经典的 Fork 炸弹解析

Jaromil 在 2002 年设计了最为精简的一个 Linux Fork 炸弹,整行代码只有 13 个字符,在 shell 中运行后几秒后系统就会宕机:

:(){ :|:& };:

这样看起来不是很好理解,我们可以更改下格式:

:(){	:|:&};:

更好理解一点的话就是这样:

bomb(){	bomb|bomb&};bomb

因为 shell 中函数可以省略 function 关键字,所以上面的 13 个字符的功能是定义一个函数并调用这个函数,函数的名称为 : ,主要的核心代码是 :|:&,可以看出这是一个对函数本身的递归调用,通过 & 实现在后台开启新进程运行,通过管道实现进程呈几何形式增长,最后再通过 : 来调用此函数引爆炸弹。因此,几秒钟内,系统就会因为处理不过来太多的进程而死机,解决的唯一办法就是重启。

Bomb 一下

秉着不作不死的心态,我们也来运行一下,于是我将矛头指向云主机,我使用了一个 2G 内存的云主机,首先在本地开启两个终端,在一个终端连接云主机后运行炸弹,几秒后再尝试用另外一个终端登录,效果可以看下图:

看,运行一段时间后直接报出了 -bash: fork: Cannot allocate memory,说明内存不足了。并且我在二号终端上尝试连接也没有任何反应。因为是虚拟的云主机,所以我只能通过主机服务商的后台来给主机断电重启。然后才能重新登录:

炸弹的危害

Fork 炸弹带来的后果就是耗尽服务器资源,使服务器不能正常的对外提供服务,也就是常说的 DoS。与传统 1v1、通过不断向服务器发送请求造成服务器崩溃不同,Fork 炸弹有种坐山观虎斗,不费一兵一卒斩敌人于马下的感觉。更吓人的是这个函数是不需要 root 权限就可以运行的。看到网上有帖子说某些人将个性签名改为 Fork 炸弹,结果真有好奇之人中枪,试想如果中枪的人是在公司服务器上运行的话,oh,!

预防方式

当然,Fork 炸弹没有那么可怕,用其它语言也可以分分钟写出来一个,例如,Python 版:

import os 	
    while True:  	
    os.fork()

Fork 炸弹的本质无非就是靠创建进程来抢占系统资源,在 Linux 中,我们可以通过 ulimit 命令来限制用户的某些行为,运行 ulimit -a  可以查看我们能做哪些限制:

ubuntu@10-10-57-151:~$ ulimit -acore file size          (blocks, -c) 0data seg size           (kbytes, -d) unlimitedscheduling priority             (-e) 0file size               (blocks, -f) unlimitedpending signals                 (-i) 7782max locked memory       (kbytes, -l) 64max memory size         (kbytes, -m) unlimitedopen files                      (-n) 1024pipe size            (512 bytes, -p) 8POSIX message queues     (bytes, -q) 819200real-time priority              (-r) 0stack size              (kbytes, -s) 8192cpu time               (seconds, -t) unlimitedmax user processes              (-u) 7782virtual memory          (kbytes, -v) unlimitedfile locks                      (-x) unlimited

可以看到,-u 参数可以限制用户创建进程数,因此,我们可以使用 ulimit -u 20 来允许用户最多创建 20 个进程。这样就可以预防 Fork 炸弹。但这样是不彻底的,关闭终端后这个命令就失效了。我们可以通过修改 /etc/security/limits.conf 文件来进行更深层次的预防,在文件里添加如下一行(下面的 ubuntu 需更换为你的用户名):

ubuntu - nproc 20

这样,退出后重新登录,就会发现最大进程数已经更改为 20 了:

这个时候我们再次运行炸弹就不会报内存不足了,而是提示 -bash: fork: retry: No child processes,说明 Linux 限制了炸弹创建进程。

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