前言

在编程中，文件操作是一个非常常见的任务，但同时也是一个容易忽视的安全隐患。如果在使用open()函数打开文件后忘记使用close()函数关闭文件，就可能引发严重的信息泄露问题。在Unix和Linux系统中，文件描述符是一个关键的概念，几乎所有的操作都涉及文件描述符的使用。当一个文件被打开后，系统会为其分配一个文件描述符，程序可以通过这个描述符对文件进行读写操作。然而，如果在程序执行完相关操作后未能及时关闭文件，这些文件描述符可能会在系统中保持打开状态，从而导致潜在的安全风险。

什么是文件描述符

文件描述符（File Descriptor）是计算机操作系统中的一个抽象概念，用于表示一个指向文件或其他输入/输出资源（如管道、网络连接等）的引用。在Unix和Linux系统中，文件描述符是一个非负整数，当程序打开一个文件时，操作系统会返回一个文件描述符，程序可以通过这个文件描述符来执行读写操作。

例如，标准输入、标准输出和标准错误这三个特殊的文件描述符分别对应0、1和2。程序可以通过这三个描述符与用户进行交互，而不必关心实际的输入输出设备。

在Python中，使用open()函数打开文件时，会返回一个文件对象，其包含一个文件描述符。代码如下：

f = open("/etc/passwd", 'r')  # 打开/etc/passwd文件

此时，文件描述符指向该文件，可以进行读取操作。相应地，可以通过调用close()方法关闭文件：

f.close()  # 关闭文件

什么是proc文件系统

proc 是 Linux 系统中的一个伪文件系统，用于提供系统运行时的信息和配置接口。与普通文件系统不同，proc 文件系统中的文件和目录并不存储在磁盘上，而是驻留在内存中，实时反映内核和进程的状态信息。通过 proc，用户和应用程序可以方便地获取系统内核、硬件和进程的信息，甚至可以通过它来配置某些内核参数。

这里我运行python3后，使用pidof获取python3的进程id

pidof是Linux系统中用来查找正在运行进程的进程号(PID)的工具

当前，python3进程的id号为1058930，进入该进程的 proc 目录：

cd /proc/1058930/fd
ls -al

这里有三个不同的文件，其实是三个不同的文件描述符

0：标准输入
1：标准输出
2：标准错误输出

回到python3，然后随意打开一个文件，来实际了解一下是如何运行的

f = open("/etc/passwd",'r')    #读取passwd文件里的内容，然后存储在f变量里

然后再查看/proc/1058930/fd目录下的文件

可以看见这个文件夹下多了一个python刚刚导入的文件，使用close()函数关闭文件

现在文件已经成功关闭了，但即使文件已经成功关闭，在编程时如果打开了一个具有 root 权限的文件并且未能关闭其文件描述符，可能导致严重的安全隐患。未关闭的文件描述符会在系统中保持打开状态，潜在地暴露敏感信息。例如，恶意用户或进程可以通过访问这些残留的文件描述符，读取或修改具有高权限的文件内容，甚至可能获取系统的控制权限

实例演示

简单写一个实验的脚本

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main () {
    int file_descriptor;
    file_descriptor = open("/etc/shadow", 0);   //打开/etc/shadow这个文件

    setuid(getuid());        //当前权限从root变为user权限

    char *args[] = {"sh", 0};
    execvp("/bin/sh", args);        //直接进入shell，方便演示
    return 0;
}

编译文件

gcc filename -o test

然后给编译后的文件权限

chmod u+s test
./test

切换到普通用户下运行程序

我现在只是个普通用户的权限，然后进入到我们程序正在运行的proc目录下

cd /proc/self/fd         #self表示为当前自身程序

使用重定向字符串读取第三个文件描述符，因为文件正在被使用

cat <&3

现在普通用户也可以通过文件描述符读取/etc/shadow文件，但是我们用当前shell直接读/etc/shadow文件是不行的

因为普通用户权限不能直接读取/etc/shadow文件

防范文件描述符导致的安全危害

在每次完成文件操作后，立即调用close()方法关闭文件描述符即可，最后附上一个因为文件描述符而导致权限提升的漏洞案例

https://www.sektioneins.de/en/blog/15-07-07-dyld_print_to_file_lpe.html