[논문]Shadow 파일 조작을 통한 리눅스 Sudoer의 위장공격에 대한 연구

김상훈; 조태남

doi:10.3745/ktccs.2020.9.7.149

초록
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모든 운영체제는 효율적인 관리를 위해 특권을 부여받은 관리자 계정이 존재한다. 위험하거나 민감한 작업이나 리소스는 일반 사용자에게는 접근이 허용되지 않아야 하며 오직 관리자에게만 허용되어야 한다. 이러한 특권의 한 가지 예는 사용자가 패스워드 분실하였을 때 초기화하는 권한이다. 본 논문에서는 리눅스 우분투의 관리자 그룹인 sudoer 그룹의 특권을 분석하고 관리자 그룹의 관리체계를 분석하였다. sudoer가 특권을 이용하여 다른 sudoer를 포함한 다른 사용자의 패스워드를 변경하고 로그를 수정함으로써 위장할 수 있는 위험성을 보이고, 이를 해결하기 위한 방안으로서 shadow 파일의 조작을 금지하는 방안을 제안하였다. 또한 제안한 방법을 구현하였으며 우수한 성능으로 실용화 가능성을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

All operating systems have privileged administrator accounts for efficient management. Dangerous or sensitive tasks or resources should be banned from normal users and should only be accessible by administrators. One example of this privilege is to reset a user's password when the user loses his/her...

All operating systems have privileged administrator accounts for efficient management. Dangerous or sensitive tasks or resources should be banned from normal users and should only be accessible by administrators. One example of this privilege is to reset a user's password when the user loses his/her password. In this paper, the privileges of the sudoer group, the administrator group of Linux Ubuntu, and the management system of the sudoer group were analyzed. We show the danger that a sudoer can use the privilege to change the password of other users, including other sudoers, and modify the log, and suggest a countermeasure to prevent the manipulation of shadow files as a solution to this. In addition, the proposed method was implemented and the possibility of practical use was confirmed with excellent performance.

주제어

표/그림 (19)

그림 Fig. 1. Privilege of Sudo Group
그림 Fig. 2. Process for Sudo Command
그림 Fig. 3. User Account Creation via sudo Command
그림 Fig. 4. Deny sudo Command from End User
그림 Fig. 5. Shadow File for topAdmin
그림 Fig. 6. Authentication using Login Password
표 Table 1. Password Field of Shadow File
그림 Fig. 7. Impersonate Scenario of Sudoers
그림 Fig. 8. Successful Login of Victim After Restore Shadow File
그림 Fig. 9. Sudo Command Logs Stored in Auth.log
그림 Fig. 10. Auth.log After Delete Sudo Logs
표 Table 2. Permitted Commands
표 Table 3. Prohibited Commands
그림 Fig. 11. Flowchart of Function Do_sys_open()
그림 Fig. 12. Flowchart of Function Real_path()
그림 Fig. 13. Prohibited Command Execution in Modified System
표 Table 4. Prohibited Commands and Related System Calls
그림 Fig. 14. Permitted Command Execution in Modified System
표 Table 5. Comparison of Permitted Command Execution Time

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

그러나 우리는 [5]에서 sudoer가 패스워드 저장방법의 특성을 이용하여 다른 사용자로 위장할 수 있음을 보이고, 커널을 수정하여 passwd 이외의 명령은 shadow 파일을 수정하지 못하도록 일부를 구현하여 대응책의 가능성을 보였다. 본 논문에서는 널리 사용되는 우분투에서 로그 삭제 등 sudoer 가 수행할 수 있는 좀 더 정교하고 위험한 불법적인 행위를 보이고, [5]에서 제시한 대응책을 보완하고 구현하였다.

가설 설정

그 외에도 많은 디폴트 그룹들이 존재하는데, topAdmin은 sudo, adm, cdrom, plugdev, sambashare, lpadmin과 같은 주요 그룹에 소속된다. 우리는 모든 권한을 가지는 sudo 그룹에 초점을 맞출 것이다.
지금까지 살펴본 공격이 가능한 원인은 2가지이다. 첫째, 입력값이 동일하면 해시함수는 항상 동일한 해시값을 산출한다는 것이다. 둘째, sudoer가 passwd 명령을 통하여 다른 사용자의 패스워드를 새로운 값으로 설정하는 것으로 그치지 않고 shadow 파일을 복사, 삭제, 덮어쓰기, 그리고 에디터를 이용한 수정이 가능하기 때문이다.

제안 방법

본 논문에서는 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 리눅스 우분투의 관리자 관리 방법과 권한, 로그 관리 방식 및 패스워드 관리 방식을 분석하였다. 이를 토대로 우분투의 관리자 그룹인 sudoer가 주어진 권한을 이용하여 다른 일반 사용자뿐만 아니라 root의 패스워드를 변경함으로써 발생할 수 있는 위장공격의 위험성을 보였다.
또한 sudoer의 불법적 행위가 추적될 수 있는 관련 로그도 조작이 가능한 것을 확인하였다. 이러한 sudoer의 위장공격에 대응하기 위하여 합법적 접근으로 허용해야 하는 명령들을 분류하여 이를 제외한 명령들은 shadow 파일에 접근하지 못하도록 커널을 수정하는 방법을 제안하였으며, 이를 구현하였다. 수정한 시스템은 수정으로 인한 성능저하를 보이지 않기 때문에 실용화가 가능할 것으로 판단된다.

데이터처리

본 연구에서 구현한 시스템과 기존의 시스템의 성능을 비교하기 위하여 “time” 명령으로 허용된 명령들의 수행시간을 비교하였다. 이 명령은 실제 수행시간(real), 사용자 영역에서의 수행시간(user)과 시스템 영역에서의 수행시간(sys)을 초단위로 보여준다.

성능/효과

그러나 우리는 [5]에서 sudoer가 패스워드 저장방법의 특성을 이용하여 다른 사용자로 위장할 수 있음을 보이고, 커널을 수정하여 passwd 이외의 명령은 shadow 파일을 수정하지 못하도록 일부를 구현하여 대응책의 가능성을 보였다. 본 논문에서는 널리 사용되는 우분투에서 로그 삭제 등 sudoer 가 수행할 수 있는 좀 더 정교하고 위험한 불법적인 행위를 보이고, [5]에서 제시한 대응책을 보완하고 구현하였다.
이를 토대로 우분투의 관리자 그룹인 sudoer가 주어진 권한을 이용하여 다른 일반 사용자뿐만 아니라 root의 패스워드를 변경함으로써 발생할 수 있는 위장공격의 위험성을 보였다. 또한 sudoer의 불법적 행위가 추적될 수 있는 관련 로그도 조작이 가능한 것을 확인하였다. 이러한 sudoer의 위장공격에 대응하기 위하여 합법적 접근으로 허용해야 하는 명령들을 분류하여 이를 제외한 명령들은 shadow 파일에 접근하지 못하도록 커널을 수정하는 방법을 제안하였으며, 이를 구현하였다.
본 논문에서는 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 리눅스 우분투의 관리자 관리 방법과 권한, 로그 관리 방식 및 패스워드 관리 방식을 분석하였다. 이를 토대로 우분투의 관리자 그룹인 sudoer가 주어진 권한을 이용하여 다른 일반 사용자뿐만 아니라 root의 패스워드를 변경함으로써 발생할 수 있는 위장공격의 위험성을 보였다. 또한 sudoer의 불법적 행위가 추적될 수 있는 관련 로그도 조작이 가능한 것을 확인하였다.

후속연구

향후 추가되는 패스워드와 관련된 명령들에 대해서는 추가적인 허용여부를 판단하여 허용해야하는 명령의 경우는 허용 명령 집합에 추가하도록 커널을 수정해야 한다. 또한 shadow 파일과 마찬가지로 auth.log에 대한 의심스러운 수정을 금지하는 것도 보안을 강화하는 방법이 될 것이다.
수정한 시스템은 수정으로 인한 성능저하를 보이지 않기 때문에 실용화가 가능할 것으로 판단된다. 본 실험은 CentOS에서도 동일하게 적용됨을 확인하였으며 동일 커널을 사용하는 다른 리눅스 배포판에서도 동일하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.
향후 추가되는 패스워드와 관련된 명령들에 대해서는 추가적인 허용여부를 판단하여 허용해야하는 명령의 경우는 허용 명령 집합에 추가하도록 커널을 수정해야 한다. 또한 shadow 파일과 마찬가지로 auth.

참고문헌 (8)

Linux [Internet], https://www.linux.org/
Top 7 PCs Shared by World / Domestic [Internet], http://catalk.kr/information/desktop-operating-systems.html
Ubuntu [Internet], https://ubuntu.com/
Historical trends in the usage statistics of Linux subcategories for websites [Internet], https://w3techs.com/technologies/history_details/os-linux.
S. Kim and T. Cho, "A Study on Vulnerabilities of Linux Password and Countermeasures," CUTE 2019. paper No.9, 2019.
Michael Kerrisk, Linux Programmer's Manual [Internet], http://man7.org/linux/man-pages/man5/group.5.html. GitHub.
Michael Kerrisk, File Formats and Conversions-SHADOW [Internet], http://man7.org/linux/man-pages/man5/shadow.5.html, GitHub.
Michael Kerrisk, User Command-PASSWD [Internet], http://man7.org/linux/man-pages/man1/passwd.1.html, GitHub.

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