файлы в этом каталоге, т. е. просто добавлять в каталог или удалять из него запись, содержащую имя какого-то файла и соответствующие ссылки. Право на выполнение интуитивно менее понятно. Оно в данном случае означает право переходить в этот каталог. Если вы, как владелец, хотите дать доступ другим пользователям на просмотр какого-то файла в своем каталоге, вы должны дать им право доступа в каталог, т. е. дать им "право на выполнение каталога". Более того, надо дать пользователю право на выполнение для всех каталогов, стоящих в дереве выше данного каталога. Поэтому в принципе для всех каталогов по умолчанию устанавливается право на выполнение как для владельца и группы, так и для всех остальных пользователей. И, уж если вы хотите закрыть доступ в каталог, то лишите всех пользователей (включая группу) права входить в этот каталог. Только не лишайте и себя такого права, а то придется обращаться к суперпользователю![13]

После прочтения предыдущего абзаца может показаться, что право на чтение каталога не дает ничего нового по сравнению с правом на выполнение. Однако разница в этих правах все же есть. Если задать только право на выполнение, вы сможете войти в каталог, но не увидите там ни одного файла (этот эффект особенно наглядно проявляется в том случае, если вы пользуетесь каким-то файловым менеджером, например, программой Midnight Commander). Если вы имеете право доступа в каком-то из подкаталогов этого каталога, то вы можете перейти в него (командой cd), но, как говорится "вслепую", по памяти, потому что списка файлов и подкаталогов текущего каталога вы не увидите.

Алгоритм проверки прав пользователя при обращении к файлу можно описать следующим образом. Система вначале проверяет, совпадает ли имя пользователя с именем владельца файла. Если эти имена совпадают (т. е. владелец обращается к своему файлу), то проверяется, имеет ли владелец соответствующее право доступа: на чтение, на запись или на выполнение (не удивляйтесь, суперпользователь может лишить некоторых прав и владельца файла). Если право такое есть, то соответствующая операция разрешается. Если же нужного права владелец не имеет, то проверка прав, предоставляемых через группу или через группу атрибутов доступа для остальных пользователей, уже даже не проверяются, а пользователю выдается сообщение о невозможности выполнения затребованного действия (обычно что-то вроде "Permission denied").

Если имя пользователя, обращающегося к файлу, не совпадает с именем владельца, то система проверяет, принадлежит ли владелец к группе, которая сопоставлена данному файлу (далее будем просто называть ее группой файла). Если принадлежит, то для определения возможности доступа к файлу используются атрибуты, относящиеся к группе, а на атрибуты для владельца и всех остальных пользователей внимания не обращается. Если же пользователь не является владельцем файла и не входит в группу файла, то его права определяются атрибутами для остальных пользователей. Таким образом, третья группа атрибутов, определяющих права доступа к файлу, относится ко всем пользователям, кроме владельца файла и пользователей, входящих в группу файла.

Для изменения прав доступа к файлу используется команда chmod. Ее можно использовать в двух вариантах. В первом варианте вы должны явно указать, кому какое право даете или кого этого права лишаете:

[user]$ chmod wXp имя-файла

где вместо символа w подставляется

• либо символ u (т. е. пользователь, который является владельцем);

• либо g (группа);

• либо o (все пользователи, не входящие в группу, которой принадлежит данный файл);

• либо a (все пользователи системы, т. е. и владелец, и группа, и все остальные).

Вместо X ставится:

• либо + (предоставляем право);

• либо - (лишаем соответствующего права);

• либо = (установить указанные права вместо имеющихся),

Вместо p - символ, обозначающий соответствующее право:

• r (чтение);

• w (запись);

• x (выполнение).

Вот несколько примеров использования команды chmod:

[user]$ chmod a+x file_name

предоставляет всем пользователям системы право на выполнение данного файла.

[user]$ chmod go-rw file_name

удаляет право на чтение и запись для всех, кроме владельца файла.

[user]$ chmod ugo+rwx file_name

дает всем права на чтение, запись и выполнение.

Если опустить указание на то, кому предоставляется данное право, то подразумевается, что речь идет вообще обо всех пользователях, т. е. вместо [user]$ chmod a+x file_name можно записать просто

[user]$ chmod +x file_name

Второй вариант задания команды chmod (он используется чаще) основан на цифровом представлении прав. Для этого мы кодируем символ r цифрой 4, символ w - цифрой 2, а символ x - цифрой 1. Для того, чтобы предоставить пользователям какой-то набор прав, надо сложить соответствующие цифры. Получив, таким образом, нужные цифровые значения для владельца файла, для группы файла и для всех остальных пользователей, задаем эти три цифры в качестве аргумента команды chmod (ставим эти цифры после имени команды перед вторым аргументом, который задает имя файла). Например, если надо дать все права владельцу (4+2+1=7), право на чтение и запись - группе (4+2=6), и не давать никаких прав остальным, то следует дать такую команду:

[user]$ chmod 760 file_name

Если вы знакомы с двоичным кодированием восьмеричных цифр, то вы поймете, что цифры после имени команды в этой форме ее представления есть не что иное, как восьмеричная запись тех самых 9 бит, которые задают права для владельца файла, группы файла и для всех пользователей.

Выполнять смену прав доступа к файлу с помощью команды chmod может только сам владелец файла или суперпользователь. Для того, чтобы иметь возможность изменить права группы, владелец должен дополнительно быть членом той группы, которой он хочет дать права на данный файл.

Чтобы завершить рассказ о правах доступа к файлам, надо рассказать еще о трех возможных атрибутах файла, устанавливаемых с помощью той же команды chmod. Это те самые атрибуты для исполняемых файлов, которые в индексном дескрипторе файла в двухбайтовой структуре, определяющей права на файл, занимают позиции 5-7, сразу после кода типа файла.

Первый из этих атрибутов - так называемый "бит смены идентификатора пользователя". Смысл этого бита состоит в следующем.

Обычно, когда пользователь запускает некоторую программу на выполнение, эта программа получает те же права доступа к файлам и каталогам, которые имеет пользователь, запустивший программу. Если же установлен "бит смены идентификатора пользователя", то программа получит права доступа к файлам и каталогам, которые имеет владелец файла программы (таким образом, рассматриваемый атрибут лучше называть "битом смены идентификатора владельца"). Это позволяет решать некоторые задачи, которые иначе было бы трудно выполнить. Самый характерный пример - команда смены пароля passwd. Все пароли пользователей хранятся в файле /etc/passwd, владельцем которого является суперпользователь root. Поэтому программы, запущенные обычными пользователями, в том числе команда passwd, не могут производить запись в этот файл. А, значит, пользователь как бы не может менять свой собственный пароль. Но для файла /usr/bin/passwd установлен "бит смены идентификатора владельца", каковым является пользователь root. Следовательно, программа смены пароля passwd запускается с правами root и получает право записи в файл /etc/passwd (уже средствами самой программы обеспечивается то, что пользователь может изменить только одну строку в этом файле).

Установить "бит смены идентификатора владельца" может суперпользователь с помощью команды

[root]# chmod +s file_name

Аналогичным образом работает "бит смены идентификатора группы".

Еще один возможный атрибут исполняемого файла - это "бит сохранения задачи" или "sticky bit" (дословно - "бит прилипчивости"). Этот бит указывает системе, что после завершения программы надо сохранить ее в оперативной памяти. Удобно включить этот бит для задач, которые часто вызываются на выполнение, так как в этом случае экономится время на загрузку программы при каждом новом запуске. Этот атрибут был необходим на старых моделях компьютеров. На современных быстродействующих системах он используется редко.

Если используется цифровой вариант задания атрибутов в команде chmod, то цифровое значение этих атрибутов должно предшествовать цифрам, задающим права пользователя:

[root]# chmod 4775 file_name

При этом веса этих битов для получения нужного суммарного результата задаются следующим образом:

• 4 - "бит смены идентификатора пользователя",

• 2 - "бит смены идентификатора группы",

• 1 - "бит сохранения задачи (sticky bit)".

Если какие-то из этих трех битов установлены в 1, то несколько изменяется вывод команды ls -l в части отображения установленных атрибутов прав доступа. Если установлен в 1 "бит смены идентификатора пользователя", то символ "x" в группе, определяющей права владельца файла, заменяется символом "s". Причем, если владелец имеет право на выполнение файла, то символ "x" заменяется на маленькое "s", а если владелец не имеет права на выполнение файла (например, файл вообще не исполняемый), то вместо "x" ставится "S". Аналогичные замены имеют место при задании "бита смены идентификатора группы", но заменяется символ "x" в группе атрибутов, задающих права группы. Если равен 1 "бит сохранения задачи (sticky bit)", то заменяется символ "x" в группе атрибутов, определяющей права для всех остальных пользователей, причем "x" заменяется символом "t", если все пользователи могут запускать файл на выполнение, и символом "T", если они такого права не имеют.

Таким образом, хотя в выводе команды ls -l не предусмотрено отдельных позиций для отображения значений битов смены идентификаторов и бита сохранения задачи, соответствующая информация выводится. Вот небольшой пример того, как это будет выглядеть:

[root]# ls -l prim1

- rwSrwsrwT 1 kos root 12 Dec 18 23:17 prim1