chroot

chroot是起源于Unix系统的一个操作，作用于正在运行的进程和它的子进程，改变它外显的根目录。一个运行在这个环境下，经由chroot设定根目录的程序，它不能够对这个指定根目录之外的文件进行存取动作，不能读取，也不能更改它的内容。chroot这一特殊表达可以指chroot(2)系统调用或chroot(8)应用程序。

由chroot创造出的那个根目录，叫做“chroot监牢”（chroot jail，或chroot prison）。

历史

1979年，在开发Version 7 Unix时，chroot系统调用首次问世。1982年3月18日，在4.2BSD发布前17个月，比尔·乔伊（Bill Joy）将chroot机制移植到BSD系统上，主要用于测试安装和构建系统。

1991年，威廉·齊斯韋克（William Cheswick）开发出第一个蜜罐程序，来监视入侵骇客的行动。他使用了chroot来进行实作，这是chroot最早被用于开发程序的先例，也因此，chroot创造出的根目录空间，之后被人称为软件监牢（chroot jail）。

2000年，FreeBSD团队，将原本chroot机制，导入虚拟化技术的概念，开发了新的jail系统命令，伴随着FreeBSD 4.0版一同发布。

2004年，因为骇客开发出许多可以破解chroot机制的方法，出现了jailbreak这个术语。

2005年，昇陽電腦在Solaris系统上开发出Solaris Containers，称它是吃了类固醇的chroot（chroot on steroids）。

2006年，Linux內核中开发出cgroups。2007年，被加到Linux 2.6.24版內核中。2008年，基于cgroups，开发出LXC，以及Docker。2013年被加入Linux 3.8版中。

应用

应用chroot，可以创建并运行一个隔离的虚拟软件系统拷贝。这对于以下应用是十分有用的:

测试和开发
可以经由chroot建立一个测试环境，用来测试软件。这可以減少将软件直接布署到整个生产系统中可能造成的风险。
依赖控制
可以在chroot建立的环境下，进行软件开发，组建以及测试，只保留这个程序需要的软件依赖。这可以避免在系统中预先安裝的各种软件库，影响到开发，造成软件开发者在构建软件时，可能遇到一些链接冲突。
兼容性
早期遗留软件或使用不同应用二进制接口（ABI）的软件，因为它们提供的软件库和宿主机的库之间，可能发生名称或链接冲突，可以在chroot环境下运行，以保持系统安全。
修复
当一个系统不能启动时，可以使用chroot，先从另一个根文件系统（比如从安裝媒体，或是Live CD）下开机，之后再回到受损的环境中，重新修正系统。
特权分离
将允许开启文件描述符（例如文件，管線或是网络连接）的程序放到chroot下执行，不用特地将工作所需的文件，放到chroot路径底下，这可以简化软件监牢的设计。chroot简化了安全设计，可以创造出一个沙盒环境，来执行一个有潜在危险的特权程序，以预先防御可能的安全漏洞。但值得注意的是，chroot没有足够能力去防御一个拥有特权的路径造成危害。

限制

chroot机制的设计中，并不包括抵抗特权用戶（root）的蓄意篡改。在大多数的系统中，chroot环境沒有设计出适当的堆叠，所以一个在chroot下执行的程序，可能会通过第二次chroot来获得足够权限，逃出chroot的限制。为了减轻这种安全漏洞所带来的风险，在使用chroot后，在chroot下执行的程序，应该尽快放弃root权限，或是改用其他机制來替代，例如FreeBSD jail。在某些操作系统中，例如FreeBSD，已经采取预防措施，来防止第二次chroot的攻击[1]。

  • 在支持设备节点的文件系统中，一个在chroot中的root用户仍然可以创建设备节点和挂载在chroot根目录的文件系统；尽管，chroot机制不是被打算用来阻止低特权用户级访问系统设备。
  • 在启动时，程序都期望能在某些预设位置找到scratch space，配置文件，设备节点和共享库。为了使chroot能够正常启动，在运行chroot的目录必须包含这些最基本的文件，这使得chroot难以作为一般的沙箱来使用。
  • 只有root用户可以执行chroot。这是为了防止用户把一个setuid的程序放入一个特制的chroot监牢（例如一个有着假的/etc/passwd和/etc/shadow文件的chroot监牢）由于引起提权攻击。
  • chroot不是为限制资源的使用而设计，如I/O，带宽，磁盘空间或CPU时间。大多数Unix系统都没有以完全文件系统为导向，以即给可能通过网络和过程控制，通过系统调用接口来提供一个破坏chroot的程序。

一些Unix系统提供扩展的chroot机制（一般称为操作系统层虚拟化）用于解决上述部分限制。包括:

在chroot中使用图形界面

在chroot环境中使用图形界面是可能的，参见以下几个方案：

  • xhost
  • 使用内置像Xnest这样的X服务，或现代一点的Xephyr（或者在监牢中启动真正的X服务）
  • 通过开启X11转发（X11 forwarding）的 SSH连接到chroot中（ssh -X）
  • 当一个X服务启动是设置为不监听tcp端口或没有可用的SSH服务器时，使用openroot
  • 通过一个X11 VNC服务，链接到在外环境的VNC客户端

参见

参考
  1. . [2011-01-25]. （原始内容存档于2019-09-24）.

外部链接
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