摘要：傳統UNIX系統的訪問控制模型非常簡單--普通用戶對超級用戶。在這種模型中，一個進程或者帳戶要麼只有很小的權限，要麼具有全部的系統權限。顯然，這樣對系統的安全沒有什麼好處。從Linux-2.1內核開始，引入了能力(capability)的概念，實現了更細粒度的訪問控制。
1.簡介
UNIX是一種安全操作系統，它給普通用戶盡可能低的權限，而把全部的系統權限賦予一個單一的帳戶--root。root帳戶用來管理系統、安裝軟件、管理帳戶、運行某些服務、安裝/卸載文件系統、管理用戶、安裝軟件等。另外，普通用戶的很多操作也需要root權限，這通過setuid實現。
這種依賴單一帳戶執行特權操作的方式加大了系統的面臨風險，而需要root權限的程序可能只是為了一個單一的操作，例如：綁定到特權端口、打開一個只有root權限可以訪問的文件。某些程序可能有安全漏洞，而如果程序不是以root的權限運行，其存在的漏洞就不可能對系統造成什麼威脅。
從2.1版開始，內核開發人員在Linux內核中加入了能力(capability)的概念。其目標是消除需要執行某些操作的程序對root帳戶的依賴。從2.2版本的內核開始，這些代基本可以使用了，雖然還存在一些問題，但是方向是正確的。
2.Linux內核能力詳解
傳統UNIX的信任狀模型非常簡單，就是“超級用戶對普通用戶”模型。在這種模型中，一個進程要麼什麼都能做，要麼幾乎什麼也不能做，這取決於進程的UID。如果一個進程需要執行綁定到私有端口、加載/卸載內核模塊以及管理文件系統等操作時，就需要完全的root權限。很顯然這樣做對系統安全存在很大的威脅。UNIX系統中的SUID問題就是由這種信任狀模型造成的。例如，一個普通用戶需要使用ping命令。這是一個SUID命令，會以root的權限運行。而實際上這個程序只是需要RAW套接字建立必要ICMP數據包，除此之外的其它root權限對這個程序都是沒有必要的。如果程序編寫不好，就可能被攻擊者利用，獲得系統的控制權。
使用能力(capability)可以減小這種風險。系統管理員為了系統的安全可以剝奪root用戶的能力，這樣即使root用戶也將無法進行某些操作。而這個過程又是不可逆的，也就是說如果一種能力被刪除，除非重新啟動系統，否則即使root用戶也無法重新添加被刪除的能力。
2.1.能力的概念
Linux內核中使用的能力(capability)概念非常容易被混淆。計算機科學中定義了很多種能力(capability)。能力就是一個進程能夠對某個對象進行的操作，它標志對象以及允許在這個對象上進行的操作。文件描述符就是一種能力，你使用open系統調用請求獲得讀或者寫的權限，如果open系統調用成功，系統的诤司突峤 ⒁桓鑫募 枋龇 Ｈ緩螅 绻 盞蕉粱蛘咝吹那肭螅 诤司褪褂謎飧鑫募 枋龇 魑 桓鍪 萁峁溝乃饕 焖飨喙氐牟僮魇欠裨市怼Ｕ馐且恢旨觳槿ㄏ薜撓行Х絞劍 谥蔥衞pen系統調用是，內核一次性建立必要的數據結構，然後的讀寫等操作檢查只需要在數據結構中梭梭即可。對能力的操作包括：復制能力、進程間的遷移能力、修改一個能力以及撤消一個能力等。修改一個能力類似與把一個可以讀寫的文件描述符改為只讀。目前，各種系統對能力的應用程度並不相同。
POSIX 1003.1e中也提出了一種能力定義，通常稱為POSIX能力(POSIX capabilities)，Linux中的定義不大一樣。內核使用這些能力分割root的權限，因為傳統*NIX系統中root的權限過於強大了。
2.2.Linux是如何使用POSIX capabilities代替傳統的信任狀模型的
每個進程有三個和能力有關的位圖：inheritable(I)、permitted(P)和effective(E)，對應進程描述符task_struct(include/linux/sched.h)裡面的cap_effective, cap_inheritable, cap_permitted。每種能力由一位表示，1表示具有某種能力，0表示沒有。當一個進程要進行某個特權操作時，操作系統會檢查cap_effective的對應位是否有效，而不再是檢查進程的有效UID是否為0。例如，如果一個進程要設置系統的時鐘，Linux的內核就會檢查cap_effective的CAP_SYS_TIME位(第25位)是否有效，
cap_permitted表示進程能夠使用的能力。在cap_permitted中可以包含cap_effective中沒有的能力，這些能力是被進程自己臨時放棄的，也可以說cap_effective是cap_permitted的一個子集。進程放棄沒有必要的能力對於提高安全性大有助益。例如，ping只需要CAP_NET_RAW，如果它放棄除這個能力之外的其它能力，即使存在安全缺陷，也不會對系統造成太大的損害。cap_inheritable表示能夠被當前進程執行的程序繼承的能力。
3.Linux支持的能力
Linux實現了7個POSIX 1003.1e規定的能力，還有21個(截止到2.4.7-10版本的內核)Linux所特有的，這些能力在/usr/src/linux/include/linux/capability.h文件中定義。其細節如下：
能力名 數字 描述
CAP_CHOWN 0 允許改變文件的所有權
CAP_DAC_OVERRIDE 1 忽略對文件的所有DAC訪問限制
CAP_DAC_READ_SEARCH 2 忽略所有對讀、搜索操作的限制
CAP_FOWNER 3 如果文件屬於進程的UID，就取消對文件的限制
CAP_FSETID 4 允許設置setuid位
CAP_KILL 5 允許對不屬於自己的進程發送信號
CAP_SETGID 6 允許改變組ID
CAP_SETUID 7 允許改變用戶ID
CAP_SETPCAP 8 允許向其它進程轉移能力以及刪除其它進程的任意能力
CAP_LINUX_IMMUTABLE 9 允許修改文件的不可修改(IMMUTABLE)和只添加(APPEND-ONLY)屬性
CAP_NET_BIND_SERVICE 10 允許綁定到小於1024的端口
CAP_NET_BROADCAST 11 允許網絡廣播和多播訪問
CAP_NET_ADMIN 12 允許執行網絡管理任務：接口、防火牆和路由等，詳情請參考/usr/src/linux/include/linux/capability.h文件
CAP_NET_RAW 13 允許使用原始(raw)套接字
CAP_IPC_LOCK 14 允許鎖定共享內存片段
CAP_IPC_OWNER 15 忽略IPC所有權檢查
CAP_SYS_MODULE 16 插入和刪除內核模塊
CAP_SYS_RAWIO 17 允許對ioperm/iopl的訪問
CAP_SYS_CHROOT 18 允許使用chroot()系統調用
CAP_SYS_PTRACE 19 允許跟蹤任何進程
CAP_SYS_PACCT 20 允許配置進程記帳(process accounting)
CAP_SYS_ADMIN 21 允許執行系統管理任務：加載/卸載文件系統、設置磁盤配額、開/關交換設備和文件等。詳情請參考/usr/src/linux/include/linux/capability.h文件。
