Benutzer authentifizieren

Bei der Anmeldung am System greifen Programme wie login oder gdm3 über eine Bibliothek namens PAM auf die Benutzer- und Gruppen-Datenbanken zu. In größeren Netzwerken verwaltet man diese Datenbanken gerne zentral in einem LDAP-Verzeichnis und realisiert SSO über Kerberos.

Benutzer-Datenbank

Traditionell verwaltet Unix Benutzer in der Textdatei /etc/passwd. Ursprünglich wurde dort auch ein Streuwert des Passworts gespeichert. Da alle Benutzer die Datei lesen können, steht in dieser Spalte nur noch ein x oder ein ! für gesperrte Konten. Das Paket base-passwd reserviert die kleinen Nummern für traditionell fest zugeordnete Rollen. Daemonen erhalten UIDs ab 100 und Menschen ab 1000.

C-Datenstruktur `passwd` und LDAP Objektklasse `posixAccount`
passwd	posixAccount	Beispiel	Beschreibung
pw_user	uid	phrank	Benutzername
pw_passwd	userPassword	x	Streuwert des Passworts
pw_uid	uidNumber	1000	Numerische Identifikation des Benutzers
pw_gid	gidNumber	1000	Numerische Identifikation der primäre Gruppe
pw_gecos	cn	Frank Hoffmann	Vor- und Nachname
pw_dir	homeDirectory	/home/phrank	Benutzerverzeichnis
pw_shell	loginShell	/bin/bash	Befehlsinterpreter

Gruppen-Datenbank

Die Textdatei /etc/group listet Gruppen und deren Mitglieder auf. Normalerweise ist die Zuordnung festgelegt. Der Administrator kanne einer Gruppe aber auch ein Passwort geben, mit dem Nicht-Mitglieder für die Dauer einer Sitzung der Gruppe beitreten können. Die Streuwerte der Passwörter selbst sind dann in /etc/gshadow ausgelagert.

C-Datenstruktur `group` und LDAP Objektklasse `posixGroup`
group	posixGroup	Beispiel	Beschreibung
gr_name	cn	sudo	Gruppenname
gr_passwd	userPassword	x	Streuwert des Passworts
gr_gid	gidNumber	27	Numerische Gruppen-ID
gr_mem	memberUid	phrank	Benutzerliste

Passwort-Datenbank

Um Einbrechern das knacken von Passwörtern zu erschweren, werden die Streuwerte der Passwörter in der nur vom Administrator lesbaren Datei /etc/shadow gespeichert oder von einem Dienst wie Kerberos verwaltet.

C-Datenstruktur `spwd` und LDAP Objektklasse `shadowAccount`
spwd	shadowAccount	Beispiel	Beschreibung
sp_namp	uid	phrank	Benutzername
sp_pwdp	userPassword	$6$9Ah…	Streuwert des Passworts
sp_lastchg	shadowLastChange	17370	Epochen-Tag der letzten Änderung
sp_min	shadowMin	0	Nächste Änderung frühestens
sp_max	shadowMax	99999	Nächste Änderung spätestens
sp_warn	shadowWarning	7	Tage bis Ablaufwarnung
sp_inact	shadowInactive		Tage bis Kontosperrung
sp_expire	shadowExpire		Datum der Kontosperrung
sp_flag	shadowFlag		Reserviert

Mit diesen Mitteln lassen sich häufige Änderungen des Passworts erzwingen und Konten zu einem Stichtag sperren, zum Beispiel, wenn ein Mitarbeiter die Firma verlässt. Zeiteinheiten werden in Tagen seit Beginn der Unix-Epoche berechnet.

Schema	Salz	Streuwert	Algorithmus	POSIX	GNU	BSD
	2	8	DES	☑	☑	☑
_	?	?	BSD	☐	☐	☑
1	16	22	MD5	☐	☑	☑
2	16	?	bcrypt	☐	☐	☑
3		?	NTHASH	☐	☐	☑
5	16	43	SHA-256	☐	☑	☑
6	16	86	SHA-512	☐	☑	☑
sha1	40000	38	PBKDF	☐	☐	☑

Name Service Switch

Der NSS assoziiert die verfügbaren Datenbanken mit einer oder mehreren Quellen (Services). Im einfachsten Fall sind es die oben beschriebenen Textdateien, es können aber auch zentralisierte Dienste angezapft werden. Die Implementierung befindet sich in einer Bibliothek namens /lib/x86_64-linux-gnu/libnss_Service.so.

Datenbanken für den Name Service Switch
Datenbank	Datei	Beschreibung
passwd	/etc/passwd	Benutzerliste
group	/etc/group	Gruppen-Mitglieder
shadow	/etc/shadow	Streuwerte der Passwörter der Benutzer
gshadow	/etc/gshadow	Streuwerte der Passwörter von Gruppen
aliases	/etc/aliases	Generische Elektropost-Adressen
hosts	/etc/hosts	Netzwerk-Adressen zu Hostnamen
networks	/etc/networks	Registrierte Netzwerke
services	/etc/services	Namen zu Portnummern
protocols	/etc/protocols	Transport-Protokolle
ethers	/etc/ethers	Statische MAC- Adressen.
rpc	/etc/rpc	Portmapper Daemon
publickey	/etc/publickey	Schlüssel für Sun-RPC
netgroup	/etc/netgroup	NIS Netzgruppen

Für die Datenbanken passwd, group und shadow stehen folgende Service-Module zur Verfügung:

files: Klassische Textdateien
compat: Textdateien mit Auswertung der NIS+ Syntax für Netgroups
nis, nisplus: Network Information System (Sun Yellow Pages)
hesiod: Namensdienst aus dem Project Athena (MIT)
sss: System Security Services Daemon (Redhat FreeIPA)
ldap: Lightweight Directory Access Protocol
winbind: Windows Internet Name Service (Samba oder Microsoft Active Directory)
systemd: Administrator (root) und dynamisch in Unit-Dateien angelete Benutzer (DynamicUser=User)
mymachines: Container mit User-Namespacing (systemd-nspwan)

Abfragen der konfigurierten Datenbanken:

getent passwd User
phrank:x:1000:1000:Frank,,,:/home/phrank:/bin/bash

Pluggeable Authentication Modules

Jedes Programm, das Benutzer via PAM authentifizieren möchte, legt unter /etc/pam.d eine Datei ab, die regelt, wann welche Module befragt werden. Die Konfiguration hat 4 Spalten:

type

Rolle des Moduls:

auth: Passwort prüfen
account: Zugangsberechtigung prüfen
session: Sitzung initialisieren
password: Passwort ändern

flag

Optionalität des Moduls:

required: Alle Module müssen erfolgreich sein
sufficient: Mindestens ein Modul muss erfolgreich sein
optional: Modul darf auch fehlschlagen
requisite: Abbruch beim ersten Fehler

path

Name des Moduls (siehe unten)

args

Zusätzliche Argumente, zum Beispiel:

debug: Alles protokollieren
no_warn: Fehler nicht protokollieren
use_first_pass: Passwort wiederverwenden
try_first_pass: Wiederverwenden oder neues Passwort anfordern

Die Module selbst liegen unter /lib/x86_64-linux-gnu/security/pam_Module.so.

Modul	Konfiguration	Beschreibung
pam_permit.so		Gelingt immer
pam_deny.so		Versagt immer
pam_unix.so	/etc/nsswitch.conf	Zugriff auf Benutzer- und Passwort-Datenbank
pam_krb5.so	/etc/krb5.conf	Prüft Kerberos-Passwort und erzeugt TGT
pam_ldap.so	/etc/ldap/ldap.conf	Prüft `userPassword` im LDAP-Verzeichnis
pam_winbind.so	/etc/samba/smb.conf	Verwendet Samba oder Active Directory
pam_sss.so	/etc/sssd.conf	Verwendet System Security Services Daemon
pam_ssh.so	~/.ssh/id_rsa	Startet den `ssh-agent`
pam_gnome_keyring.so		Startet den `gnome-keyring-daemon`
pam_env.so	/etc/environment	Setzt Umgebungsvariablen
pam_mount.so	/etc/security/pam_mount.conf	Bindet verschlüsseltes Dateisystem ein
pam_encfs.so	/etc/security/pam_encfs.conf	Bindet verschlüsseltes Verzeichnis ein
pam_mkhomedir.so	/etc/skel	Erzeugt das Benutzerverzeichnis dynamisch

pam-auth-update(8) schaltet interaktiv einzelne Module an- oder aus.

Administrator werden

Benutzer in der Gruppe sudo dürfen das gleichnamige Kommando verwenden, um nach Eingabe ihres Passworts Befehle mit Administrator-Rechten ausführen.

adduser User sudo

Keine gute Idee ist es, ganz auf die Eingabe des Passworts zu verzichten. Das ginge so:

/etc/sudoers
# Superuser is omnipotent
root ALL=(ALL:ALL) ALL

# Members of the sudo group may gain root privileges
%sudo ALL=(ALL:ALL) ALL

# This user does not need a password. Don't do this!
User ALL=NOPASSWD: ALL

Werkzeug

Dem Administrator stehen folgende Werkzeuge zur Verfügung:

adduser: Legt ein neues Benutzerkonto mit Standardwerten aus /etc/adduser.conf an oder ordnet Benutzer weiteren Gruppen zu.
useradd: Erzeugt nur den Eintrag in der Passwortdatenbank.
usermod: Ändert einzelne Attribute eines existierenden Benutzerkontos.
userdel: Löscht ein Benutzerkonto, mit -r auch das Benutzerverzeichnis und das Postfach.

Der Benutzer selbst kann nur bestimmte Attribute seines Kontos ändern:

passwd: Ändert das eigene Passwort
chsh: Ändert die Login-Shell
chfn: Ändert Vor- und Nachname im Gecos Feld

Literatur

Debian Wiki: SystemGroups
Freedesktop: nss-systemd(2)
Debian Wiki: Authenticating Linux with Active Directory
James Y. Knigh: Setting up a Linux system to do single-sign-on with Active Directory