【操作系统百科】seccomp-bpf 与 Landlock

seccomp 让进程自己限制自己能用哪些系统调用——容器、浏览器、沙箱的核心安全机制。

一、先看图

flowchart TD
    APP[应用程序] -->|prctl / seccomp| FILTER[BPF 过滤器<br/>系统调用白名单]
    APP -->|syscall| CHECK{seccomp 检查}
    CHECK -- 允许 --> EXEC[执行 syscall]
    CHECK -- 拒绝 --> ACTION[KILL / ERRNO / TRACE / LOG]

    LL[Landlock] -->|自限| FS[文件系统访问<br/>路径级控制]

    classDef allow fill:#3fb95022,stroke:#3fb950,color:#adbac7;
    classDef deny fill:#f8514922,stroke:#f85149,color:#adbac7;
    class APP,FILTER,CHECK allow
    class ACTION deny
    class LL,FS allow

二、seccomp 模式

2.1 Strict Mode

prctl(PR_SET_SECCOMP, SECCOMP_MODE_STRICT);
// 之后只允许：read, write, exit, sigreturn

太严格 → 几乎没人用。

2.2 Filter Mode（seccomp-bpf）

struct sock_filter filter[] = {
    BPF_STMT(BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS, offsetof(struct seccomp_data, nr)),
    BPF_JUMP(BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K, __NR_write, 0, 1),
    BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K, SECCOMP_RET_ALLOW),
    BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K, SECCOMP_RET_KILL_PROCESS),
};
struct sock_fprog prog = { .len = 4, .filter = filter };
prctl(PR_SET_NO_NEW_PRIVS, 1);
prctl(PR_SET_SECCOMP, SECCOMP_MODE_FILTER, &prog);

BPF 程序检查每个系统调用 → 决定允许/拒绝/记录。

三、过滤动作

动作	效果
SECCOMP_RET_ALLOW	允许
SECCOMP_RET_KILL_PROCESS	终止进程
SECCOMP_RET_KILL_THREAD	终止线程
SECCOMP_RET_ERRNO	返回错误码
SECCOMP_RET_TRACE	通知 ptrace
SECCOMP_RET_LOG	允许但记录
SECCOMP_RET_USER_NOTIF	通知用户态

四、User Notification

SECCOMP_RET_USER_NOTIF → 系统调用暂停 → supervisor 进程决定

容器 runtime 用这个实现：进程请求 mount → seccomp 拦截 → runtime 代为执行。

五、容器中的 seccomp

Docker 默认 seccomp profile 禁止危险 syscall：

docker run --security-opt seccomp=my-profile.json my_app

默认禁止：mount, reboot, kexec_load, bpf 等。

六、Landlock

seccomp 按系统调用过滤 → Landlock 按路径过滤：

struct landlock_ruleset_attr attr = {
    .handled_access_fs = LANDLOCK_ACCESS_FS_READ_FILE |
                         LANDLOCK_ACCESS_FS_WRITE_FILE,
};
int ruleset_fd = landlock_create_ruleset(&attr, sizeof(attr), 0);

struct landlock_path_beneath_attr path_attr = {
    .allowed_access = LANDLOCK_ACCESS_FS_READ_FILE,
    .parent_fd = open("/usr", O_PATH),
};
landlock_add_rule(ruleset_fd, LANDLOCK_RULE_PATH_BENEATH, &path_attr, 0);
landlock_restrict_self(ruleset_fd, 0);
// 之后只能读 /usr 下的文件

非特权进程可用 → 不需要 root。

七、Syscall User Dispatch

prctl(PR_SET_SYSCALL_USER_DISPATCH, PR_SYS_DISPATCH_ON,
      start, len, &selector);

syscall 在指定地址范围外 → 发送 SIGSYS → 用户态处理。

用途：Wine/WSL 风格的系统调用翻译。

八、libseccomp

scmp_filter_ctx ctx = seccomp_init(SCMP_ACT_KILL);
seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ALLOW, SCMP_SYS(read), 0);
seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ALLOW, SCMP_SYS(write), 0);
seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ALLOW, SCMP_SYS(exit_group), 0);
seccomp_load(ctx);

高级 API → 不需要手写 BPF 字节码。

九、观察

# 检查进程 seccomp 状态
grep Seccomp /proc/self/status
# 0=disabled, 1=strict, 2=filter

# 审计日志
ausearch -m seccomp

# Landlock 支持
cat /sys/kernel/security/landlock/abi_version

# Docker seccomp profile
docker inspect --format '{{.HostConfig.SecurityOpt}}' container_id

十、小结

seccomp-bpf = 系统调用级别的过滤 → 容器安全基础
User Notification 让 supervisor 代为处理被拦截的 syscall
Landlock = 路径级别的访问控制 → 非特权进程可用
libseccomp 简化 BPF 过滤器编写

参考文献

kernel/seccomp.c
security/landlock/
man 2 seccomp
man 7 landlock

工具

libseccomp
Docker seccomp profiles
ausearch -m seccomp

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