Bash中的脚本与安全审计 - 摩柯技术社区

Bash脚本基础

Bash（Bourne Again SHell）是Linux和Unix系统中最常用的命令行解释器。Bash脚本则是一系列Bash命令的集合，这些命令按照顺序执行，以完成特定的任务。

一个简单的Bash脚本示例如下：

#!/bin/bash
echo "Hello, World!"

第一行#!/bin/bash被称为shebang，它告诉系统使用/bin/bash程序来解释执行这个脚本。第二行echo "Hello, World!"则是一个Bash命令，用于在标准输出上打印文本。

变量

在Bash脚本中，变量用于存储数据。变量的定义方式很简单，例如：

name="John"
echo "My name is $name"

这里定义了一个名为name的变量，并将其赋值为John。在echo命令中，通过$name来引用这个变量的值。

Bash中有几种类型的变量：

用户定义变量：如上面示例中的name，由用户自己定义和使用。
环境变量：系统或用户设置的用于影响系统环境的变量，例如PATH变量，它定义了系统在哪些目录中查找可执行文件。可以通过echo $PATH查看其值。
位置参数变量：在脚本执行时传递给脚本的参数。$1表示第一个参数，$2表示第二个参数，以此类推。$0表示脚本本身的名称。例如：

#!/bin/bash
echo "The script name is $0"
echo "The first argument is $1"

保存为test.sh，执行./test.sh argument1，输出结果为：

The script name is ./test.sh
The first argument is argument1

控制结构

if语句：用于根据条件执行不同的代码块。基本语法如下：

if [ condition ]; then
    commands
elif [ another_condition ]; then
    other_commands
else
    fallback_commands
fi

例如，判断一个文件是否存在：

#!/bin/bash
file="test.txt"
if [ -e $file ]; then
    echo "The file $file exists."
else
    echo "The file $file does not exist."
fi

这里-e是一个测试选项，用于检查文件是否存在。

for循环：用于重复执行一段代码。有两种常见的形式：
- 基于列表的循环：

for item in apple banana cherry
do
    echo "I like $item"
done

- **基于数字范围的循环**：

for (( i=1; i<=5; i++ ))
do
    echo "The number is $i"
done

while循环：只要条件为真，就会一直执行代码块。语法如下：

while [ condition ]; do
    commands
done

例如，从1数到5：

#!/bin/bash
count=1
while [ $count -le 5 ]; do
    echo $count
    count=$((count + 1))
done

这里-le表示小于等于。

Bash脚本中的安全隐患

尽管Bash脚本功能强大，但如果编写不当，会带来严重的安全问题。

命令注入

命令注入是一种常见的安全漏洞，攻击者可以利用它在目标系统上执行任意命令。这通常发生在脚本接受用户输入并直接将其作为命令执行的情况下。

例如，下面这个存在安全隐患的脚本：

#!/bin/bash
echo "Enter a command to execute:"
read command
$command

如果攻击者输入ls; rm -rf /，那么脚本不仅会执行ls命令，还会执行rm -rf /，这将删除根目录下的所有文件，导致系统瘫痪。

为了防止命令注入，可以使用eval函数结合set -f选项来禁止文件名扩展，并且对输入进行严格的验证。例如：

#!/bin/bash
set -f
echo "Enter a command to execute:"
read command
if [[ $command =~ ^[a-zA-Z0-9_./ -]+$ ]]; then
    eval "$command"
else
    echo "Invalid command."
fi

这里通过正则表达式^[a-zA-Z0-9_./ -]+$验证输入，只允许字母、数字、下划线、点、斜杠和空格作为命令的组成部分。

未验证的输入

除了命令注入，未验证的输入还可能导致其他安全问题。例如，在处理文件路径时，如果没有对输入进行验证，攻击者可能会传入恶意路径，导致敏感文件被读取或修改。

#!/bin/bash
echo "Enter a file path:"
read path
cat $path

如果攻击者输入/etc/passwd，脚本将输出系统的用户信息，这可能包含敏感数据。为了避免这种情况，可以验证路径是否属于允许的目录范围。

#!/bin/bash
allowed_dir="/home/user/data/"
echo "Enter a file path:"
read path
if [[ $path == $allowed_dir* ]]; then
    cat $path
else
    echo "Invalid file path."
fi

权限不当

在Bash脚本中，如果使用不当的权限执行命令，可能会导致安全风险。例如，以root权限运行脚本时，如果脚本中的命令存在漏洞，攻击者可能会利用这些漏洞获取系统的最高权限。

#!/bin/bash
# 以root权限运行
sudo rm -rf /tmp/*

如果这个脚本被攻击者篡改，例如改为sudo rm -rf /，将会造成严重的后果。为了避免这种情况，应尽量避免在脚本中使用高权限命令，除非绝对必要。如果必须使用，要对脚本进行严格的安全审计和保护。

安全审计Bash脚本

为了确保Bash脚本的安全性，需要进行全面的安全审计。

静态分析

静态分析是在不执行脚本的情况下，对脚本代码进行检查。可以使用一些工具来帮助完成静态分析，例如ShellCheck。

安装ShellCheck：在大多数Linux系统上，可以通过包管理器安装。例如，在Ubuntu上：

sudo apt install shellcheck

使用ShellCheck：对一个脚本进行检查，例如有一个test.sh脚本：

shellcheck test.sh

ShellCheck会指出脚本中可能存在的语法错误、潜在的安全问题等。例如，如果脚本中有未加引号的变量引用，ShellCheck会提示这可能导致单词拆分和路径扩展问题，从而引发安全风险。

审查敏感操作

文件和目录操作：检查脚本中对文件和目录的创建、读取、写入和删除操作。确保只有在必要时才进行这些操作，并且对涉及的路径进行严格验证。例如：

#!/bin/bash
file_path="/var/log/some_log.log"
if [ -w $file_path ]; then
    echo "Logging something..." >> $file_path
else
    echo "No write permission for $file_path"
fi

这里先检查是否有写入权限，再进行写入操作。

网络操作：如果脚本涉及网络操作，如连接到远程服务器、发送HTTP请求等，要确保对目标地址进行验证，防止连接到恶意服务器。例如，在使用curl命令时：

#!/bin/bash
url="https://example.com/api"
if [[ $url =~ ^https?://[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$ ]]; then
    curl $url
else
    echo "Invalid URL"
fi

这里通过正则表达式验证URL是否合法。

审查权限使用

sudo使用：如果脚本中使用了sudo，要检查sudo命令的参数是否安全。确保sudo执行的命令是必要的，并且不能被攻击者轻易篡改。例如：

#!/bin/bash
# 正确使用sudo，指定具体命令
sudo apt update

避免使用sudo执行用户输入的命令，如：

#!/bin/bash
echo "Enter a command to run with sudo:"
read command
sudo $command  # 这是非常危险的

文件和目录权限：检查脚本中创建的文件和目录的权限设置。确保文件和目录的权限不会过于宽松，导致敏感信息泄露或被恶意修改。例如，创建一个新文件时：

#!/bin/bash
touch new_file.txt
chmod 600 new_file.txt

这里将文件权限设置为只有文件所有者可读可写，防止其他用户访问。

审查输入验证

对脚本中所有接受用户输入的部分进行审查，确保输入得到了充分的验证。验证可以包括数据类型、长度、格式等方面。例如，验证输入是否为数字：

#!/bin/bash
echo "Enter a number:"
read num
if [[ $num =~ ^[0-9]+$ ]]; then
    echo "You entered a valid number: $num"
else
    echo "Invalid input. Please enter a number."
fi

如果脚本接受多个输入，要分别对每个输入进行验证，防止攻击者利用未验证的输入进行攻击。

动态分析

动态分析是在脚本运行时对其行为进行监测。可以使用一些工具来进行动态分析，例如strace。

安装strace：在大多数Linux系统上，可以通过包管理器安装。例如，在CentOS上：

sudo yum install strace

使用strace：对一个脚本进行监测，例如有一个test.sh脚本：

strace -f -o trace.log ./test.sh

-f选项用于跟踪脚本创建的子进程，-o选项用于将跟踪结果输出到trace.log文件中。通过分析trace.log文件，可以了解脚本在运行过程中执行的系统调用，从而发现潜在的安全问题。例如，如果脚本意外地尝试打开敏感文件，strace会记录下这个操作，帮助审计人员发现问题。

安全编写Bash脚本的最佳实践

最小权限原则：在脚本中使用尽可能低的权限执行操作。只有在绝对必要时才使用高权限，并且在使用后立即降低权限。例如，如果需要以root权限安装软件包，可以先使用sudo安装，然后在后续操作中以普通用户权限执行。

#!/bin/bash
# 以root权限安装软件包
sudo apt install some_package
# 切换回普通用户权限继续操作
# 假设普通用户为user1
su - user1 -c "echo 'Continuing with normal user operations'"

输入验证：对所有来自外部的输入进行严格验证，包括用户输入、环境变量、命令行参数等。使用正则表达式、数据类型检查等方法确保输入的合法性。
避免使用eval：eval函数虽然强大，但容易导致命令注入风险。尽量避免使用eval，如果必须使用，要对传入的字符串进行严格的验证和转义。
加密敏感数据：如果脚本中包含敏感数据，如密码、密钥等，要对这些数据进行加密存储。可以使用系统提供的加密工具，如openssl。例如，加密一个密码：

password="my_secret_password"
encrypted_password=$(echo $password | openssl enc -aes -256 -salt -pass pass:my_salt)
echo $encrypted_password

在使用时，再进行解密。 5. 定期更新和审查脚本：随着系统环境和安全要求的变化，脚本也需要定期更新和审查。及时修复发现的安全漏洞，确保脚本始终保持安全。

通过遵循这些最佳实践，可以大大提高Bash脚本的安全性，减少安全风险。同时，结合静态分析、动态分析等安全审计方法，可以进一步保障脚本在各种情况下的安全性。在实际的开发和运维工作中，要重视Bash脚本的安全问题，确保系统的稳定和数据的安全。