Linux Page-Cache 原地写入漏洞家族防御（禁用高危零拷贝路径 / Seccomp / 只读根分区）

防御目标

阻断非特权进程借由 splice() / vmsplice() 将只读可执行文件（如 /usr/bin/su）的页缓存页送入 AF_ALG（Copy Fail）、xfrm-ESP（Dirty Frag ESP）、RxRPC（Dirty Frag RxRPC）与 espintcp（Fragnesia）等内核原地解密路径，从内核模块收敛、系统调用过滤与页缓存只读保护三层切断提权链路。

分层防御矩阵

防御层级	对应漏洞家族共性	具体控制策略	阻断效果
内核模块黑名单	AF_ALG / rxrpc / espintcp 自动按需加载	/etc/modprobe.d/hardening-net.conf 使用 install <mod> /bin/false + blacklist	非特权用户创建 AF_ALG 或 AF_RXRPC socket 直接返回 EAFNOSUPPORT
Seccomp-BPF 系统调用过滤	依赖 splice/vmsplice 构造零拷贝 SGL	容器与服务沙箱默认策略拦截 splice(275)、vmsplice(278)、af_alg(38)	切断只读文件页缓存进入管道与协议栈的零拷贝通道
内核补丁基线	原地解密未执行 COW 与先解密后验签	确保 algif_aead 禁用共享页 in-place、skb_splice_from_iter 标记 SKBFL_SHARED_FRAG、先验 MAC 后解密	从源码根因消除共享页缓存覆盖写漏洞
根文件系统与执行校验	仅篡改内存页缓存而不落盘	部署 dm-verity 或 IMA Appraisal 并移除非必要 SUID 二进制	即便页缓存异常也无法通过 SUID 完成权限跃迁，且内核拒绝执行未验签页

防御实现与校验示例

1. 内核模块黑名单与 Seccomp/容器策略配置

# /etc/modprobe.d/99-reverselab-kernel-hardening.conf
install algif_aead /bin/false
install af_alg /bin/false
install rxrpc /bin/false
install espintcp /bin/false
blacklist algif_aead
blacklist af_alg
blacklist rxrpc
blacklist espintcp

2. 主机运行态基线核验脚本（Python）

核查目标主机是否仍允许加载高危协议模块、SUID 暴露面与容器 seccomp 状态：

from pathlib import Path

HIGH_RISK_MODULES = ("algif_aead", "af_alg", "rxrpc", "espintcp")

def check_modprobe_hardening(conf_dir: Path = Path("/etc/modprobe.d")) -> dict:
    blocked = set()
    if conf_dir.exists():
        for conf in conf_dir.glob("*.conf"):
            text = conf.read_text(encoding="utf-8", errors="ignore")
            for mod in HIGH_RISK_MODULES:
                if f"install {mod} /bin/false" in text or f"install {mod} /bin/true" in text:
                    blocked.add(mod)
    missing = [m for m in HIGH_RISK_MODULES if m not in blocked]
    return {"blocked": sorted(blocked), "missing_hardening": missing, "compliant": len(missing) == 0}

def evaluate_seccomp_profile(denied_syscalls: set[str]) -> bool:
    required_blocks = {"splice", "vmsplice", "add_key", "request_key"}
    return required_blocks.issubset(denied_syscalls)

if __name__ == "__main__":
    assert evaluate_seccomp_profile({"splice", "vmsplice", "add_key", "request_key", "ptrace"}) is True
    assert evaluate_seccomp_profile({"ptrace"}) is False
    res = check_modprobe_hardening(Path("nonexistent_test_dir"))
    assert res["compliant"] is False and len(res["missing_hardening"]) == 4
    print("page_cache_defense_check: PASS")

防御工作流

1. 补丁对齐：核对内核版本是否已合入 Copy Fail / Dirty Frag / Fragnesia 上游修复补丁
2. 协议收敛：在无需 IPsec/RxRPC/AF_ALG 的服务器与容器宿主机禁用对应内核模块并阻止自动加载
3. 系统调用沙箱：为非特权服务与容器启用 Seccomp，阻断 splice/vmsplice 与 AF_ALG socket 创建
4. 减少 SUID 靶标：清理非必需的 SUID-root 可执行文件，并对关键系统分区启用 dm-verity / IMA
5. 异常监控：通过 auditd / eBPF 监控普通进程对 /usr/bin/su 等 SUID 文件配合 splice/AF_ALG 的调用组合

验证与判定标准

• 模块禁用生效：/etc/modprobe.d/ 配置加载并更新 initramfs 后，lsmod 中不出现 algif_aead/rxrpc/espintcp，普通用户调用 socket(AF_ALG, SOCK_SEQPACKET, 0) 返回错误
• Seccomp 生效：在目标服务或容器内执行 splice() 返回 EPERM
• 基线脚本通过：check_modprobe_hardening() 返回 missing_hardening == [] 且 SUID 文件列表符合最小权限基线

MCP 工具映射

防御环节	MCP 工具	用途
关联加固策略检索	kb_router	检索 01-kernel 目录下同家族内核加固文档
加固配置与基线输出	workspace_write_text	将 modprobe 黑名单与 seccomp 配置草案写入工作区
内核异常行为规则生成	make_sigma_stub	生成针对 AF_ALG / splice 异常序列的检测规则