通过 glibc 提供的 API 可以获取用户信息、切换用户等操作，在使用的时候有很多注意事项，例如可能会遇到即使用户存在仍读取失败，密码的密文是如何生成的等等。
这里会进行简单介绍一些常见的问题以及如何规避。
简介
glibc 中提供了很多与用户相关的接口，最常见的是通过 getpwnam() 获取用户信息。
#include <pwd.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
int main(void)
{
struct passwd * pw;
errno = 0;
pw = getpwnam("monitor"); // 注意，入参不能为NULL
if (pw == NULL) {
if (errno == 0)
printf("user is not exist\n");
else
printf("get user failed, %d:%s.", errno, strerror(errno));
return -1;
}
printf("Password information:\n");
printf(" pw->pw_name = %s\n", pw->pw_name);
printf(" pw->pw_passwd = %s\n", pw->pw_passwd);
printf(" pw->pw_uid = %d\n", pw->pw_uid);
printf(" pw->pw_gid = %d\n", pw->pw_gid);
printf(" pw->pw_gecos = %s\n", pw->pw_gecos);
printf(" pw->pw_dir = %s\n", pw->pw_dir);
printf(" pw->pw_shell = %s\n", pw->pw_shell);
if (setgid(pw->pw_gid) == -1) {
fprintf(stderr, "Failed to set group id(%d): %s\n",
pw->pw_gid, strerror(errno));
}
if (setuid(pw->pw_uid) == -1) {
fprintf(stderr, "Failed to set user id(%d): %s\n",
pw->pw_uid, strerror(errno));
}
fprintf(stdout, "Current user/group info: UID=%d, EUID=%d, GID=%d, EGID=%d\n",
getuid(), geteuid(), getgid(), getegid());
int fd = open("/tmp/mysql.test", 0);
if (fd < 0) {
fprintf(stderr, "Failed to openfile: %s\n", strerror(errno));
}
if (fd > 0)
close(fd);
return 0;
}
UID VS. EUID
切换用户时，有两种方式，A) 通过 setuid() 永久切换；B) 利用 seteuid() 临时切换。
前者类似上面的示例，所有的 UID 参数都会被修改，不过此时切换之后无法切换回来，而 seteuid() 可以做到。
#include <pwd.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
int main(void)
{
char *buff;
int size, rc, ouid;
struct passwd mpwd, upwd, *result;
char cmd[1024];
snprintf(cmd, sizeof(cmd), "grep -rne '^Uid:' /proc/%d/status", getpid());
size = sysconf(_SC_GETPW_R_SIZE_MAX);
if (size < 0) {
fprintf(stderr, "get passwd size failed.\n");
size = 4096;
}
buff = (char *)malloc(size);
if (buff == NULL) {
fprintf(stderr, "malloc buffer(%d) failed, out of memory.\n", size);
return -1;
}
rc = getpwnam_r("monitor", &mpwd, buff, size, &result);
if (result == NULL) {
if (rc == 0)
fprintf(stderr, "user 'monitor' doesn't exists.\n");
else
fprintf(stderr, "get user 'monitor' info failed, %d:%s.", rc, strerror(rc));
free(buff);
return -1;
}
rc = getpwnam_r("foobar", &upwd, buff, size, &result);
if (result == NULL) {
if (rc == 0)
fprintf(stderr, "user 'monitor' doesn't exists.\n");
else
fprintf(stderr, "get user 'monitor' info failed, %d:%s.", rc, strerror(rc));
free(buff);
return -1;
}
ouid = getuid();
fprintf(stdout, "Monitor UID %d, Fooobar UID %d\n", mpwd.pw_uid, upwd.pw_uid);
fprintf(stdout, "Before RUID=%d, EUID=%d\n", getuid(), geteuid());
system(cmd);
if (seteuid(mpwd.pw_uid) == -1) {
fprintf(stderr, "Set monitor user id(%d) failed, %d:%s.\n",
mpwd.pw_uid, errno, strerror(errno));
}
fprintf(stdout, "Monitor RUID=%d, EUID=%d\n", getuid(), geteuid());
system(cmd);
if (setuid(ouid) == -1) {
fprintf(stderr, "Restore user id(%d) failed, %d:%s.\n",
ouid, errno, strerror(errno));
}
fprintf(stdout, "Restore RUID=%d, EUID=%d\n", getuid(), geteuid());
system(cmd);
if (setuid(upwd.pw_uid) == -1) {
fprintf(stderr, "Set fooobar user id(%d) failed, %d:%s.\n",
upwd.pw_uid, errno, strerror(errno));
}
fprintf(stdout, "Fooobar RUID=%d, EUID=%d\n", getuid(), geteuid());
system(cmd);
return 0;
}
执行的结果如下。
Monitor UID 1005, Fooobar UID 1006
Before RUID=0, EUID=0
9:Uid: 0 0 0 0
Monitor RUID=0, EUID=1005
9:Uid: 0 1005 0 1005
Restore RUID=0, EUID=0
9:Uid: 0 0 0 0
Fooobar RUID=1006, EUID=1006
9:Uid: 1006 1006 1006 1006
注意，没有 C 接口获取 SUID 和 FSUID，需要直接查看 /proc/<PID>/status 文件。
密码加密方式
Linux 会通过 crypt(3) 函数完成用户的密码加密，在 CentOS 8 中，其实现对应了 libxcrypt 库，该库包含了很多单向加密的哈希函数，例如 DES、SHA、Blowfish 等等。
用户真正加密后的密码保存在 /etc/shadow 文件中，对应了第二段，其保存的格式为 $id$salt$encrypted，其中 id 标识了加密方式，1 MD5、2a Blowfish、5 SHA256、6 SHA512 等，而 salt 通常为 12 字节。
接下来看看 /etc/shadow 文件的内容：
root:$1$Bg1H/4mz$X89TqH7tpi9dX1B9j5YsF.:14838:0:99999:7:::
如果密码字符串为 *，则表示是系统用户不能被登入；如果字符串为 !!，则表示用户被禁用，不能登陆；如果字符串为空，则表示没有密码。
可以通过 passwd -d UserName 命令清空一个用户的口令密码。
密码解析
如果要分析加密算法，可以直接查看 passwd 命令的实现，实际上，就是用明文密码和 salt (动态生成的随机字符串)，然后通过 crypt() 函数完成加密，可以通过如下程序验证。
#define _XOPEN_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <shadow.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char **argv)
{
if(argc < 3) {
fprintf(stderr, "Usage: %s UserName Password\n", *argv);
exit(EXIT_FAILURE);
}
char *user = argv[1];
if (geteuid() != 0) {
fprintf(stderr, "Must be root\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
struct spwd *shd= getspnam(user);
if (shd == NULL) {
fprintf(stderr, "User \"%s\" doesn't exist\n", user);
exit(EXIT_FAILURE);
}
char encrypted[128], *ptr, *salt;
strncpy(encrypted, shd->sp_pwdp, sizeof(encrypted));
salt = encrypted;
ptr = strrchr(encrypted, '$');
if (ptr == NULL)
exit(EXIT_FAILURE);
ptr++;
*ptr = 0;
printf("salt: %s\n crypt: %s\n", salt, crypt(argv[2], salt));
printf("shadowd passwd: %s\n", shd->sp_pwdp);
return 0;
}
然后通过如下命令编译并测试。
$ gcc passwd.c -Wall -lcrypt -o passwd
$ ./passwd username yourpassword
这也就意味着，如果加密信息被获取，就可以通过类似 John the Ripper 的工具来破解密码，当然，时间可能会很长。
其它
重试
需要注意，如果在获取用户信息的时候，刚好有添加用户之类的操作，包括了保存 /etc/passwd 文件，可能会导致获取用户失败，而且 errno 仍然为 0 。
所以，此时最好增加重试机制，带来的副作用是，如果用户真的不存在可能会浪费资源。
int get_user_unsafe(const char *name)
{
int i;
struct passwd *pw;
for (i = 0; i < 3; i++) {
pw = getpwnam(name); /* getpwuid(uid); */
if (pw == NULL) {
if (errno == 0) {
//fprintf(stderr, "no such user '%s'.\n", name);
usleep(20000);
continue;
}
fprintf(stderr, "get user info failed, %d:%s.\n", errno, strerror(errno));
break;
}
break;
}
if (i > 0)
fprintf(stderr, "get user info in %d times.\n", i);
return 0;
}
安全性
getpwnam() 函数会使用 glibc 中的静态内存，返回的结果实际上就指向这块内存，每次调用该接口会覆盖。这也就意味着，如果多次调用，实际上只会获取到最后的一次结果。
另外，需要注意 getpwnam_r() 函数不是信号安全的，内部会对线程加锁，不要在信号处理函数中调用，可能会造成死锁。
用户组
通过 su - name 切换的时候，会把包含该用户所拥有的所有组，可以通过 id 命令查看，对应的 groups= 中会包含多个组，这样在访问某个目录时，只要有一个组有权限即可。
在代码实现时，可以通过 setuid() setgid() setgroups() initgroups() 调用实现。
此外，需要注意，当进程的 uid 和 euid 不一致时，默认是不会产生 CoreDump 文件的，需要将 /proc/sys/fs/suid_dumpable 设置为 1 。