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Entmystifizierung der Linux-Kernel-Sicherheit: Die Notwendigkeit von Linux-Kernel-Patching
Rohan Timalsina
August 9, 2023 - TuxCare-Expertenteam
Der Linux-Kernel ist das Herzstück des Linux-Betriebssystems und dient als Brücke zwischen der Computerhardware und den darauf ausgeführten Softwareprogrammen. Er ist für die Verwaltung der Systemressourcen, einschließlich der CPU, des Speichers und der Peripheriegeräte, zuständig. Angesichts seiner kritischen Rolle kann jede Schwachstelle im Linux-Kernel ein erhebliches Risiko für die gesamte Infrastruktur darstellen.
In diesem Artikel wird der Linux-Kernel erklärt, wie er mit Sicherheit umgeht und warum es für die allgemeine Sicherheit des Systems wichtig ist, den Linux-Kernel zu patchen.
Sicherheitsmerkmale des Linux-Kernels
Für jeden Linux-Systemadministrator, der eine sichere und zuverlässige Umgebung aufrechterhalten will, ist ein Einblick in die innere Funktionsweise des Linux-Kernels und seiner Sicherheitsfunktionen unerlässlich. Linux verfügt über mehrere Kernel-Sicherheitsfunktionen, die es von anderen Betriebssystemen unterscheiden und zu seiner erhöhten Sicherheit beitragen.
Isolierung von Benutzer- und Kernelbereich: Die Trennung von Benutzer- und Kernelbereich verhindert, dass Anwendungen auf Benutzerebene den Kernel und andere Prozesse schädigen oder stören. Außerdem wird ein unbefugter Zugriff verhindert, wenn der Benutzerbereich-Code versucht, direkt auf den Kernelbereich zuzugreifen.
Speicherschutz: Der Linux-Kernel wendet den Speicherschutz über Memory Management Units (MMUs) an. Jedem Prozess wird von der MMU ein virtueller Speicherbereich zugewiesen, der die Prozesse voneinander trennt. Die MMU löst einen Segmentierungsfehler aus, wenn ein Prozess versucht, auf Speicher zuzugreifen, der nicht Teil des ihm zugewiesenen Bereichs ist, um Sicherheitslücken zu vermeiden.
Benutzerberechtigungen: Linux implementiert ein starkes Berechtigungsmodell, das Benutzern und Prozessen unterschiedliche Zugriffsebenen bietet. Die Schlüsselelemente dieser Architektur sind Dateibesitz und Berechtigungen. Diese Berechtigungen werden vom Kernel durchgesetzt und verhindern, dass nicht autorisierte Benutzer und Gruppen auf Dateien und Ordner zugreifen können.
ASLR: Eine eingebaute Sicherheitstechnik, die Address Space Layout Randomization (ASLR), schützt das System vor Pufferüberlauf-Angriffe. Jedes Mal, wenn das System hochfährt, wird der Speicheradressbereich der laufenden Prozesse nach dem Zufallsprinzip zugewiesen, so dass Hacker nur schwer vorhersagen können, wo der Speicher für die Ausführung von bösartigem Code verwendet wird.
Kernel-Überwachung: Linux bietet die Möglichkeit, Kernel-Aktivitäten mit Hilfe von Programmen wie auditd zu überwachen, um sicherheitsrelevante Kernel-Ereignisse zu beobachten. Kernel-Auditing hilft bei richtiger Konfiguration bei der Überwachung von Systemänderungen, Benutzeraktivitäten und potenziellen Sicherheitsverletzungen.
Sicheres Booten: Secure Boot, das sicherstellt, dass nur signierte und vertrauenswürdige Software, einschließlich des Kernels, während des Bootvorgangs ausgeführt werden kann, wird von einer großen Anzahl moderner Linux-Systeme unterstützt. Diese Funktion verhindert, dass Rootkits und Bootkits in den Bootvorgang eingreifen und schützt so vor ihnen.
Seccomp: Secure Computing Mode ist eine wirksame Sicherheitstechnik, die die Anzahl der Systemaufrufe, die ein Prozess tätigen darf, begrenzt. Dadurch wird die Angriffsfläche des Kernels drastisch verringert und die Wirkung potenzieller Schwachstellen in bestimmten Systemfunktionen reduziert.
Linux-Sicherheitsmodul: LSM (Linux Security Module) bietet einen Rahmen, der die Integration von zusätzlichen Sicherheitsmodulen in den Linux-Kernel ermöglicht. Diese Module können die Sicherheitsfunktionen des Kernels erweitern und den Administratoren mehr Kontrolle über die Zugriffsbeschränkung und die Umsetzung von Richtlinien geben.
Zusätzliche Praktiken zur Verbesserung der Sicherheit
Es gibt zwar Sicherheitsfunktionen im Linux-Kernel, aber die Befolgung dieser Methoden kann dazu beitragen, die Sicherheit Ihres Linux-Kernels zu erhöhen.
Regelmäßige Updates: Bleiben Sie auf dem Laufenden mit neuen Kernel-Updates auf dem Laufenden, da diese häufig Sicherheitspatches zur Behebung entdeckter Schwachstellen enthalten. Führen Sie Systemaktualisierungen durch, um die neuesten Sicherheitsverbesserungen bereitzustellen.
Prinzip der geringsten Rechte: Befolgen Sie bei der Erteilung von Benutzerrechten das Prinzip der geringsten Privilegien. Stellen Sie sicher, dass Benutzer nur Zugang zu den für ihre Aufgaben erforderlichen Ressourcen haben, um den möglichen Schaden im Falle eines Sicherheitsverstoßes zu verringern.
Firewalls und SELinux: Um den Schutz Ihres Systems weiter zu verbessern, verwenden Sie SELinux (Security-Enhanced Linux), um zusätzlich zu den Firewalls zur Verwaltung des Netzwerkverkehrs die erforderlichen Zugriffskontrollen zu implementieren.
Kernel-Patching: Anwenden von Kernel-Sicherheitspatches um bekannte Schwachstellen zu entschärfen und eine böswillige Ausnutzung des Systems zu verhindern.
Sicherheitslücken im Linux-Kernel
In diesem Jahr, 2023, wurden im Linux-Kernel insgesamt 176 Sicherheitslücken mit einem durchschnittlichen Schweregrad von 6,5 festgestellt. Ein Vergleich mit dem Vorjahr, in dem 309 Sicherheitslücken gemeldet wurden, zeigt, dass die Zahl der Sicherheitsprobleme im Linux-Kernel im Jahr 2023 die Zahl des Vorjahres übersteigen könnte, wenn der aktuelle Trend anhält. (Quelle: stack.watch)
Sicherheitslücken im Linux-Kernel sind ein wichtiges Anliegen für die Entwickler und Benutzer des Linux-Betriebssystems. Dies sind einige mögliche Gründe, die zum Vorhandensein von Sicherheitslücken im Linux-Kernel führen können.
- Der Linux-Kernel ist ein riesiges und komplexes Stück Software mit Millionen von Codezeilen. Bei einer derartigen Komplexität wird es immer schwieriger zu überprüfen, ob es keine Fehler gibt, die zu Sicherheitsrisiken führen könnten.
- Wir alle wissen, dass der Linux-Kernel einen kontinuierlichen Entwicklungsprozess durchläuft, bei dem häufig neue Funktionen und Updates hinzugefügt werden. Diese Änderungen bringen zwar Verbesserungen, führen aber manchmal auch zu unerwarteten Sicherheitslücken.
- Der Linux-Kernel enthält auch Code aus verschiedenen Quellen, z. B. Treiber und andere Module. Durch die Integration von Code aus vielen Drittquellen können unbeabsichtigt Sicherheitslücken entstehen.
- Wenn Entwickler unter dem Druck stehen, neue Versionen schnell zu veröffentlichen, kann die vollständige Sicherheitsprüfung darunter leiden, was zu Sicherheitslücken führen kann. Trotz gründlicher Tests können einige Schwachstellen übersehen werden, selbst von erfahrenen Entwicklern.
Sicherheitsforscher und die Linux-Gemeinschaft sind aktiv und benachrichtigen die Linux-Kernel-Maintainer schnell, sobald Schwachstellen gefunden werden. Die Entwickler geben sich dann große Mühe, Patches oder Updates zur Verfügung zu stellen, die diese Schwachstellen beheben und dafür sorgen, dass die Benutzer ihre Systeme vor den damit verbundenen Risiken schützen können.
Schlussfolgerung: KernelCare zum Patchen des Linux-Kernels
Sicherheitslücken könnten ohne ordnungsgemäße Kernel-Patches unbehandelt bleiben. Kernel-Patchingund setzen das System potenziellen Angriffen aus. Cyberkriminelle suchen aktiv nach ungepatchten Systemen, um bekannte Schwachstellen auszunutzen und sich unbefugten Zugang zu verschaffen, was zu schwerwiegenden Folgen wie Datenschutzverletzungen, Systemkompromittierung und sogar zur vollständigen Übernahme des Systems führen kann.
Ein sicherer Kernel schützt Ihre persönlichen Daten, sorgt dafür, dass Ihr Computer ordnungsgemäß funktioniert, und bewahrt ihn vor Viren und Hackern. Daher ist das rechtzeitige Patchen des Linux-Kernels für die Aufrechterhaltung einer sicheren Computerumgebung und die Verringerung des Risikos potenzieller Sicherheitslücken, die Cyberkriminelle ausnutzen könnten, von größter Bedeutung.
Die Anwendung eines Kernel-Patches erfordert jedoch häufig einen Neustart des Systems oder eine Ausfallzeit, was für Unternehmensserver nicht akzeptabel ist. In solchen Fällen, Live-Kernel-Patching besser geeignet, da Systemadministratoren Patches auf den laufenden Kernel anwenden können, ohne das System neu starten zu müssen oder Ausfallzeiten in Kauf nehmen zu müssen. Das ist genau das, was TuxCare's KernelCare Enterprise bietet.
KernelCare bietet automatisierte Live-Patching-Lösungen für alle gängigen Linux-Distributionen, einschließlich RHEL, Debian, Ubuntu, CentOS, AlmaLinux, RockyLinux, Oracle Linux und mehr. Für alle unterstützten Kernel und Distributionen lesen Sie bitte diesen Artikel.
