Linux特殊权限位详解：SUID、SGID和Sticky Bit

在Linux系统中，除了我们熟悉的读（r）、写（w）、执行（x）权限外，还有三个特殊的权限位：SUID（Set User ID）、SGID（Set Group ID）和Sticky Bit。这些特殊权限位在系统管理和安全配置中扮演着重要角色，正确理解和使用它们对于维护系统安全至关重要。

Linux特殊权限位示意图

这个图表直观地展示了三种特殊权限位的基本概念、显示方式和典型特征。接下来，我们将详细介绍每种权限位的工作原理和使用场景。

一、SUID（Set User ID）权限位

1.1 什么是SUID？

SUID是一种特殊的权限位，当设置在可执行文件上时，无论哪个用户执行该文件，程序都会以文件所有者的身份运行，而不是以执行该程序的用户身份运行。

1.2 SUID的显示方式

在ls -l命令的输出中，SUID权限位显示为所有者执行权限位上的s字符。例如：

-rwsr-xr-x 1 root root 36000 Jan 10 15:30 /usr/bin/passwd

如果文件的所有者原本没有执行权限，但设置了SUID位，则会显示为大写的S。

1.3 SUID的工作原理

当用户执行一个设置了SUID位的程序时，系统会将进程的有效用户ID（EUID）临时切换为文件所有者的ID，而实际用户ID（RUID）保持不变。这样，程序就获得了文件所有者的权限。

1.4 SUID的典型应用场景

SUID最常见的应用场景是允许普通用户执行需要较高权限的操作。例如：

/usr/bin/passwd：允许普通用户修改自己的密码，需要写入/etc/passwd或/etc/shadow文件
/usr/bin/su：允许用户切换到其他用户账户
/usr/bin/sudo：允许授权用户以其他用户身份执行命令

1.5 SUID演示代码

下面是一个演示SUID权限效果的C语言程序：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

int main() {
    // 获取实际用户ID和有效用户ID
    uid_t real_uid = getuid();
    uid_t effective_uid = geteuid();
    
    printf("实际用户ID (RUID): %d\n", real_uid);
    printf("有效用户ID (EUID): %d\n", effective_uid);
    
    // 演示如何临时放弃特权
    if (real_uid != effective_uid) {
        printf("\n注意：有效用户ID与实际用户ID不同，程序可能设置了SUID位\n");
        
        // 保存有效用户ID，然后临时切换到实际用户ID
        printf("\n临时放弃特权...\n");
        if (seteuid(real_uid) == 0) {
            printf("切换后 - 有效用户ID (EUID): %d\n", geteuid());
            
            // 在这里可以执行非特权操作
            printf("执行非特权操作...\n");
            
            // 恢复特权
            printf("恢复特权...\n");
            if (seteuid(effective_uid) == 0) {
                printf("恢复后 - 有效用户ID (EUID): %d\n", geteuid());
            } else {
                perror("恢复特权失败");
            }
        } else {
            perror("放弃特权失败");
        }
    } else {
        printf("\n有效用户ID与实际用户ID相同，SUID位可能未设置\n");
    }
    
    return 0;
}

你可以通过以下步骤编译和测试这个程序：

# 编译程序
gcc uid_demo.c -o uid_demo

# 设置SUID位（需要root权限）
sudo chown root:root uid_demo
sudo chmod 4755 uid_demo

# 以普通用户身份运行
./uid_demo

1.6 SUID的工作原理与安全机制深入解析

为什么普通用户不能利用SUID程序做其他事情？

以/usr/bin/passwd文件为例，虽然它设置了SUID权限使普通用户能够修改自己的密码，但普通用户为什么不能利用这一点去做其他事情呢？

核心原因分析：

SUID的本质：SUID只是把可执行文件的有效UID (EUID) 设置为文件所有者（通常为root），但这只是进程的权限属性，不等同于”把一个交互式root shell交给普通用户”。
程序行为受限：程序行为受限于它本身的代码 —— 只有程序显式执行的操作会以EUID权限发生（例如passwd只实现修改密码所需的文件写入与验证逻辑）。
多层安全保护：
- 内核与工具链保护：对于setuid程序，动态链接器会忽略LD_PRELOAD/LD_LIBRARY_PATH等环境变量，shell环境也会被清理，避免被注入恶意库或控制流。
- 文件系统与内核限制：挂载选项（如nosuid）、SELinux/AppArmor、seccomp、CAP_*能力控制等都会限制SUID程序能做的事情。
- 真实UID（RUID）仍然是调用者的UID，很多操作需要同时满足多种检查或程序主动切换UID（seteuid()/setuid()）。
passwd的安全实现：
- passwd以EUID=root运行以便写入通常只有root能写的/etc/shadow（或调用PAM接口）。
- passwd对输入做严格验证，并且不会把控制权交给用户（不会直接spawn一个交互式root shell）。

为什么普通用户不能修改其他用户的密码？

即使passwd程序以EUID=root运行，普通用户仍然不能修改其他用户的密码，这是因为：

程序内部权限检查：EUID=root只是赋予passwd程序在执行时拥有”写/etc/shadow等受限资源”的能力，但程序本身会做权限检查：只有当调用者是该账户本人（非特权用户修改自己的密码）或程序检测到是以root身份（真实或有效UID为0）运行时，才允许修改指定用户的密码。

典型实现逻辑（伪代码）：

if caller是root → 允许修改任意用户的密码（无需当前密码）
else if caller是target user → 要求输入当前密码并验证，验证通过后只修改该用户的条目
else → 拒绝

PAM安全框架：PAM（Pluggable Authentication Modules）和shadow库还会进一步强制策略（是否需要当前密码、密码复杂度、锁定等），并由内核/库确保只能通过受控接口修改密码文件（避免任意写入）。

1.7 RUID、EUID和SUID的区别与联系

核心概念定义：

RUID（Real UID，真实UID）
- 启动进程的用户ID（表示是谁启动了进程）。
- 用于记录归属，部分安全决策与恢复权限时会用到。
EUID（Effective UID，有效UID）
- 内核做权限检查（访问文件、打开设备等）时使用的UID。
- 当可执行文件带有文件SUID位或进程调用seteuid()/setuid()时，EUID会不同于RUID。
SUID（Set-user-ID）
- 文件层面：在可执行文件上设置的位（chmod 4755），运行该文件时进程的EUID会被设置为该文件的所有者（常为root）。
- 进程层面：POSIX还有Saved UID（保存的UID），用于在切换EUID后能恢复之前的EUID。

完整的UID信息查看演示代码

下面的程序可以查看进程的真实UID、有效UID和保存的UID：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(void) {
    uid_t r, e, s;
    if (getresuid(&r, &e, &s) == 0) {
        printf("RUID=%d EUID=%d SUID=%d\n", (int)r, (int)e, (int)s);
    }
    return 0;
}

编译和测试步骤与前面相同，可以观察三种UID的区别。

1.8 SUID的安全风险

SUID是一个强大但危险的机制，如果使用不当，可能导致严重的安全问题：

攻击者可能利用有漏洞的SUID程序提升权限
错误配置的SUID程序可能被用来绕过系统安全策略

1.9 安全使用SUID的最佳实践

仅对必要的程序设置SUID位
确保SUID程序的所有者是root或其他特权用户
限制SUID程序的写权限，确保只有授权用户可以修改
定期审查系统中的SUID程序
在编写SUID程序时，遵循最小权限原则，及时放弃特权
清理环境变量、禁用不安全的行为，避免exec可被利用

二、SGID（Set Group ID）权限位

2.1 什么是SGID？

SGID类似于SUID，但它影响的是组权限。当设置在可执行文件上时，程序会以文件所属组的身份运行。当设置在目录上时，该目录中创建的新文件和目录将继承该目录的组所有权。

2.2 SGID的显示方式

在ls -l命令的输出中，SGID权限位显示为组执行权限位上的s字符。例如：

-rwxr-sr-x 1 root staff 10240 Jan 10 15:30 /usr/bin/wall

对于目录：

drwxr-sr-x 2 root shared 4096 Jan 10 15:30 shared_dir

2.3 SGID的工作原理

对可执行文件：当用户执行设置了SGID位的程序时，进程的有效组ID（EGID）会被设置为文件所属组的ID
对目录：在设置了SGID位的目录中创建的新文件和目录，其组所有权将继承该目录的组所有权，而不是创建者的有效组ID

2.4 SGID的应用场景

可执行文件：允许程序以特定组的权限访问资源，如wall命令以tty组权限运行
目录：在多用户协作环境中，确保团队成员创建的文件自动属于团队组，方便共享

2.5 SGID演示代码

以下是一个演示SGID效果的程序：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    // 获取实际组ID和有效组ID
    gid_t real_gid = getgid();
    gid_t effective_gid = getegid();
    
    printf("实际组ID (RGID): %d\n", real_gid);
    printf("有效组ID (EGID): %d\n", effective_gid);
    
    // 演示SGID目录行为
    if (argc > 1) {
        char *dir_path = argv[1];
        char file_path[256];
        
        // 构造文件路径
        snprintf(file_path, sizeof(file_path), "%s/test_file.txt", dir_path);
        
        printf("\n尝试在目录 %s 中创建文件...\n", dir_path);
        
        // 创建一个测试文件
        int fd = open(file_path, O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC, 0644);
        if (fd != -1) {
            const char *content = "这是一个测试文件，用于演示SGID目录的行为。\n";
            write(fd, content, strlen(content));
            close(fd);
            printf("文件已创建: %s\n", file_path);
            printf("请使用 'ls -l %s' 检查文件的组所有权\n", file_path);
        } else {
            perror("创建文件失败");
        }
    } else {
        printf("\n用法: %s <sgid_dir_path>\n", argv[0]);
        printf("请提供一个设置了SGID位的目录路径\n");
        return 1;
    }
    
    return 0;
}

2.6 如何设置SGID

设置文件的SGID：chmod g+s filename 或 chmod 2755 filename
设置目录的SGID：chmod g+s directory 或 chmod 2775 directory

三、Sticky Bit权限位

3.1 什么是Sticky Bit？

Sticky Bit（粘着位）主要用于目录，它限制了删除操作：在设置了Sticky Bit的目录中，只有文件的所有者、目录的所有者或root用户才能删除、重命名或移动文件，即使其他用户对该目录具有写权限。

3.2 Sticky Bit的显示方式

在ls -l命令的输出中，Sticky Bit显示为其他用户执行权限位上的t字符。例如：

drwxrwxrwt 10 root root 4096 Jan 10 15:30 /tmp

3.3 Sticky Bit的工作原理

当目录设置了Sticky Bit后，Linux内核会在执行删除、重命名或移动操作时进行额外的检查，确保操作执行者有权限执行这些操作。

3.4 Sticky Bit的典型应用场景

/tmp和/var/tmp目录：这些是系统临时目录，所有用户都可以写入，但不应该允许用户删除其他用户的文件
多用户共享目录：确保用户只能管理自己的文件

3.5 Sticky Bit演示脚本

以下是一个演示Sticky Bit效果的Shell脚本：

#!/bin/bash

# Sticky Bit 演示脚本
# 这个脚本演示了在设置了Sticky Bit的目录中，用户只能删除自己的文件

echo "=== Sticky Bit 演示脚本 ==="
echo

# 创建测试目录
TEST_DIR="sticky_test_dir"
echo "1. 创建测试目录: $TEST_DIR"
mkdir -p $TEST_DIR

# 设置目录权限为777（所有用户可读、可写、可执行）
echo "2. 设置目录权限为777"
chmod 777 $TEST_DIR

echo "3. 当前目录权限:"
ls -ld $TEST_DIR

# 创建几个测试文件，模拟不同用户创建的文件
echo "4. 在目录中创建测试文件（模拟不同用户）"
echo "文件内容 - 由用户A创建" > $TEST_DIR/file_by_userA.txt
echo "文件内容 - 由用户B创建" > $TEST_DIR/file_by_userB.txt
echo "文件内容 - 由用户C创建" > $TEST_DIR/file_by_userC.txt

echo "5. 目录中的文件列表:"
ls -l $TEST_DIR

# 演示没有Sticky Bit时的情况
echo "\n=== 没有Sticky Bit的情况 ==="
echo "6. 尝试删除其他用户的文件（没有Sticky Bit时）"
# 在真实环境中，这取决于文件权限和用户权限
# 这里我们只是模拟这个行为
echo "注意：在真实环境中，没有Sticky Bit时，具有写权限的用户可以删除其他用户的文件"

# 设置Sticky Bit
echo "\n=== 设置Sticky Bit后 ==="
echo "7. 设置Sticky Bit:"
chmod +t $TEST_DIR

echo "8. 设置Sticky Bit后的目录权限:"
ls -ld $TEST_DIR
echo "注意：现在权限显示末尾有't'，表示已设置Sticky Bit"

echo "\n9. Sticky Bit效果说明:"
echo "   - 在设置了Sticky Bit的目录中，用户只能删除/重命名/移动自己拥有的文件"
echo "   - 即使目录权限是777，用户也不能删除其他用户的文件"
echo "   - 只有目录的所有者或root用户可以删除任何文件"

echo "\n10. 常见的Sticky Bit使用场景:"
echo "    - /tmp目录：通常设置为1777权限（rwxrwxrwt）"
echo "    - /var/tmp目录：也常设置Sticky Bit"
echo "    - 共享工作目录：多用户协作环境"

3.6 如何设置Sticky Bit

设置目录的Sticky Bit：chmod +t directory 或 chmod 1777 directory

四、特殊权限位的八进制表示

在使用chmod命令设置权限时，可以使用八进制数字来表示特殊权限位：

SUID: 4（二进制：100）
SGID: 2（二进制：010）
Sticky Bit: 1（二进制：001）

这些数字与普通权限数字（r=4, w=2, x=1）结合使用，放在权限数字的最前面。例如：

chmod 4755 file：设置SUID，同时设置普通权限为所有者可读写执行，组和其他用户可读执行
chmod 2775 directory：设置SGID，同时设置普通权限为所有者可读写执行，组可读写执行，其他用户可读执行
chmod 1777 directory：设置Sticky Bit，同时设置普通权限为所有用户可读写执行

五、安全注意事项

5.1 SUID/SGID的安全风险

权限提升：如果SUID程序存在安全漏洞，攻击者可能利用它获取root权限
权限滥用：不当配置的SUID/SGID程序可能被用于执行未授权操作
维护困难：过多的SUID/SGID程序会增加系统管理和安全审计的难度

5.2 安全审计

定期检查系统中的SUID/SGID程序是安全管理的重要部分：

# 查找所有SUID程序
sudo find / -perm -4000 -type f -ls

# 查找所有SGID程序
sudo find / -perm -2000 -type f -ls

# 查找所有设置了Sticky Bit的目录
sudo find / -perm -1000 -type d -ls

5.3 最佳实践

最小权限原则：只在必要时使用特殊权限位
定期审查：定期检查系统中的特殊权限设置
使用sudo替代：对于临时需要特权的操作，优先使用sudo而非设置SUID
文件完整性监控：监控SUID/SGID文件的变更
禁用不必要的SUID/SGID程序：对于不需要的SUID/SGID程序，移除特殊权限位

六、总结

特殊权限位（SUID、SGID和Sticky Bit）是Linux权限系统中的重要组成部分，它们提供了灵活的权限控制机制，但同时也带来了潜在的安全风险。

SUID只是让指定程序在执行时拥有额外的有效权限；是否能”做其他事”取决于程序本身是否把那种能力暴露出来，以及内核/安全机制是否允许这种行为。好的SUID程序设计会严格限制权限的使用范围，确保即使以root权限运行也只能执行特定的功能。

SGID为多用户协作提供了便利，特别是在共享目录场景下，能够确保新建文件自动继承目录的组所有权。

Sticky Bit则为多用户环境提供了额外的安全保障，确保用户只能管理自己的文件，即使在权限为777的目录中也是如此。

在实际应用中，我们应该始终遵循最小权限原则，定期审查系统中的特殊权限设置，并采取必要的安全措施来防止权限滥用和提升。

通过本文的介绍，相信你已经对Linux特殊权限位有了深入的理解，可以在实际工作中更加安全、有效地使用它们。

参考资料

Linux man pages: chmod(1), stat(2), getuid(2), setuid(2)
Linux Programmer’s Manual: Permissions
《Linux系统管理技术手册》
《鸟哥的Linux私房菜》

«Linux文本处理工具精通指南：cut, tr, sort, head, tail, paste, xargs

A Detailed Guide to Linux Special Permissions: SUID, SGID, and Sticky Bit»

文档信息

本文作者：soveran zhong
本文链接：https://blog.clockwingsoar.cyou/2024/01/15/linux-special-permissions-suid-sgid-sticky-bit/
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Linux特殊权限位详解：SUID、SGID和Sticky Bit

Linux特殊权限位详解：SUID、SGID和Sticky Bit

一、SUID（Set User ID）权限位

1.1 什么是SUID？

1.2 SUID的显示方式

1.3 SUID的工作原理

1.4 SUID的典型应用场景

1.5 SUID演示代码

1.6 SUID的工作原理与安全机制深入解析

为什么普通用户不能利用SUID程序做其他事情？

为什么普通用户不能修改其他用户的密码？

1.7 RUID、EUID和SUID的区别与联系

核心概念定义：

完整的UID信息查看演示代码

1.8 SUID的安全风险

1.9 安全使用SUID的最佳实践

二、SGID（Set Group ID）权限位

2.1 什么是SGID？

2.2 SGID的显示方式

2.3 SGID的工作原理

2.4 SGID的应用场景

2.5 SGID演示代码

2.6 如何设置SGID

三、Sticky Bit权限位

3.1 什么是Sticky Bit？

3.2 Sticky Bit的显示方式

3.3 Sticky Bit的工作原理

3.4 Sticky Bit的典型应用场景

3.5 Sticky Bit演示脚本

3.6 如何设置Sticky Bit

四、特殊权限位的八进制表示

五、安全注意事项

5.1 SUID/SGID的安全风险

5.2 安全审计

5.3 最佳实践

六、总结

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