筆者在前文《理解 docker 容器中的 uid 和 gid》介紹了 docker 容器中的用戶與宿主機上用戶的關系，得出的結論是：docker 默認沒有隔離宿主機用戶和容器中的用戶。如果你已經了解了 Linux 的 user namespace 技術(參考《Linux Namespace : User》)，那麽自然會問：docker 為什麽不利用 Linux user namespace 實現用戶的隔離呢？事實上，docker 已經實現了相關的功能，只是默認沒有啟用而已。筆者將在本文中介紹如何配置 docker 來隔離容器中的用戶。
說明：本文的演示環境為 ubuntu 16.04。

了解 Linux user namespace

Linux user namespace 為正在運行的進程提供安全相關的隔離(其中包括 uid 和 gid)，限制它們對系統資源的訪問，而這些進程卻感覺不到這些限制的存在。關於 Linux User Namespace 的介紹請參考筆者的《Linux Namespace : User》一文。

對於容器而言，阻止權限提升攻擊(privilege-escalation attacks)的最好方法就是使用普通用戶權限運行容器的應用程序。
然而有些應用必須在容器中以 root 用戶來運行，這就是我們使用 user namespace 的最佳場景。我們通過 user namespace 技術，把宿主機中的一個普通用戶(只有普通權限的用戶)映射到容器中的 root 用戶。在容器中，該用戶在自己的 user namespace 中認為自己就是 root，也具有 root 的各種權限，但是對於宿主機上的資源，它只有很有限的訪問權限(普通用戶)。

User namespace 的用戶映射

在配置 docker daemon 啟用 user namespace 前，我需要先來了解一些關於從屬(subordinate)用戶/組和映射(remapping)的概念。從屬用戶和組的映射由兩個配置文件來控制，分別是 /etc/subuid 和 /etc/subgid。看下它們的默認內容：在配置 docker daemon 啟用 user namespace 前，我需要先來了解一些關於從屬(subordinate)用戶/組和映射(remapping)的概念：

對於 subuid，這一行記錄的含義為：
用戶 nick，在當前的 user namespace 中具有 65536 個從屬用戶，用戶 ID 為 100000-165535，在一個子 user namespace 中，這些從屬用戶被映射成 ID 為 0-65535 的用戶。

比如說用戶 nick 在宿主機上只是一個具有普通權限的用戶。我們可以把他的一個從屬 ID(比如 100000 )分配給容器所屬的 user namespace，並把 ID 100000 映射到該 user namespace 中的 uid 0。此時即便容器中的進程具有 root 權限，但也僅僅是在容器所在的 user namespace 中，一旦到了宿主機中，你頂多也就有 nick 用戶的權限而已。

當開啟 docker 對 user namespace 的支持時(docker 的 userns-remap 功能)，我們可以指定不同的用戶映射到容器中。比如我們專門創建一個用戶 dockeruser，然後手動設置其 subuid 和 subgid：

nick:100000:65536
dockeruser:165536:65536

並把它指定給 docker daemon：

{
  "userns-remap": "dockeruser"
}

請註意 subuid 的設置信息，我們為 dockeruser 設置的從屬 ID 和 nick 用戶是不重疊的，實際上任何用戶的從屬 ID 設置都是不能重疊的。

或者一切從簡，讓 docker 為我們包辦這些繁瑣的事情，直接把 docker daemon 的 userns-rempa 參數指定為 "default"：

{
  "userns-remap": "default"
}

這時，docker 會自動完成其它的配置。

配置 docker daemon 啟用用戶隔離

這裏筆者采取簡單的方式，讓 docker 創建默認的用戶用於 user namespace。我們需要先創建 /etc/docker/daemon.json 文件：

$ sudo touch /etc/docker/daemon.json

然後編輯其內容如下(如果該文件已經存在，僅添加下面的配置項即可)，並重啟 docker 服務：

{
  "userns-remap": "default"
}

$ sudo systemctl restart docker.service

下面我們來驗證幾個關於用戶隔離的幾個點。

首先驗證 docker 創建了一個名為 dockremap 的用戶：

然後查看 /etc/subuid 和 /etc/subgid 文件中是否添加了新用戶 dockremap 相關的項：

接下來我們發現在 /var/lib/docker 目錄下新建了一個目錄： 165536.165536，查看該目錄的權限：

165536 是由用戶 dockremap 映射出來的一個 uid。查看 165536.165536 目錄的內容：

與 /var/lib/docker 目錄下的內容基本一致，說明啟用用戶隔離後文件相關的內容都會放在新建的 165536.165536 目錄下。

通過上面的檢查，我們可以確認 docker daemon 已經啟用了用戶隔離的功能。

宿主機中的 uid 與容器中 uid

在 docker daemon 啟用了用戶隔離的功能後，讓我們看看宿主機中的 uid 與容器中 uid 的變化。

$ docker run -d --name sleepme ubuntu sleep infinity

uid 165536 是用戶 dockremap 的一個從屬 ID，在宿主機中並沒有什麽特殊權限。然而容器中的用戶卻是 root，這樣的結果看上去很完美：

新創建的容器會創建 user namespace

在 docker daemon 啟用用戶隔離的功能前，新創建的容器進程和宿主機上的進程在相同的 user namespace 中。也就是說 docker 並沒有為容器創建新的 user namespace：

上圖中的容器進程 sleep 和宿主機上的進程在相同的 user namespace 中(沒有開啟用戶隔離功能的場景)。

在 docker daemon 啟用用戶隔離的功能後，讓我們查看容器中進程的 user namespace：

上圖中的 4404 就是我們剛啟動的容器中 sleep 進程的 PID。可以看出，docker 為容器創建了新的 user namespace。在這個 user namespace 中，容器中的用戶 root 就是天神，擁有至高無上的權力！

訪問數據卷中的文件

我們可以通過訪問數據卷中的文件來證明容器中 root 用戶究竟具有什麽樣的權限？創建四個文件，分別屬於用戶 root 、165536 和 nick。rootfile 只有 root 用戶可以讀寫，用戶 nick 具有 nickfile 的讀寫權限，uid 165536 具有文件 165536file 的讀寫權限，任何用戶都可以讀寫 testfile 文件：

下面把這幾個文件以數據卷的方式掛載到容器中，並檢查從容器中訪問它們的權限：

$ docker run -it --name test -w=/testv -v $(pwd)/testv:/testv ubuntu

容器中的 root 用戶只能訪問 165536file 和 testfile，說明這個用戶在宿主機中只有非常有限的權限。

在容器中禁用 user namespace

一旦為 docker daemon 設置了 "userns-remap" 參數，所有的容器默認都會啟用用戶隔離的功能(默認創建一個新的 user namespace)。有些情況下我們可能需要回到沒有開啟用戶隔離的場景，這時可以通過 --userns=host 參數為單個的容器禁用用戶隔離功能。--userns=host 參數主要給下面三個命令使用：

docker container create
docker container run
docker container exec

比如執行下的命令：

$ docker run -d --userns=host --name sleepme ubuntu sleep infinity

查看進程信息：

進程的有效用戶又成 root 了，並且也沒有為進程創建新的 user namespace：

已知問題

User namespace 屬於比較高級的功能，目前 docker 對它的支持還算不上完美，下面是已知的幾個和現有功能不兼容的問題：

• 共享主機的 PID 或 NET namespace(--pid=host or --network=host)
  
• 外部的存儲、數據卷驅動可能不兼容、不支持 user namespace
• 使用 --privileged 而不指定 --userns=host

總結

Docker 是支持 user namespace 的，並且配置的方式也非常簡便。在開啟 user namespace 之後我們享受到了安全性的提升，但同時也會因為種種限制讓其它的個別功能出現問題。這時我們需要作出選擇，告別一刀切的決策，讓合適的功能出現的合適的場景中。

參考：
Understanding how uid and gid work in Docker containers
Introduction to User Namespaces in Docker Engine
Isolate containers with a user namespace

隔離 docker 容器中的用戶