PAM 小窍门
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作者：MICHAEL W LUCAS
可插拔身份验证模块（PAM）也许是 FreeBSD 中最不被理解、但部署最广泛的部分。每个 FreeBSD 系统都通过 OpenPAM 套件使用 PAM。大多数系统管理员都不会去修改它；如果他们不得不更改，只能按照那些看起来模糊合理的网上贴子来操作。PAM 看起来比实际要简单，但这种简单性可能会让你无意中制造出复杂性。使用 PAM 的关键就在于避免这种情况发生。
在本文中，我们将探讨 PAM 的组成部分和配置，帮助你避免一些常见错误，并找出调试错误的方法。
大家都认同，用户名和密码并不是一个理想的认证系统，但对于替代方案却众说纷纭。不同的环境有不同的需求，也许你需要 Kerberos、LDAP 或 SSH 证书；也许你用硬件 DNA 扫描仪，或者用为个人牙齿模型定制的咬合护具来认证系统管理员。每种认证方法都需要自己独立的代码。你可以尝试编译每个程序以支持所有可能的认证方法，但这会导致代码量无限膨胀；或者你可以为每种认证方法构建一个兼容的共享库，仅在需要使用该方法时加载对应的库。这就是“可插拔”的意义所在。每个库就是一个“认证模块”，简称“模块”。
FreeBSD 的 OpenPAM，就像原始 Solaris 的 PAM 一样，只处理认证和与认证相关的任务。如果你曾经使用 Linux，就会发现 Linux-PAM 的开发者认为标准 PAM 过于简单，于是将其他功能挤进了他们的认证栈。而 OpenPAM 中的功能和工具适用于大多数 PAM 栈。
在 /etc/pam.d 中为 FreeBSD 基本系统配置 PAM，而在 /usr/local/etc/pam.d 中为各个软件包配置 PAM。每个守护进程都有自己的配置文件，其文件名与程序名称相同，用于定义 PAM 策略。比如，你可以去看看 sshd(8) 的配置文件 /etc/pam.d/sshd，你会看到很多类似这样的行。
每一行对应一条 PAM 规则。每条规则包含四个组成部分：类型、控制、模块以及模块参数。
第一个示例中，规则的类型为 auth，控制为 sufficient，模块为 pam_opie.so，模块参数则为 no_warn 和 no_fake_prompts。
认证不仅仅是用户凭据的问题。系统还必须检查是否允许访问、为用户提供资源，并允许对认证系统本身进行管理。这就是类型声明发挥作用的地方。
auth 类型：验证用户的认证信息并设置资源限制。如果你错误地输入了密码或提供了一个不存在的用户名，auth 规则会拒绝你。auth 规则还用于设定限制，例如最大进程数或内存使用量。上面已经提到了 auth 规则。
account 类型：基于除用户认证之外的限制来控制访问。如果用户尝试在非工作时间登录，account 规则会阻止该访问。
session 类型：处理服务器端的设置。一个命令行用户需要一个虚拟终端、一个主目录，并且可能需要一条记录表明他们已经登录。而匿名 FTP 用户则不应获得虚拟终端，并且只能访问特定的目录。session 规则处理所有这些。
password 类型：处理认证更新。强制密码更改就是由 password 规则完成的。
你可能在防火墙和服务器配置中见过访问控制列表。PAM 规则类似于访问控制列表。每个模块可以拒绝、失败或者对认证请求“持中立态度”。控制语句告诉 PAM 如何处理每个模块的决策。PAM 有四种常用的控制语句：required、requisite、optional 和 sufficient。
required 控制：表示该模块必须返回成功才能允许访问。如果该模块成功，用户将获得访问权限，除非后续的规则阻止访问。即使一个 required 模块失败，PAM 也会继续处理后续规则。
requisite 控制：与 required 控制类似，但如果认证模块失败，则规则处理立即停止。这可能会泄露认证失败的原因。
optional 控制：用于支持附加功能，比如 SSH 代理或 Kerberos。只有在没有其他模块拒绝或接受该会话的情况下，它们才能决定允许或拒绝访问。你可以用 optional 控制来实现例如在认证失败后增加下次尝试之间的等待时间等功能。
sufficient 控制：表示如果该模块成功且之前没有任何 required 控制失败，则用户立即获得访问权限，规则处理随即停止。如果该模块失败，PAM 不会因此拒绝访问。
PAM 模块是实现特定认证功能的共享库。密码处理是一种模块；LDAP 验证是一种模块；与 SSH 代理交互也是一种模块。要理解 PAM 策略，你需要知道每个模块的具体作用。每个 OpenPAM 模块，以及大多数附加模块，都有对应的手册页。当你第一次解析一个 PAM 策略时，会阅读大量的手册页。
每个模块还可以带有参数。虽然每个模块都可以有自己特定的参数以满足其需求，但大多数模块也接受一些通用参数。
debug 标志会记录额外的信息，以期帮助你弄清楚为何认证没有按预期工作。
no_warn 标志会抑制任何关于认证请求被拒绝原因的用户反馈。
对于密码处理模块，有两个特殊参数：try_first_pass 和 use_first_pass。
try_first_pass 选项会重用用户之前输入的密码，但如果不行，该模块可以再次提示用户输入密码。
use_first_pass 选项则要求模块使用用户之前输入的密码，如果不成功，则直接拒绝该请求。
让我们再来看一下 sshd(8) 的示例规则。这些都是 auth 规则，因此涉及接受或拒绝登录凭据。先来看第一条规则……
这条规则是 sufficient 类型的规则。如果该模块成功，认证请求就被允许，并且规则处理会立即停止。
该模块是 pam_opie.so。根据手册页 pam_opie(8)，我们知道它支持 OPIE。你可能需要做一些进一步的研究，以了解 OPIE 是指“一切中的一次性密码”。这条规则声明，如果有人使用 OPIE 进行认证，他们会立即获得访问权限。
这条规则是 requisite 类型的规则。如果它失败，规则处理会立即停止。这看起来……相当严格？
这条规则针对的是另一个 OPIE 模块，pam_opieaccess。既然在前一条规则中使用 OPIE 认证的用户会立即获得访问权限，那么为什么还要有另一条 OPIE 规则呢？查阅 pam_opieaccess(8) 手册可以发现，该模块用于检查用户是否配置为必须使用 OPIE。如果一个用户被配置为必须使用 OPIE，而他们正确地输入了 OPIE 信息，就绝不应该触发这条规则；相反，他们应该被拒之门外。
现在请看第三条规则。
这是一条 required 规则。进入到这一层的用户必须通过该模块，否则将被拒绝访问。 pam_unix(8) 模块检查密码文件，实现标准的用户名和密码认证。因此，该策略可以总结如下：
如果用户通过 OPIE 认证，则立即允许访问；否则继续往下检测。
如果用户被配置为必须使用 OPIE，则拒绝他们。正确输入密码的 OPIE 用户永远不会走到这里。
如果用户输入了正确的用户名和密码，则允许访问。
大多数账户不要求使用 OPIE，因此认证过程会直接转到密码文件的验证。这部分显得非常简略。那么，对于使用无效 shell 或设置为 nologin(8) 的用户呢？或者那些当前不允许登录的用户呢？这些情况属于 account 规则，而不是 auth 规则。如果你查看 /etc/pam.d/sshd，会看到专门检查用户访问权限的 account 规则部分。
人们通常是在组织开始要求两因素认证时才接触到 PAM。可能是 Google Authenticator、Yubikey 或 Cisco 的 Duo。也许你还有专用的认证硬件，可以读取声纹、指纹或嗅觉特征。接下来，我们将使用后面三种构建一些不太常见的认证规则。下面是一个相当简单的例子。由于我还没看过这些不存在模块的文档，所以我将忽略那些选项。
这三个策略都是必需的。用户必须提交正确的声纹和指纹，而且还得气味合适，才能完成认证。
中间的策略（针对 pam_finger.so）是 requisite 类型的规则。如果该规则失败，认证检查会立即停止，并且应用程序会收到失败通知。进行气味分析开销很大，我们不希望浪费资源。
也许你希望允许用户选择使用哪种认证方法。
在这里，我们的前两种认证方法都是 sufficient 类型的。用户可以选择使用声纹或者指纹进行认证。如果这两种方法都失败了，用户就必须提供他们的“臭味”。我也可以将最后一条规则设为 sufficient，但如果策略在此结束，我会希望添加另一条规则，调用 pam_deny.so 来明确拒绝认证。
你的精心调校的策略不起作用？那就糟糕了。PAM 提供的显式调试非常有限，你只有三个选择：debug 参数、pam_echo 和 pam_exec。
许多模块支持 debug 参数。这可能会将调试信息传递给用户，也可能会将调试信息输出到日志文件，或者什么也不做。模块会忽略不支持的参数，因此在策略中到处添加 debug 参数不会让 PAM 变得更糟。
pam_echo(8) 模块接受一个文本字符串作为参数，这个字符串会传回给用户。这些规则总是设为 optional 类型。让我们在其中一个实验性策略中添加一些 echo 调试信息。
如果你觉得这看起来就像在代码中到处散布 printf() 调用，那你说对了。对于 1990 年代的 Sun 来说这已经足够用了，对你来说也同样适用。
如果程序将输出反馈给用户，他们将在终端上看到调试语句。如果 debug 参数没有提供有用的信息，而且程序也不会将调试输出回显给用户，那么你就可以使用 pam_exec(8) 来进行更复杂的调试。
pam_exec 模块可以为你执行任意命令。是的，这意味着你可以编写 Perl 脚本，通过网络从 Microsoft Excel 表格中验证用户凭据，但我希望你不会因此而自讨苦吃。大多数情况下，pam_exec 只是让入侵者有机会干扰你的认证过程，不过它非常适合用来调用一个小型的 shell 脚本。比如这样：
脚本本身非常简单。
这会记录进程 ID 以及你当前处于认证的哪个阶段。你肯定不会希望在一个忙碌的生产环境中运行它——那里的用户不断登录和注销——但在测试系统上调试时，这会使工作变得简单。
PAM 拥有的功能和选项远比我在这篇短文中能介绍的要多，但希望你已经大致了解了如何修改规则并微调认证，以达到你期望的方式来“惹恼”用户。
祝你好运。
MICHAEL W LUCAS 是《Absolute FreeBSD》、《FreeBSD Mastery: Jails》以及其他四十八本书的作者，其中一本便是（请鼓掌）《PAM Mastery》。了解更多信息，请访问 。