Jailer - eBPF強制アクセス制御

警告: このプロジェクトは活発に開発中であり、本番環境での使用には適していません。API、ポリシー形式、動作は予告なく変更される可能性があります。テストおよび実験目的でのみ使用してください。

謝辞

注記: これは独立した実装であり、Metaのソリューションと同じプロジェクトではありません。BpfJailerは機能的に類似しており、Meta の Liam Wisehart、Justin Nga、Carl El Khoury、Mansee Chadha による元のアイデアと設計に触発されていますが、これは独立して開発された別のコードベースです。この作品に影響を与えたビジョンと基礎概念に感謝の意を表します。

コミュニティ

Jailerは、Linux向けの強制アクセス制御（MAC）を提供するeBPFベースのプロセス隔離システムです。BPF task_storageマップを使用してプロセスを追跡し、ファイルアクセス、ネットワーク操作、プロセス実行に関するロールベースのポリシーを適用します。

機能（現在のバージョン）

機能	ステータス	説明
プロセス追跡	✅ 動作中	`task_storage` BPFマップを使用してプロセスを追跡
ソケット登録	✅ 動作中	UnixソケットAPIを介してプロセスが登録
ロールベースのポリシー	✅ 動作中	制限ロールと許可ロール
ファイルアクセス制御	✅ 動作中	ファイルオープン操作のブロック/許可
隔離の継承	✅ 動作中	子プロセスは親の隔離を継承
ネットワーク制御	✅ 動作中	ソケットbind/connectのブロック/許可
ポート/プロトコルフィルタリング	✅ 動作中	ポート単位のTCP/UDP許可/拒否ルール
実行制御	✅ 動作中	プロセス実行のブロック/許可
パス一致	✅ 動作中	キャッシュ無効化を伴うdentryウォーク
署名済みバイナリ	🚧 スタブ	バイナリ署名検証（未実装）
代替登録	✅ 動作中	実行ファイル、cgroup、またはxattrによる自動登録
デーモンレスモード	✅ 動作中	ブートストラップバイナリが早期ブート時にプログラムをピン留め
監査イベント	✅ 動作中	systemd-journald統合用のperfバッファ

Nginxデモ

Nginx demo

複雑なデモ

カーネル要件

最低カーネルバージョン

Linux 5.11以上（BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGEサポートのため）
推奨: Linux 6.1以上（BTFサポートがより良好）

必要なカーネル設定

# 現在のカーネル設定を確認
zcat /proc/config.gz 2>/dev/null || cat /boot/config-$(uname -r)

必要なオプション:

CONFIG_BPF=y
CONFIG_BPF_SYSCALL=y
CONFIG_BPF_LSM=y
CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y

BPF LSMを有効化

BPF LSMはカーネルブートパラメータで有効にする必要があります:

# BPF LSMがアクティブか確認
cat /sys/kernel/security/lsm
# リストに "bpf" が含まれている必要があります

# 含まれていない場合、カーネルブートパラメータに追加:
# /etc/default/grub を編集し、GRUB_CMDLINE_LINUX に以下を追加:
#   lsm=lockdown,capability,landlock,yama,apparmor,bpf

# その後grubを更新して再起動:
sudo update-grub
sudo reboot

Ubuntu/Debianシステムでは、以下も使用できます:

# BPF LSMを有効化するスクリプトを作成
cat > /tmp/enable_bpf_lsm.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
GRUB_FILE="/etc/default/grub"
if grep -q "lsm=" "$GRUB_FILE"; then
    sudo sed -i 's/lsm=[^""]*/lsm=lockdown,capability,landlock,yama,apparmor,bpf/' "$GRUB_FILE"
else
    sudo sed -i 's/GRUB_CMDLINE_LINUX="\(.*\)"/GRUB_CMDLINE_LINUX="\1 lsm=lockdown,capability,landlock,yama,apparmor,bpf"/' "$GRUB_FILE"
fi
sudo update-grub
echo "BPF LSMが有効化されました。再起動してください。"
EOF
chmod +x /tmp/enable_bpf_lsm.sh
sudo /tmp/enable_bpf_lsm.sh

ビルド

前提条件

# Rustをインストール
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

# ビルド依存関係をインストール（Ubuntu/Debian）
sudo apt-get install -y clang llvm libelf-dev linux-headers-$(uname -r)

# RustにBPFターゲットを追加
rustup target add bpfel-unknown-none

全コンポーネントのビルド

cd bpfjail

# BPFプログラムをビルド
cd bpfjailer-bpf && cargo build --release && cd ..

# デーモンとクライアントをビルド
cargo build --release

クイックスタート

1. デーモンを起動

# rootとして実行（存在すれば config/policy.json を読み込み）
sudo RUST_LOG=info ./target/release/bpfjailer-daemon

期待される出力:

[INFO] BpfJailer daemon starting...
[INFO] Loading BpfJailer eBPF programs with libbpf-rs...
[INFO] ✓ pending_enrollments map available for enrollment
[INFO] ✓ network_rules map available for port/protocol filtering
[INFO] ✓ task_storage map created successfully
[INFO] ✓ Program task_alloc attached
[INFO] ✓ Program file_open attached
[INFO] ✓ Program socket_bind attached
[INFO] ✓ Program socket_connect attached
[INFO] ✓ Program bprm_check_security attached
[INFO] Initialized with default roles: restricted (1), permissive (2)
[INFO] Loaded policy from config/policy.json
[INFO] Loaded 5 roles
[INFO] Enrollment server listening on /run/bpfjailer/enrollment.sock

2. セキュリティテストの実行

# 隔離なしで脆弱性テストを実行（攻撃が成功することを確認）
sudo python3 tests/vulnerable_apps/run_tests.py

# 制限ロールで脆弱性テストを実行（攻撃がブロックされることを確認）
sudo python3 tests/vulnerable_apps/run_tests.py --role 1

# 特定のテストを実行
sudo python3 tests/vulnerable_apps/run_tests.py --role 1 --test path

# 利用可能なテストとロールを一覧表示
sudo python3 tests/vulnerable_apps/run_tests.py --list

制限ロールでの出力例:

============================================================
TEST: Path Traversal / Arbitrary File Read
============================================================
Attempting to read /etc/passwd via path traversal...
BLOCKED - Permission denied (BpfJailer blocked file access)

============================================================
TEST: Command Injection
============================================================
Attempting command injection...
BLOCKED - Permission denied (BpfJailer blocked exec)

============================================================
TEST: Reverse Shell / Data Exfiltration
============================================================
Test 1: Reverse shell connection to 127.0.0.1:4444
BLOCKED - Permission denied (BpfJailer blocked connect)

利用可能なセキュリティテスト

テスト	脆弱性	緩和するロール
`path_traversal`	`../` による任意ファイル読み取り	restricted, isolated
`command_injection`	シェルコマンド実行	restricted, webserver, isolated
`reverse_shell`	攻撃者へのアウトバウンド接続	restricted, isolated
`ssrf`	内部サービス/クラウドメタデータへのアクセス	restricted, isolated
`arbitrary_write`	機密パスへの書き込み	restricted
`crypto_miner`	ダウンロード + 実行 + プールへの接続	restricted, webserver
`privilege_escalation`	shadow読み取り、sudoers書き込み	restricted

3. 手動登録テスト

#!/usr/bin/env python3
import socket
import json
import os

# デーモンに接続
sock = socket.socket(socket.AF_UNIX, socket.SOCK_STREAM)
sock.connect("/run/bpfjailer/enrollment.sock")

# 制限ロール（ID 1）で登録
request = {"Enroll": {"pod_id": 1, "role_id": 1}}
sock.send((json.dumps(request) + "\n").encode())
response = sock.recv(4096).decode()
print(f"登録: {response}")
sock.close()

# ファイルを読み取ろうとする（ブロックされるはず）
try:
    open("/etc/passwd").read()
    print("ファイルアクセス: 許可")
except PermissionError:
    print("ファイルアクセス: ブロック")

ポリシーファイル

BpfJailerはJSONポリシーファイルからロールを読み込みます。デーモンは次の順序でポリシーファイルを検索します:

$BPFJAILER_POLICY 環境変数
/etc/bpfjailer/policy.json
config/policy.json（ワーキングディレクトリからの相対パス）

ポリシーファイルの例

{
  "roles": {
    "restricted": {
      "id": 1,
      "name": "restricted",
      "flags": {
        "allow_file_access": false,
        "allow_network": false,
        "allow_exec": false
      },
      "network_rules": []
    },
    "webserver": {
      "id": 3,
      "name": "webserver",
      "flags": {
        "allow_file_access": true,
        "allow_network": true,
        "allow_exec": false
      },
      "network_rules": [
        {"protocol": "tcp", "port": 80, "allow": true},
        {"protocol": "tcp", "port": 443, "allow": true}
      ]
    }
  },
  "pods": []
}

ポリシーフラグ

フラグ	説明
`allow_file_access`	ファイルオープン操作を許可
`allow_network`	ソケットbind/connectを許可
`allow_exec`	プロセス実行を許可
`allow_setuid`	setuid操作を許可
`allow_ptrace`	ptrace操作を許可

デフォルトロール

ロールID	名前	ファイルアクセス	ネットワーク	実行
1	restricted	ブロック	ブロック	ブロック
2	permissive	許可	許可	許可
3	webserver	許可	ポート80, 443, 8080	ブロック
4	database	許可	ポート5432, 6379	ブロック
5	isolated	許可	ブロック	ブロック
6	web_with_db	許可	ポート80, 443, 5432, 3306, 6379	ブロック
7	worker	許可	ポート443, 5432, 6379, 5672	許可

ネットワークポート/プロトコルフィルタリング

BpfJailerはポート単位のTCP/UDPルールによる細かいネットワーク制御をサポートしています。

ルール構造

network_rules マップ:
  キー: { role_id, port, protocol, direction }
  値: allowed (1) または denied (0)

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