在现代 Linux 系统中，多进程环境下的安全隔离是关键挑战，尤其是文件系统访问控制。Landlock 作为 Linux Security Module（LSM）的一种，提供了一种基于能力的沙盒机制，允许非特权进程自我限制文件系统访问，从而实现细粒度的隔离。这种机制特别适合 Rust 语言的内核模块开发，因为 Rust 的内存安全特性可以减少模块引入的漏洞风险。通过在 Rust 中实现 Landlock 集成，我们可以构建一个高效的沙盒框架，支持多进程并发执行，而无需依赖 ptrace 等调试工具，这不仅降低了开销，还提升了系统的整体安全性。
Landlock 的核心在于其规则集（ruleset）机制，用户空间进程可以通过系统调用创建规则集，并附加路径规则来定义允许的访问权限。例如，一个规则集可以指定进程仅能读取特定目录，而禁止写入系统关键路径。这种设计基于能力模型，即进程主动放弃部分权限，形成不可逆的限制。证据显示，在内核 5.13 引入 Landlock 后，其 ABI 版本已演进至 v4，支持文件系统和网络限制。在 Rust 内核模块中，我们可以利用 landlock-sys crate 来绑定这些 ABI，实现模块级别的规则注入。相比传统 C 模块，Rust 的借用检查器确保规则处理过程中的指针安全，避免了常见的缓冲区溢出问题，从而为沙盒提供更可靠的隔离基础。
实现 Landlock 的 Rust 内核模块需要关注几个关键工程参数。首先，模块加载时应验证内核版本是否支持 Landlock（最低 5.13），使用 rust-for-linux 的构建工具链编译，确保模块兼容 x86_64 和 arm64 架构。规则集创建使用 landlock_create_ruleset 系统调用，返回文件描述符 fd，随后通过 landlock_add_rule 附加规则，如允许读取 /etc 但禁止执行 /bin。针对多进程隔离，模块可以暴露 ioctl 接口，让用户空间进程注册规则集，模块内部使用 cred_attach 机制将规则附加到进程凭证上。监控要点包括启用 CONFIG_LANDLOCK=y 内核配置，并通过 /proc//attr/landlock 接口审计规则应用。潜在风险是规则集继承不当导致权限泄露，因此模块应实现规则合并逻辑，确保子进程继承父进程的严格限制。
为了落地部署，提供以下清单作为参考：
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环境准备：安装 rustc 1.75 + 和 clang，确保内核头文件包含 LSM 钩子。构建模块时添加 KBUILD_MODNAME=landlock_rust。
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规则定义：使用 enum 定义权限位，如 Access::Read (1<<0) | Access::Write (1<<1)，通过 PathBeneath 规则指定路径，如 "/home/user" 仅读。
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模块钩子：在 inode_permission 钩子中调用 landlock 钩子，验证 cred->landlock_ruleset 是否允许操作。若拒绝，返回 - EACCES。
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多进程支持：使用 copy_process 钩子克隆规则集，确保 fork/execve 继承。阈值设置：规则数上限为 1024，避免内存耗尽。
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回滚策略：模块卸载前检查活跃进程数，若 > 0 则拒绝卸载。测试时使用 stress-ng 模拟多进程负载，监控 dmesg 日志中的拒绝事件。
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性能优化：规则匹配使用 rbtree 结构，平均 O (log n) 复杂度。针对高并发，预分配 ruleset 缓存，减少系统调用开销。
这种实现方式的优势在于无 ptrace 依赖，避免了调试器的性能瓶颈和安全隐患。实际案例中，如 Flatpak 已集成类似机制，证明 Landlock 在容器化场景的效能。在 Rust 模块中，我们进一步强化了类型安全，例如使用 Option处理空规则，避免空指针解引用。通过这些参数和清单，开发者可以快速构建一个生产级的沙盒模块，支持从 Web 服务器到 AI 推理的多进程隔离需求。
进一步扩展，考虑与 seccomp 结合：模块可动态加载 BPF 过滤器，限制非文件系统 syscall，如禁止 openat 对敏感路径。参数阈值：syscall 过滤率设为 95%，保留必要调用如 read/write。监控工具包括 ftrace 跟踪 landlock 钩子调用，阈值警报当拒绝率 > 10% 时触发日志。风险缓解：模块签名使用 mokutil，确保引导时验证，防止篡改。
总之，这种基于 Rust 的 Landlock 实现提供了高效、可审计的沙盒解决方案，适用于云原生和边缘计算环境。通过严格的参数调优和监控，我们能实现零信任的多进程隔离，推动 Linux 安全架构的演进。
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