qq_51998899 2024-12-12 15:28 采纳率: 50%
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关于hook对docker容器的实现效果(操作系统-linux)

系统调用表Hook无法完全实现对docker容器系统调用的劫持?

需求:

使用系统调用表Hook技术,监控宿主机以及docker容器里的所有特定格式文件的操作(此处因为某些原因,必须使用内核模块技术实现)

现状:

通过替换系统调用表达到hook文件的打开操作比如open和openat,其中会对 .sen 格式文件打印进程名、文件名和内容(文件内容不多)。现在已成功在我的linux系统上安装成功模块,在宿主机上成功拦截 .sen 格式文件,在docker里拉取ubuntu镜像,操作文件也可以被拦截,流程如下:

# 拉取镜像
docker pull ubuntu

# 启动容器
docker -it --name=myubuntu /bin/bash

# 拷贝 .sen 文件到容器 /home 里
...

# 容器里操作 .sen 文件
cat /home/a.sen

# 在宿主机查看dmesg,发现日志按照预想情况打印
[18132.846627] proc = cat,file = /home/a.sen
[18132.861014] Hello word!

问题:

当我再拉取一个java8的镜像,重复以上操作时,发现java8容器里对sen文件的操作,在宿主机的dmesg日志里没有打印,就好像没有进过系统调用一样,这是为什么,我尝试过如下参数启动java8容器,但都是无功而返,请问这是为什么?

--cgroupns=host --privileged --security-opt seccomp=unconfined 
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  • 越重天 Java领域新星创作者 2024-12-13 11:28
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    本答案参考多次询问ChatGPT-3.5后选择的最佳回答,若是满意,还请采纳,谢谢。

    以下是对这个问题的一些分析:

    一、可能的原因

    (一)容器安全机制

    1. seccomp策略
      • 尽管设置了--security - opt seccomp = unconfined,但Java 8容器可能仍受到其他安全限制。Java运行时环境本身可能有自己的安全机制,这些机制可能会干扰系统调用表Hook的正常工作。例如,Java的安全管理器(Security Manager)可能会阻止某些系统调用或者改变系统调用的执行路径,使得Hook无法捕获到相关的操作。
      • 某些容器化的Java应用可能在构建时就被配置了特定的安全策略,这些策略可能与宿主机的系统调用表Hook机制不兼容。
    2. cgroup限制
      • 虽然设置了--cgroupns = host--privileged,但Java 8容器内的cgroup设置可能仍然存在一些隐藏的限制。例如,Java应用可能在启动时根据自身的资源管理逻辑对cgroup进行了二次配置,导致文件操作的系统调用路径发生改变,从而绕过了系统调用表Hook。

    (二)Java 8容器的特性

    1. Java运行时环境的文件操作封装
      • Java 8有自己的文件操作API(如java.io.File等类),这些API可能在底层对系统调用进行了封装和优化。在Java容器中,当操作.sen文件时,可能不是直接使用系统调用(如openopenat),而是通过Java运行时环境内部的逻辑来处理文件操作。这种情况下,系统调用表Hook就无法捕获到相关操作,因为Hook是基于系统调用层面的,而Java的文件操作绕过了这个层面。
    2. 类加载机制的影响
      • Java的类加载机制在容器环境下可能会有不同的表现。Java 8容器可能会加载特定的类库或者配置文件,这些类库或配置文件可能会影响文件操作的执行方式。例如,某些类库可能会缓存文件操作结果或者使用预定义的文件处理逻辑,从而避免了直接的系统调用。

    二、排查建议

    (一)检查Java 8容器内部的日志

    1. 启用Java日志
      • 在Java 8容器内,可以通过配置Java的日志框架(如java.util.logginglog4j等)来输出详细的文件操作日志。查看这些日志可以确定Java应用内部是否真的执行了对.sen文件的操作,以及操作的具体流程。例如,如果使用java.util.logging,可以在启动Java应用时添加以下参数:
        ```bash
      • Djava.util.logging.config.file=/path/to/logging.properties
        ```
        其中/path/to/logging.properties是一个配置文件,用于定义日志的输出级别、格式和目标等。
    2. 容器日志查看
      • 查看容器本身的日志(除了宿主机的dmesg日志)。对于Java 8容器,可以查看容器内的标准输出(stdout)和标准错误(stderr)日志,这些日志可能会包含有关文件操作失败或者被阻止的信息。例如,在启动容器时,可以将容器的日志输出到宿主机的文件中:
        docker run -it --name=java8_container -v /host/path/to/log:/container/path/to/log java8_image > /host/path/to/log/java8.log 2>&1
        
        这样就可以在宿主机的/host/path/to/log/java8.log文件中查看容器的日志。

    (二)进一步检查系统调用情况

    1. 使用strace工具(在容器内)
      • 在Java 8容器内,可以使用strace工具来跟踪Java进程的系统调用。例如,如果Java进程的PID是1234,可以在容器内执行以下命令:
        strace -p 1234
        
        这将显示Java进程正在进行的系统调用,从而可以确定是否真的执行了openopenat等与文件操作相关的系统调用。如果没有看到这些系统调用,那么就说明Java应用是通过其他方式处理文件操作的。
    2. 检查系统调用表状态(在宿主机)
      • 在宿主机上,可以检查系统调用表的状态,确保系统调用表Hook模块仍然正常工作。例如,可以检查Hook模块是否被意外卸载或者被其他内核模块干扰。可以使用lsmod命令查看已加载的内核模块,确保Hook模块仍然在列表中并且状态正常。

    (三)重新审视Hook机制与Java 8的兼容性

    1. 分析Hook代码与Java运行时的交互
      • 仔细检查系统调用表Hook的代码,看是否存在与Java 8运行时环境不兼容的地方。例如,Hook代码可能假设所有的文件操作都是通过传统的系统调用进行的,但Java 8可能会使用一些新的内核特性或者系统调用扩展来处理文件操作。
    2. 考虑Java特定的Hook方案
      • 由于Java有自己的运行时环境和文件操作逻辑,可能需要探索针对Java应用的特定Hook方案。例如,可以考虑使用Java Agent技术,在Java字节码层面进行拦截和监控,而不是仅仅依赖于系统调用表Hook。这种方法可以更好地与Java应用集成,并且能够捕获到Java应用内部的文件操作行为。
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问题事件

  • 创建了问题 12月12日