Round-trip test

引言：为什么容器安全不只靠 cgroups？

Docker 容器里的进程真的"隔离"了吗？答案远比你想象的复杂。cgroups v2 解决了资源配额管理（CPU、内存、I/O），但容器内的进程依然共享同一个 Linux 内核，理论上可以发起任何系统调用。如果容器内应用被攻破，攻击者可能通过 ptrace、kexec_load、init_module 等系统调用对宿主机发起容器逃逸。seccomp（Secure Computing Mode）正是 Linux 内核提供的系统调用过滤机制，它像一道精密的防火墙，只放行容器"真正需要"的系统调用，从根源上缩小容器的攻击面。

一、seccomp 架构演进：从 Mode 1 到 BPF 过滤器

1.1 初代 seccomp：严格模式（Mode 1）

Linux 2.6.12 引入的第一代 seccomp 只允许 read、write、_exit 和 sigreturn 四个无条件系统调用。这太严苛了，几乎无法用于任何真实应用，因而长期无人问津。

1.2 seccomp-bpf：BPF 赋予的灵活性

Linux 3.5（2012年）引入 seccomp-bpf，将经典的 Berkeley Packet Filter 虚拟机引入系统调用过滤领域。与网络 BPF 过滤数据包类似，seccomp-bpf 过滤系统调用，但可以基于系统调用号及六个 64 位参数进行精细的位运算、比较和跳转。返回值可以是 SECCOMP_RET_ALLOW、SECCOMP_RET_KILL、SECCOMP_RET_TRAP、SECCOMP_RET_ERRNO、SECCOMP_RET_TRACE 和 SECCOMP_RET_LOG，覆盖了放行、终止、信号、返回错误、通知追踪者和仅记录等所有语义。

关键架构洞察：seccomp-bpf 在内核的 __secure_computing() 中，每次系统调用入口都会执行 BPF 程序。BPF 虚拟机保证过滤程序在有限时间内完成（经典 BPF 最大 4096 指令），使系统调用入口的延迟增量控制在百纳秒级。

二、动手编写 seccomp-bpf 过滤程序

2.1 最小可用示例：用 seccomp 禁止 execve

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

void install_seccomp_filter(void) {
    struct sock_filter filter[] = {
        // 加载系统调用号到累加器
        BPF_STMT(BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS,
                 offsetof(struct seccomp_data, nr)),
        // 如果是 execve (59 on x86_64)，杀死进程
        BPF_JUMP(BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K, 59, 0, 1),
        BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K, SECCOMP_RET_KILL),
        // 其他系统调用放行
        BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K, SECCOMP_RET_ALLOW),
    };
    struct sock_fprog prog = {
        .len = sizeof(filter) / sizeof(filter[0]),
        .filter = filter,
    };
    prctl(PR_SET_NO_NEWPRIVS, 1, 0, 0, 0);
    prctl(PR_SET_SECCOMP, SECCOMP_MODE_FILTER, &prog);
}

2.2 基于参数的高级过滤

// 禁止 clone 带 CLONE_NEWNS | CLONE_NEWUSER flag（防止创建新 namespace）
struct sock_filter namespace_filter[] = {
    BPF_STMT(BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS,
             offsetof(struct seccomp_data, nr)),
    BPF_JUMP(BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K, __NR_clone, 1, 0),
    // 不是 clone，放行
    BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K, SECCOMP_RET_ALLOW),
    // 是 clone，检查第二个参数（flags）
    BPF_STMT(BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS,
             offsetof(struct seccomp_data, args[0])),
    BPF_STMT(BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K,
             CLONE_NEWNS | CLONE_NEWUSER),
    BPF_JUMP(BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K, 0, 0, 1),
    // 包含敏感 flag，拒绝
    BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K, SECCOMP_RET_ERRNO | (EPERM & 0xffff)),
    // 不包含敏感 flag，放行
    BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K, SECCOMP_RET_ALLOW),
};

2.3 使用 libseccomp 安全地构建过滤规则

#include 

void build_docker_like_policy(void) {
    scmp_filter_ctx ctx = seccomp_init(SCMP_ACT_KILL);  // 默认拒绝
    
    // 白名单模式：只允许必需的系统调用
    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(open), 0);
    seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ALLOW, SCMP_SYS(close), 0);
    seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ALLOW, SCMP_SYS(stat), 0);
    seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ALLOW, SCMP_SYS(fstat), 0);
    seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ALLOW, SCMP_SYS(mmap), 0);
    seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ALLOW, SCMP_SYS(mprotect), 0);
    seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ALLOW, SCMP_SYS(brk), 0);
    seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ALLOW, SCMP_SYS(rt_sigreturn), 0);
    seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ALLOW, SCMP_SYS(exit_group), 0);
    // 对特定调用返回 EPERM 但不杀死（便于进程优雅降级）
    seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ERRNO(EPERM), SCMP_SYS(ptrace), 0);
    seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ERRNO(EPERM), SCMP_SYS(mount), 0);
    
    seccomp_load(ctx);
    seccomp_release(ctx);
}

三、seccomp 返回值语义与生产级行为

四、seccomp-unotify：用户态系统调用模拟

Linux 5.0 引入的 seccomp-unotify 机制（SECCOMP_RET_NOTIF_FD）是 seccomp 发展史上的一次范式转变：被拦截的系统调用不再是简单的"放行/拒绝"，而是可以转发到用户态进程由它模拟执行。这为容器运行时实现 mount、ptrace、reboot 等受控系统调用提供了可能。

// 简化的 unotify 工作流
int setup_unotify(int sec