[Linux] 환경변수와 환경변수 PATH란? (+명령어를 찾는 경로와 절차, PATH 공격)

 

일단 환경변수가 무엇인지에 다해서 간단히만 짚고 넘어가자.
분명 환경변수라는 단어, 환경 변수 설정이라는 건 보통 개발환경을 구축할 때 많이 들어보긴 했을 것 같은데 그게 뭔지에 대해서 알려주는 곳은 별로 없었다. 그래서 이번 기회에 공부하는 김에 정리해보려고 한다.

환경변수란?

프로세스가 컴퓨터에서 동작하는 방식에 영향을 미치는 변수들의 모임이다.
즉 컴퓨터 환경 설정할 때 값으로 설정되어있는 애들이라고 생각하면 편하다.
리눅스나 윈도우나 환경변수는 다 있다.

예) $PARH, $HOME, $PWD, $TZ 등
 
참고로 환경변수는 일반 사용자가 임의로 변경할 수 없다. (루트는 가능한듯)

한편 리눅스에서 export 명령어를 치면 환경 변수 정보들을 출력할 수 있다.

 

export 명령어의 결과로 출력된 환경 변수 정보들

 

이런식으로 echo로 원하는 환경변수도 출력 가능하다.

 

우리가 명령어를 칠 때도 터미널에서는 환경변수를 참조한다(아래 자세히). 또한 프로그램에서도 환경변수를 참조한다. 프로그램이 로드될 때 환경변수도 같이 초기화하는 과정을 거치기 때문이다. (프로세스에서는 스택에 환경변수 정보들을 저장해 놓고, 이 테이블을 라이브러리의 __environ 변수가 가리키게 된다.)

자세한 내용은 요기 -> [드림핵(Dreamhack)] __environ ,

심화문제는 여기 [드림핵(Dreamhack)] environ (둘이 다른 문제다. 밑에거가 더 어려움)

 

$PATH

이제 PATH 환경 변수($PATH)에 대해 알아보도록 하자. 쉽게 말해서 우리가 어떤 명령어를 실행한다고 하는 상황을 가정해보자.
그런데 정말 신기한 것이 명령어가 사실은 '실행'파일이라는 것이다.

예를들어 리눅스에서 mkdir 명령을 실행한다고 생각해보자 그런데 사실 mkdir는 디렉토리를 만드는 행동을 '실행'하는 것이다. 결국 mkdir을 입력하면 하나의 실행파일이 실행된다고 생각하면 된다.
 
그럼 $PATH는 무엇인가?
이 실행 파일의 위치가 !!! 어딘지 알려주는 거다 예를들어 mkdir를 실행하기 위해서는 어느 경로의 어느 파일로 가야해? 이걸 알려주는 것이다~! 사용자가 명령어를 입력하면 컴퓨터는  PATH에 적힌 위치들로 하나씩 가보며 명령어 파일을 찾은 후 실행하게된다.

 

echo $PATH를 통해서 PATH 환경 변수의 내용을 출력해보았다.

':'(콜론)으로 구분된 것들이 다 경로들이고, 명령어를 실행할 때 이 경로들에 들어가서 명령어가 있는지를 탐색한다.

 

위에서 ~디렉토리에 id라는 실행파일이 존재하지도 않음에도 id 명령어를 실행할 수 있었던 것은 현재 디렉토리를 탐색한 후 id 파일이 없어서 환경 변수의 경로들을 다 탐색해봤기 때문이다.

 

명령어 실행 흐름

사용자가 명령어를 입력할 때 컴퓨터가 이를 어떻게 실행하는지 흐름도를 아래에 가져와봤다.

먼저 해당 명령어 파일이 현재 디렉토리 안에 있는지 찾는다.

만약 없으면 $PATH에 있는 경로들을 가본다.

그 명령어 실행권한이 있으면 이를 실행한다.

만약 실행권한이 없으면 해당 명령어 파일이 setuid 혹은 setgid가 설정되어있는지 확인한다. setuid가 설정되어있고 실행권한이 있으면 이를 실행하게 된다. (setuid와 setgid는 리눅스 권한 중 특수권한으로 따로 포스팅할 예정이다.)

 

참고로 실행파일은 명령어인지아닌지 상관없이 절대 경로로 실행해주면 다 실행이되는것을 잊지말자

path를 초기화 해주더라도 만약 절대경로로 입력해주면 그냥 cmd에 절대경로를 입력하는 것과 동일하므로 해당 실행파일(명령어 파일 포함)이 실행된다

 

$PATH 조작?

그럼 만약에 $PATH를 조작한다면 어떻게 될까?

 

아래 그림에서는 PATH 값 자체를 아예 지워버렸다. 따라서 id 명령어가 아예 실행이 안 되는 것을 볼 수 있다.

 

이러고 shell 따는 프로그램을 만들어 현재 디렉토리에 넣어봤다.

 

 

PATH를 제거해주었더니 id를 치니 쉘이 따지는 걸 확인할 수 있었다 (물론 PATH를 초기화해서 ls 명령어는 먹히지 않는 모습다)

 

 

또 다른 예시를 보자

// gcc -o environ1 environ1.c
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
    printf("Screen Cleaner\n");
    system("clear");
         
    return 0;
}

위 코드는 clear 명령어를 사용하도록 하는 코드이다.

 

그런데 만약 PATH변수가 비워져있다면 위 코드를 실행할 때 오류가 뜰것이다. 왜냐하면 clear라는 실행파일을 찾을 수 없기 때문이다.

 

clear:not found 에러가 뜸

 

한편 리눅스에서 명령어를 실행할 때 어떻게 한다고 했는지 기억하는가? 일단 해당 디렉토리에서도 clear라는 이름의 실행파일이 있는지를 찾는 것이다 !!!! 그렇다면 디렉토리에 clear라는 파일을 만들어주고 거기다 우리가 원하는 걸 하게 시키면 되지 않을까?

 

 

아래처럼 ./clear라는 이름으로 /bin/sh의 심볼릭 링크를 걸어주었다. 그리고 PATH를 초기화했다.

 

 

이렇게 하면 clear 명령어를 실행할 때 /bin/sh가 실행되게 될 것이다. 위 그림을 통해서 정상적으로 쉘이 따진 것을 볼 수 있다!! 

 

코드에서는 system("clear"); 형식으로 명령어를 실행했었다. 하지만 이러한 코드들은 현재 디렉토리에 같은 이름으로 다른 파일을 만들면 악의적인 파일을 심고 이를 실행시킬 수 있다. 

 

따라서 보안적으로 안전한 코드를 만들기 위해선 아래처럼 절대경로를 사용해주는 것이 더 바람직하다.

system("/usr/bin/clear");

 

이러한 공격들은 환경 변수 PATH를 이용한 공격으로 환경 변수 공격 (Environment Attack)의 일부이다. 이에 대한 내용은 다른 포스트에서 자세하게 다루도록 하겠다.