shell-command-security-audit

name	shell-command-security-audit
description	审计基于正则的 shell 命令安全模式，发现绕过路径，设计更健壮的命令审批机制。当用户问"这个正则能不能绕过"、"命令安全检测有没有漏洞"、"怎么防止 shell 命令注入"时使用。也适用于：设计命令审批系统、实现命令白名单/黑名单、按逻辑连词分割命令做细粒度检查。触发词：绕过、bypass、命令审计、shell 安全、正则匹配、命令审批、approval、危险命令、硬阻断。

Shell 命令安全审计

核心问题

正则匹配的是原始命令文本，但 shell 执行时会做变量展开、路径规范化、引号剥离、命令替换。这个语义鸿沟是所有绕过的根源。

正则看到的:  rm -rf ${X:-/}
Shell 执行:  rm -rf /

审计方法论

1. 提取所有 pattern 的 description

每个 description 就是一个"类别"，批准一个 description 会放行所有匹配该 description 的命令。

# 从源码提取
grep -E '^\s+\(r.*, "' tools/approval.py | sed 's/.*,\s*"//' | sed 's/".*//'

2. 按绕过类别系统测试

类别	绕过方式	示例
路径等价	/./ // ..	rm -rf /./ 等价 rm -rf /
变量展开	$VAR ${VAR:-default}	X=/; rm -rf $X
命令替换	$(cmd) `cmd`	rm -rf $(echo /)
引号剥离	'/' "/"	rm -rf '/' shell 去引号
eval 包装	eval 'cmd'	eval 'rm -rf /'
通配符 glob	/? [a-z]	rm -rf /? 展开为单字符目录
符号链接	ln -s /target link && rm link	间接删除
函数名变体	f(){ f|f& };f	fork bomb 换名
完整路径	/usr/sbin/shutdown	绕过命令位置检测

3. 编写测试脚本模板

def test_command(cmd, expected_blocked=True, note=""):
    is_blocked, desc = detect(cmd)
    bypassed = not is_blocked and expected_blocked
    print(f"  {'⚠ BYPASS' if bypassed else '✕ BLOCKED' if is_blocked else '✓ OK'}: {cmd!r}")
    return bypassed

# 测试路径等价
test_command("rm -rf /.")      # /. → /
test_command("rm -rf /./")     # /./ → /
test_command("rm -rf //")      # // → /
test_command("rm -rf /tmp/../") # /tmp/../ → /

# 测试变量展开
test_command("X=/; rm -rf $X")
test_command("rm -rf ${X:-/}")
test_command("rm -rf $(echo /)")
test_command("rm -rf `echo /`")

# 测试引号
test_command("rm -rf '/'")
test_command('rm -rf "/"')

# 测试 eval
test_command("eval 'rm -rf /'")

命令分割审批设计

动机

git add . && git commit -m 'msg' && git push 包含连词，整体检查会把简单的 git 操作变成需要审批。按逻辑连词分割后逐个检查可以放行这类 case。

Bash 逻辑连词

连词	含义	前一个失败时
;	顺序执行	继续执行
&&	逻辑与	跳过下一个
||	逻辑或	执行下一个
|	管道	两个都运行
&	后台	两个都运行

分割检查算法

def check_command_split_first(command: str) -> Decision:
    # 1. 按逻辑连词分割
    parts = split_by_logic_operators(command)
    
    # 2. 逐个检查
    for sub_cmd in parts:
        if not is_subcommand_safe(sub_cmd):
            return check_command_whole(command)  # 回退整体检查
    
    # 3. 全部 SAFE → 直接放行
    return ALLOW

子命令安全性判断

关键规则：包含变量引用的子命令一律不视为 SAFE。

VAR_REFERENCE_RE = re.compile('|'.join([
    r'\$\w+',           # $VAR
    r'\$\{[^}]+\}',     # ${VAR}, ${VAR:-default}
    r'\$\([^)]+\)',     # $(command)
    r'`[^`]+`',         # `command`
]))

def is_subcommand_safe(cmd: str) -> bool:
    # 规则 1: 包含变量引用 → 不安全
    if VAR_REFERENCE_RE.search(cmd):
        return False
    
    # 规则 2: 包含 eval/exec → 不安全
    if re.search(r'\b(eval|exec)\b', cmd):
        return False
    
    # 规则 3: 包含危险关键字（用 \b 边界匹配）
    if re.search(r'\brm\s+-rf?\b|\bmkfs\b|\bdd\b|\bshutdown\b', cmd):
        return False
    
    # 规则 4: 赋值语句本身是 safe 的
    if re.match(r'^[A-Za-z_]\w*=.*$', cmd):
        return True
    
    # 规则 5: 匹配已知 safe 模式
    safe_patterns = [
        r'^echo\b', r'^git\s+(add|commit|push|pull|status)\b',
        r'^npm\s+(install|run|test|build)\b', r'^mkdir\b', r'^cd\b',
    ]
    return any(re.match(p, cmd, re.I) for p in safe_patterns)

危险反例（不能分割检查的情况）

命令	分割后每个都 safe？	实际效果
A=rm; B=-rf; C=/; $A $B $C	赋值 safe，$A $B $C 有变量引用 → 被拦截	✓ 安全
cd /home && rm -rf .	cd safe，rm -rf dangerous → 被拦截	✓ 安全
false && rm -rf / || echo ok	rm -rf / dangerous → 被拦截	✓ 安全（但 rm 实际不会执行）

修复建议优先级

1. 路径规范化（低成本，解决 /./ // .. 问题）
2. 检测变量引用后回退整体检查（中成本，解决 $VAR 问题）
3. 关键字匹配用 \b 边界（低成本，避免 add 误匹配 dd）
4. seccomp/LD_PRELOAD 拦截系统调用（高成本，根本解决）
5. 容器沙箱（中成本，已有 docker/singularity 时直接用）