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Comprender la seguridad del núcleo de Linux para sistemas integrados

Rohan Timalsina

1 de abril de 2024 - Equipo de expertos TuxCare

  • El núcleo Linux incorpora un sólido diseño de seguridad que incluye privilegios mínimos, protección de memoria, aislamiento de usuarios y marcos para añadir controles de acceso más estrictos.
  • Las mejores prácticas para proteger los sistemas Linux integrados consisten en utilizar una distribución bien mantenida, aplicar parches a tiempo y aplicar medidas de seguridad adicionales.
  • Live patching permite aplicar parches de seguridad a los sistemas embebidos sin necesidad de reiniciar, lo que elimina el tiempo de inactividad relacionado con los parches.

 

En el ámbito de los sistemas operativos, el núcleo Linux se erige como piedra angular de la flexibilidad, la potencia y la seguridad. Gracias a su naturaleza de código abierto, ha podido evolucionar continuamente y adaptarse a una gran variedad de entornos informáticos, entre ellos sistemas integradosservidores y smartphones. En este artículo trataremos los aspectos específicos de la seguridad del kernel de Linux, su adaptación a los sistemas embebidos y sus posibles implicaciones para la seguridad.

 

Arquitectura de seguridad del núcleo de Linux

 

Gestión de usuarios y permisos

 

Linux emplea una gestión estricta de las cuentas de usuario. Cada usuario tiene un identificador único (UID) y se le pueden asignar grupos con permisos específicos. Esto restringe el acceso a archivos sensibles y recursos del sistema. Además, los archivos y directorios tienen propiedad (usuario y grupo) asociada. El propietario, el grupo y otros usuarios sólo pueden realizar determinadas actividades (leer, escribir y ejecutar) en dichos archivos en función de sus permisos.

 

Aislamiento del espacio de usuario y del núcleo

 

Otra característica de seguridad del núcleo Linux es la separación entre el espacio de usuario y el espacio del núcleo, que impide que las aplicaciones de usuario accedan directamente a los recursos críticos del sistema. Este aislamiento reduce el riesgo de acceso no autorizado o manipulación de datos sensibles del kernel.

 

Módulos de seguridad

 

El sitio Módulos de seguridad de Linux (LSM) permite la integración de módulos de seguridad adicionales en el núcleo, mejorando sus capacidades de seguridad. LSM facilita la implantación de controles de acceso, auditorías y otras políticas de seguridad.

 

Endurecimiento del núcleo

 

El núcleo Linux incorpora varias funciones de refuerzo para mitigar los riesgos de seguridad más comunes. Por ejemplo Aleatorización de la disposición del espacio de direcciones (ASLR)aleatoriza la disposición de la memoria, dificultando a los atacantes la explotación de vulnerabilidades relacionadas con la memoria. Otra técnica de endurecimiento del núcleo es Integridad del flujo de control (CFI) que protege contra ataques de secuestro del flujo de control verificando la integridad del gráfico de flujo de control.

 

Seccomp (Modo Informático Seguro)

 

Seccomp es una función de seguridad del núcleo de Linux que permite restringir las llamadas al sistema disponibles para un proceso, reduciendo su superficie de ataque y disminuyendo el daño potencial que podría resultar de un código malicioso o comprometido. Los administradores pueden restringir eficazmente los procesos definiendo una lista blanca de llamadas al sistema permitidas para determinados procesos mediante filtros Seccomp, que bloquearán el acceso a llamadas al sistema potencialmente dañinas o innecesarias.

 

Adaptación del núcleo Linux a los sistemas empotrados

 

Los sistemas embebidos plantean retos de seguridad únicos debido a sus limitados recursos de hardware y funcionalidades especializadas. El kernel de Linux ha experimentado una importante adaptación para satisfacer los requisitos de las implantaciones integradas, manteniendo al mismo tiempo un fuerte enfoque en la seguridad. Entre las consideraciones clave de esta adaptación se incluyen:

 

Optimización de la huella

 

Los sistemas embebidos suelen tener una memoria y una capacidad de procesamiento limitadas, lo que exige esfuerzos de optimización para reducir la huella del kernel. El kernel puede reducirse a un tamaño menor con sólo las funciones esenciales para el dispositivo específico. Al eliminar las funciones y los controladores innecesarios, se puede reducir significativamente el tamaño del kernel, lo que se traduce en tiempos de arranque más rápidos y un menor uso de la memoria. Esto es esencial para los sistemas embebidos con capacidad de procesamiento y memoria limitadas.

 

Capacidades en tiempo real

 

Algunos sistemas embebidos requieren capacidad de respuesta en tiempo real, lo que exige que el kernel Linux soporte programación en tiempo real y comportamiento determinista. La programación en tiempo real del kernel puede configurarse para garantizar que las tareas críticas se completen a tiempo.

 

Abstracción de hardware

 

El kernel de Linux abstrae los detalles del hardware a través de controladores de dispositivos, lo que permite la compatibilidad con una amplia gama de plataformas de hardware embebido. Al ofrecer un mecanismo estandarizado para describir las configuraciones de hardware, el soporte de árbol de dispositivos mejora aún más la abstracción del hardware y facilita la portabilidad del kernel a través de varios sistemas embebidos.

 

Optimización del rendimiento 

 

El kernel puede adaptarse al hardware específico del dispositivo integrado. Para obtener un rendimiento óptimo con un mínimo de recursos, puede ser necesario ajustar la gestión de la memoria, los controladores de dispositivo y la gestión de la energía.

 

Implicaciones para la seguridad

 

La adaptación del núcleo Linux a los sistemas empotrados presenta oportunidades y retos en materia de seguridad:

 

Superficie de ataque reducida

 

Un núcleo más pequeño con características mínimas reduce la superficie potencial de ataque, limitando las oportunidades que pueden aprovechar los actores maliciosos. Al eliminar componentes no esenciales, las distribuciones Linux integradas pueden minimizar el impacto de vulnerabilidades de seguridad del núcleo Linux y agilizar el mantenimiento de la seguridad.

 

Reparación oportuna

 

Las prácticas de seguridad proactivas, como la aplicación oportuna de parches contra las vulnerabilidades de seguridad y las actualizaciones frecuentes para hacer frente a las amenazas conocidas, son esenciales para una seguridad eficaz en los sistemas empotrados. Establecer mecanismos de actualización segura del software es crucial para mantener la integridad y la seguridad de las implantaciones integradas. Sin embargo, la actualización estándar suele requerir un reinicio, lo que provoca la caída del sistema y la interrupción de servicios críticos.

Para evitar esta interrupción, se puede implementar una solución de parcheo en vivo. KernelCare IoT de TuxCare de TuxCare ofrece parches de seguridad automatizados para distribuciones Linux integradas, como Proyecto Yocto, Ubuntu Corey Raspberry PI sin necesidad de reinicios ni ventanas de mantenimiento.

 

Componentes de terceros

 

Los sistemas empotrados a menudo dependen de componentes y bibliotecas de terceros, por lo que las vulnerabilidades en cualquiera de estos componentes pueden crear un punto de entrada para los atacantes. Por ello, mantener un estricto control de versiones y realizar evaluaciones de seguridad exhaustivas de dichos componentes son esenciales para mitigar estos riesgos.

 

Limitación de recursos

 

Los recursos limitados de los sistemas empotrados pueden dificultar la aplicación de medidas de seguridad sólidas. Es importante considerar cuidadosamente las compensaciones entre seguridad y rendimiento/consumo de recursos para encontrar un equilibrio que garantice una protección eficaz sin comprometer la funcionalidad del sistema.

 

Reflexiones finales

 

Al comprender la arquitectura de seguridad del núcleo Linux y las implicaciones de las adaptaciones para los sistemas embebidos, los desarrolladores pueden tomar decisiones informadas para mejorar la seguridad de sus dispositivos. El núcleo Linux ofrece una informática segura en una amplia gama de dispositivos, incluidos los sistemas embebidos. Su sólida arquitectura de seguridad y su flexibilidad para adaptarse a entornos con recursos limitados ponen de manifiesto su idoneidad para las implantaciones integradas. 

Descubra las mejores distribuciones Linux para el desarrollo de Linux embebido.

 

Resumen
Comprender la seguridad del núcleo de Linux
Nombre del artículo
Comprender la seguridad del núcleo de Linux
Descripción
Explore la seguridad del núcleo Linux, su adaptación a los sistemas integrados y sus implicaciones. Aprenda cómo protege los dispositivos en diversos entornos.
Autor
Nombre del editor
TuxCare
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