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使用 PAM 集成 OpenLDAP 实现 Linux 统一管理系统用户

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Linux-PAM 和 OpenLDAP 简介

Linux-PAM 简介

Linux-PAM (Linux 系统的可插入式认证模块) 是一套共享函数库,它表示一种性能健硕而且灵活方便的用户级认证方式,允许系统管理员来决定应用程序如何识别用户,即不需要 (重写和) 重新编译一个 (支持 PAM 的) 应用,就可以切换它所用的认证机制。目前,Linux-PAM 已经成为 Linux、BSD 和其它一些 Unix 操作系统的首选认证方式,特别是在 Linux 上,几乎所有的 daemon 和一些与授权有关的命令都通过 PAM 来进行验证。

Linux-PAM 主要是由一组共享库文件(share libraries, 也就是.so 文件)和一些配置文件组成。当用户请求服务时,具有 PAM 认证功能的应用程序将与这些.so 文件进行交互,以此判断是否可以授权给发起请求的用户来使用服务,比如 su、vsftp、httpd 等。如果认证成功,那么用户便可以使用该服务或命令;如果认证失败,用户将不能使用该服务,同时,PAM 将向指定的 log 文件写入警告信息。PAM 不依赖于任何应用或服务,用户完全可以升级这些应用或服务而不必管 PAM 的共享库的更新或升级,反之亦然。所以它非常的灵活。

PAM 的认证过程是通过对一些服务或应用的配置文件来控制的。在 Linux 上,PAM 配置信息通常位于目录 /etc/pam.d,但是 UNIX 系统把所有的配置都放在/etc/pam.conf 文件里。对于使用 PAM 的各项服务,/etc/pam.d 目录中都有一个对应的配置文件,PAM 的配置文件是一系列的单行配置命令构成,每行配置都说明一种在操作系统上使用的特殊 PAM 模块。

其一般格式为:

[service] module-type control-flag module-path [arguments]

PAM 配置文件中的字段包括:

  • service: 指定服务/应用程序的名称,如 telnet、login、ftp 等(默认值为 OTHER)。
  • module-type: 为 service 字段中的服务/应用程序指定模块类型,模块类型有四种类型(auth/account/session/password)。
  • control-flag: 指定了"配置段"里的模块应该怎么相互作用,可以理解为对 PAM 认证的流程控制,它可以获取诸如 requisite、required、sufficient 和 optional 之类的值。
  • module-path: 指定实现模块的库对象的路径名称。最好使用绝对路径,缺省路径一般是/lib/security 或/lib64/security。
  • arguments:指定可以传递给服务模块的选项或参数(可选字段)。

PAM 框架将按照配置文件中列出的条目顺序调用相应的模块,这取决于每个条目允许的 control_flag 的值。control_flag 指定了"配置段"里的模块应该怎么相互作用,生成该配置段的最终结果。control_flag 值包括:

  • required:表示这一模块的认证是必须成功的,如果认证失败,认证过程不会即刻终止,PAM 将继续下一个同类型的模块认证。
  • requisite:与 required 类似,只是如果认证失败,认证过程将立即终止。
  • sufficient:表示如果认证成功,那么对这一类的模块认证是充足的,其它的模块将不会再检验。
  • optional:表示这一模块认证是可选的,也不会对认证成功或失败产生影响。
  • include:类似于 DNS 的 include。表示将包括其他的一些认证,这样可以建立一个分离式的配置文件管理机制。
清单 1. PAM 配置文件的示例:
/etc/pam.d/login
#%PAM-1.0
auth          requisite      pam_nologin.so
auth          [user_unknown=ignore success=ok ignore=ignore auth_err=die default=bad]pam_securetty.so
auth          include        common-auth
account      include        common-account
password     include        common-password
session      required       pam_loginuid.so
session      include        common-session
session      required       pam_lastlog.so nowtmp
session      optional       pam_mail.so standard

PAM 配置文件来源于 SUSE Linux Enterprise Server11 操作系统。对于 PAM 的结构有了基本的了解,我们来看看 PAM 是如果控制 login 的,从上至下对于 login 的 PAM 配置文件的流程控制为:

  • login 的第一行 pam_nologin 模块检查有没有/etc/nologin 文件,如果有这个文件,除非是 root 用户,否则该模块就立即中止登陆。
  • 继续第二项 auth 认证,第二行以方括号括起来的 key/value 值的组合用来表示 control_flag 的值,pam_securetty.so 模块确保 root 用户只能从文件/etc/securetty 里列出的那些终端登陆到系统里,限制 root 用户在特殊设备上登陆。
  • 继续第三项 auth 认证,具体的验证规则包含在 common-auth 中。
  • 继续第四项 account 认证,具体的验证规则包含在 common-account 中
  • 继续第五项 password 认证,具体的验证规则在 common-password 中。
  • 继续第六项 session 的验证。注意:pam_loginuid.so 模块用来设置 loginuid 过程属性,其他的 session 验证过程,请参照 control-flag 的说明,不再一一赘述。

OpenLDAP 简介

OpenLDAP 是轻型目录访问协议(Lightweight Directory Access Protocol,LDAP)的自由和开源的实现,是最常用的目录服务之一。在 Linux 的发型版本中提供的 OpenLDAP 软件按照客户机/服务器模式实现了轻量级目录访问协议(LDAP)。

LDAP 目录以树状的层次结构来存储数据(这很类同于 DNS),最顶层即根部称作"基准 DN",形如"dc=mydomain, dc=org"或者"o= mydomain.org",在根目录的下面有很多的文件和目录,为了把这些大量的数据从逻辑上分开,LDAP 像其它的目录服务协议一样使用 OU (Organization Unit),可以用来表示公司内部机构,如部门等,也可以用来表示设备、人员等。同时 OU 还可以有子 OU,用来表示更为细致的分类。

Linux 系统配置 OpenLDAP

本文使用 OpenLDAP 2.4.30 来构建 LDAP 的服务器和客户机。操作系统使用 SUSE Linux Enterprise Server11。用户可以从 OpenLDAP 下载页http://www.openldap.org/software/download/或者ftp://ftp.openldap.org/pub/OpenLDAP/下载 OpenLDAP 软件到/usr/local,解压 OpenLDAP,并进入 OpenLDAP 的最外层目录,编译并安装 LDAP。

清单 2. 编译及安装 OpenLDAP 示例
#tarzxvfopenldap-stable-20120311.tgz
#cd /usr/local/openldap-2.4.30
#./configure −−with−wrappers
Please "make depend" to build dependencies
#make depend
#make
#make test
#make install

OpenLDAP 依赖于一些第三方软件包,因此安装配置 OpenLDAP 之前需要首先安装第三方软件包。执行"make install"命令要求用户有超级用户权限。安装成功后,可以配置 OpenLDAP 的服务器端和客户端。

配置 OpenLDAP 服务器

OpenLDAP 安装成功后,用户会在/usr/local/etc/openldap 找到配置文件 slapd.conf。/usr/local/etc/openldap/slapd.conf 是 OpenLDAP 服务器最重要的配置文件,配置权限、口令、数据库类型和数据库位置等等。slapd.conf 文件中包括一系列全局配置选项,它们作为一个整体应用到 slapd 上面,后面是包含数据库特有信息的数据库后端定义。空行和以 "#" 字符开头的注释行都会被忽略。

清单 3. slapd.conf 示例:
#
# See slapd.conf(5) for details on configuration options.
# This file should NOT be world readable.
#
include         /etc/openldap/schema/core.schema
include         /etc/openldap/schema/cosine.schema
include         /etc/openldap/schema/inetorgperson.schema
include         /etc/openldap/schema/rfc2307bis.schema
include         /etc/openldap/schema/yast.schema

# Define global ACLs to disable default read access.

# Do not enable referrals until AFTER you have a working directory
# service AND an understanding of referrals.
#referral       ldap://root.openldap.org

pidfile         /var/run/slapd/slapd.pid
argsfile        /var/run/slapd/slapd.args

# Load dynamic backend modules:
# modulepath    /usr/lib/openldap/modules
# moduleload    back_bdb.la
# moduleload    back_hdb.la
# moduleload    back_ldap.la

# Sample security restrictions
#       Require integrity protection (prevent hijacking)
#       Require 112-bit (3DES or better) encryption for updates
#       Require 63-bit encryption for simple bind
# security ssf=1 update_ssf=112 simple_bind=64

# Sample access control policy:
#       Root DSE: allow anyone to read it
#       Subschema (sub)entry DSE: allow anyone to read it
#       Other DSEs:
#               Allow self write access to user password
#               Allow anonymous users to authenticate
#               Allow read access to everything else
#       Directives needed to implement policy:
access to dn.base=""
        by * read

access to dn.base="cn=Subschema"
        by * read

access to attrs=userPassword,userPKCS12
        by self write
        by * auth

access to attrs=shadowLastChange
        by self write
        by * read

access to *
        by * read
#######################################################################
# BDB database definitions
#######################################################################

database        bdb
suffix          "dc=my-domain,dc=com"
rootdn          "cn=Manager,dc=my-domain,dc=com"
# Cleartext passwords, especially for the rootdn, should
# be avoid.  See slappasswd(8) and slapd.conf(5) for details.
# Use of strong authentication encouraged.
rootpw          secret
# The database directory MUST exist prior to running slapd AND
# should only be accessible by the slapd and slap tools.
# Mode 700 recommended.
directory       /var/lib/ldap
# Indices to maintain
index   objectClass     eq

下面解释一下配置文件中的设置:

database bdb

定义使用的后端数据存储方式,数据库格式默认采用 Berkeley DB。其后可以跟的值有 bdb、ldbm、passwd 和 shell。bdb 指使用 Berkley DB 4 数据库。

suffix "dc=my-domain,dc=com"

suffix 是"LDAP 基准名",它是 LDAP 名字空间在这里的根。设置想要创建的子树的根的 DN(distinguished name),将 my-domain 替换成用户实际使用的 domain。

rootdn "cn=Manager,dc=my-domain,dc=com"

设置管理 LDAP 目录的超级用户的 DN。这个用户名不要出现在"/etc/passwd"文件里。

rootpw secret

设置这个数据库的超级用户的口令验证方式。也就是上面"rootdn"设置的用户的口令。千万不要用明文进行口令验证,一定要用加密的口令,可以使用的加密方式有:CRYPT、MD5、SMD5、SHA 和 SSHA。

directory var/lib/ldap

设置 LDAP 数据库和索引文件所在的目录。在安装阶段指定 LDAP 的后台数据库。

access to dn.base=""

by * read

access to dn.base="cn=Subschema"

by * read

…...

用来定义访问控制列表。

attrs=userPassword #指定"密码"属性
by self write #用户自己可更改
by * auth #所有访问者需要通过认证

到现在为止,服务器基本就配置完成,在启动 slapd 之前可以使用 slaptest 测试一下,slaptest 在/usr/sbin 目录下。出现 config file testing succeeed 就表示配置没有问题了。

清单 4. 测试 OpenLDAP 配置:
#/usr/sbin/slaptest
bdb_monitor_db_open: monitoring disabled; configure monitor database to enable
config file testing succeeded
清单 5. 启动 OpenLDAP:
#/usr/local/openldap/libexec/slapd
root@localhost.loca ldomain:/usr/local/src/openldap-2.4.30/servers/slapd

可以用 ps -aux 查看,或用以下命令查询服务器,测试服务启动是否成功:

ldapsearch -x -b '' -s base '(objectclass=*)' namingContexts

如果命令执行成功,返回一些信息,则说明服务器正常运行了。如果启动不成功,它会提示一些出错信息,多数是 slapd.conf 配置出错。仔细核查一下配置文件。如果 OpenLDAP 配置为非匿名访问,请在 ldapsearch 命令中加入-D 和-w 参数。

配置 OpenLDAP 客户机

手工配置 OpenLDAP 客户机,编辑/etc/openldap/ldap.conf。

清单 6. ldap.conf 示例:
TLS_REQCERT never
URI ldap://localhost:389
base dc=base,dc=com
binddn cn=manager,dc=base,dc=com
bindpw crypt{ae2ec15710d547a0}
searchfilter (&(uid=%v)(objectclass=person))
pam_login_attribute uid
ldap_version 3
timelimit 30
bind_timelimit 30
pam_lookup_policy yes

URI :访问LDAP serverURI,默认端口为389;启用SSL/TLS时,使用ldaps://host,端口为636

base :指定默认的base DN

binddn: 指定默认的bind DN

bindpw: 认证用户的密码,建议使用密文。

基于 PAM 的 LDAP 用户身份验证

基于 PAM 的 LDAP 身份验证要想正常的工作,还需要配置其他服务:系统命名服务和身份验证服务。

系统命名服务(NSS)需要配置为使用 LDAP 来解析诸如用户和组帐号之类的资源,即将用户的 uid 解析为用户名。由于未来用户都存储在 LDAP 目录中,因此系统需要配置成同时对 /etc/passwd 文件和 LDAP 目录中的帐号进行解析。这种功能是通过 /usr/lib/libnss_ldap.so 库提供的。

身份验证服务是实际执行 LDAP 验证用户身份的服务。Linux-PAM 提供了本地 Linux 身份验证服务。基于 PAM 的 LDAP 身份认证首先在本地的 /etc/passwd 文件检查用户帐号,如果用户在/etc/passwd 中存在,则 PAM LDAP 模块可以将身份验证重定向到 LDAP 目录上。并进行密码的校验,/lib/security/pam_ldap.so PAM 模块提供了 LDAP 身份验证功能。如果用户在/etc/passwd 中不存在,则对 LDAP 服务器进行检查,用户在 LDAP 上存在,且用户所在的组有权限登录 Linux 操作系统,则 PAM 身份认证程序自动在 Linux 操作系统上创建同名的用户,并将用户加入默认的组。以后用户只需要在 LDAP 上维护,不需要在 Linux 操作系统上维护。从而减轻了管理员的维护工作,也是用户免去了记录多个用户 ID 和密码的烦恼。

图 1. 基于 PAM 的 LDAP 身份验证流程
基于 PAM 的 LDAP 身份验证流程
基于 PAM 的 LDAP 身份验证流程

PAM 身份验证服务程序

Linux 系统成功配置 OpenLDAP 后,为了与 PAM 集成统一管理用户,需要开发 PAM 相关的 so 文件实现用户的身份验证,在本文中 so 文件命名为 pam_ldap_union.so。当 LDAP 用户首次登陆 Linux terminal 时,首先判断用户在 Linux 操作系统中是否存在。如果用户在操作系统中存在,则直接返回 PAM_SUCCESS。如果用户不存在,则查询 OpenLDAP server。如果用户在 OpenLDAP server 存在,并且用户所在的组具有登陆 Linux 操作系统的权限,则在本地创建同名的用户,并给用户分配相应的权限。

清单 7. pam_ldap_union.so 代码示例
//判断用户在 Linux 操作系统中是否存在。用户存在,直接返回 PAM_SUCCESS;否则,查询 OpenLDAP server。
int pam_sm_authenticate(pam_handle_t *pamh,int flags,int argc,const char **argv)
{
  
rc = pam_get_user(pamh, &user, NULL);// the user name is in the authentication handle – pamh

rc = pam_get_item(pamh, PAM_SERVICE, (const void**)&service);// get current user service.

localuser = getpwnam(user); // get user from /etc/passwd
if ( localuser != NULL ) {
    	return PAM_SUCCESS;
    }
  ……
}

//从文件/etc/openldap/ldap.conf 获取 binddn 的 bindpw 值,作为 ldapsearch 命令的参数。
FILE *fp = fopen("/etc/openldap/ldap.conf", "r");
int rc=0;
char ldapsearch[300];

//通过 ldapsearch 命令查询当前用户是否在 LDAP server 中。
sprintf(ldapsearch, "/usr/bin/ldapsearch -x -D \"%s\" -w \"%s\" cn=%s | grep \"=%s,\" 2>&1", 
     binddn, bindpw, group, user);
rc = system(ldapsearch);
if(rc == 0){
    printf ("pam_ldap_union: user %s found in LDAP directory", user);
    break;
}else {
    printf("pam_ldap_union: user %s not found in LDAP directory ,local account will not be created", 
    user, user);
    if(i == 5){
        return(PAM_AUTH_ERR);
    }
}

char useradd[100];
char *homeDir = "-m";
char *primarygroup = "-g users";
char *supplgroup = "-G \'\'";
char *shell = "-s /bin/smrsh";

//如果用户在 LDAP server 中,通过 useradd 命令在 Linux 操作系统创建同名用户。
sprintf(useradd, "/usr/sbin/useradd %s %s %s %s %s >/dev/null 2>&1", homeDir, primarygroup, 
    supplgroup, shell, user);

rc = system(useradd);

if ( rc != 0 ) {
    printf("pam_ldap_union: useradd command failed with return code %d", rc);
}
return PAM_SUCCESS;

PAM 身份验证配置

要让 PAM 身份验证服务使用 OpenLDAP 服务器中的用户,将 pam_ldap 和 pam_ldap_union 加入到 PAM 配置文件/etc/pam.d/login 中,/etc/pam.d/login 中包含了 common-auth、common-account、common-password。将 pam_ldap 和 pam_ldap_union 按照以下方式加入到相应配置文件中。

清单 8. login 文件清单
#%PAM-1.0
auth    requisite      pam_nologin.so
auth    [user_unknown=ignore success=ok ignore=ignore auth_err=die default=bad] 
   pam_securetty.so
auth       include        common-auth
account   include        common-account
password include        common-password
session  required       pam_loginuid.so
session  include        common-session
session  required       pam_lastlog.so nowtmp
session  optional       pam_mail.so standard
清单 9. common-auth 文件清单
auth required pam_tally2.so onerr=fail deny=20 unlock_time=3600 silent
auth required  /lib/security/pam_ldap_union.so
auth sufficient /lib/security/pam_ldap.so config=/etc/openldap/ldap.conf 
   ignore_authinfo_unavail ignore_unknown_user
auth required  pam_unix_auth.so try_first_pass delay    #nullok set_setrpc
清单 10. common-account 文件清单:
account required     pam_tally2.so
account required     pam_unix_acct.so
account sufficient   /lib/security/pam_ldap.so config=/etc/openldap/ldap.conf
清单 11. common-password 文件清单
Password required    pam_cracklib.so type=#
password sufficient  /lib/security/pam_ldap.so config=/etc/openldap/ldap.conf  use_authtok
password required    pam_unix_passwd.so   use_first_pass sha512
清单 12. common-session 文件清单
session required        pam_limits.so
session required        pam_unix_session.so debug # none or trace
session optional        pam_umask.so

LDAP 用户的统一管理

经过以上 PAM 程序的开发和配置,LDAP 用户以后可以直接登陆 Linux 操作系统。企业中的用户只需要记录一套用户名和密码,就可以登录企业其他应用服务。当 LDAP server 上的用户出现新增、修改、删除等变化时,用户可以开发一套脚本,实现 Linux 操作系统和 LDAP server 上用户的同步。主要使用的命令如下:

新增用户使用的命令:

LDAP:ldapadd,例如 ldapadd -x -D <bindDN> -w <password>

Linux:useradd,例如 useradd –m –g <group> -s <shell> <name>

修改用户使用的命令:

LDAP:ldapmodify 或者 ldappasswd,ldappasswd 用于设置密码。

Linux:usermod,修改用户相关信息。

删除用户使用的命令:

LDAP:ldapdelete,例如 ldapdelete -x -D <bindDN> -w secret <userinfo>

Linux:userdel <username>

用户也可以不开发此类脚本,这样在操作系统上会存在一些冗余的用户,但是不影响用户的登陆,凡是在 LDAP server 上作废的用户,是无法在操作系统上登陆的。

基于 PAM 的 LDAP 用户统一管理的应用

随着企业业务的不断发展,企业的信息系统随之增加,用户信息相对分散,为保障系统的安全正常使用和信息的一致性,需要将分散的用户信息整合集中进行统一管理,LDAP 是用户首选的用户管理工具,由 LDAP 统一管理企业的所有用户,能够快速构建出符合企业自身用户信息管理的需求,消除应用系统间用户信息孤岛,实现人员集中管理和企业各级分散的授权管理,形成人员和应用统一入口、统一管理。Linux-PAM 与 LDAP 的集成,可以用来管理企业的 Linux 服务器的用户。LDAP 服务器上有非常多的用户,属于不同组的用户具有不同的权限,只要将用户添加到相应的组,用户便有权限登陆操作系统或维护企业的 Linux 操作系统服务器,虽然用户可以在 LDAP 上维护,但是用户的权限信息还是维护在各自的应用系统上。在一些拥有几十万员工和以及拥有数以千计的服务器的企业中,这种应用能够简化管理员的维护工作,也能免去用户繁琐的记录多套用户名和密码的烦恼。

结束语

本文通过对 Linux-PAM 的介绍,和 OpenLDAP 的安装与配置,详细讲述了如果通过将 Linux-PAM 和 OpenLDAP 结合来统一管理企业的用户的过程,企业在未来的发展中,应用系统、服务器、以及企业的用户一定越来越多,通过 Linux-PAM 和 OpenLDAP 的集成可以有效地管理企业的用户,既减轻了管理员维护的工作,也是用户免去记录多套用户名和密码的烦恼,减少了企业的维护成本。


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