Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現

Transcript

1. Redox OS での ネームスペース管理と chroot の実現 Kernel/VM 探検隊 ＠ つくば No.3 Ibuki OMATSU, 2026/03/20
2. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 自己紹介 Ibuki OMATSU @Isan_info 産業技術高等専門学校 Redox OS での主なプロジェクト: UNIX ドメインソケットの実装, 一括ファイルディスクリプタ送信 発表: FOSDEM 2026 “Capability Based Security in Redox OS” Ibuki OMATSU, 2026/03/20 2 / 10
3. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 Redox OS ™︎ とは • マイクロカーネル • Rust 製 • UNIX ライク デスクトップやネットワークスタッ クを提供 Redox OS 上で Redox OS の開 発・コミットも可能 Ibuki OMATSU, 2026/03/20 3 / 10
4. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 Redox のアーキテクチャ • カーネルは 3 万行以下 ‣ 依存パッケージを含め 10 万行以下 • サービスやドライバがユーザ空間で動作 • ファイル操作は “Schemes” が処理 ‣ サービスやドライバが提供 ‣ RedoxFS: file ‣ プロセスマネージャ: proc • “Schemes” の可視性はネームスペースが 管理 Ibuki OMATSU, 2026/03/20 4 / 10
5. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 relibc: Rust 製標準 C ライブラリ • 複数の OS をサポート ‣ Linux: relibc -> 生のシステムコール ‣ Redox: relibc -> redox-rt • redox-rt ( Redox ランタイムサービス) ‣ POSIX API から Redox 固有の操作への変換層 – fork/exec ‣ Redox 内部用 FD の管理 – プロセス/スレッド、CWD FD Ibuki OMATSU, 2026/03/20 5 / 10
6. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 ネームスペース管理移行前のファイルアクセス 1. アプリケーションが open("/home/user/ some_file") を呼ぶ 2. 3. 4. 5. Ibuki OMATSU, 2026/03/20 6 / 10
7. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 ネームスペース管理移行前のファイルアクセス 1. アプリケーションが open("/home/user/ some_file") を呼ぶ 2. redox-rt がパスを /scheme/file/home/ user/some_file に変換し open する 3. 4. 5. Ibuki OMATSU, 2026/03/20 6 / 10
8. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 ネームスペース管理移行前のファイルアクセス 1. アプリケーションが open("/home/user/ some_file") を呼ぶ 2. redox-rt がパスを /scheme/file/home/ user/some_file に変換し open する 3. カーネルがネームスペースに file scheme が存在するか確認 4. 5. Ibuki OMATSU, 2026/03/20 6 / 10
9. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 ネームスペース管理移行前のファイルアクセス 1. アプリケーションが open("/home/user/ some_file") を呼ぶ 2. redox-rt がパスを /scheme/file/home/ user/some_file に変換し open する 3. カーネルがネームスペースに file scheme が存在するか確認 4. 存在すれば、カーネルがリクエストを file scheme に送信 5. Ibuki OMATSU, 2026/03/20 6 / 10
10. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 ネームスペース管理移行前のファイルアクセス 1. アプリケーションが open("/home/user/ some_file") を呼ぶ 2. redox-rt がパスを /scheme/file/home/ user/some_file に変換し open する 3. カーネルがネームスペースに file scheme が存在するか確認 4. 存在すれば、カーネルがリクエストを file scheme に送信 5. file scheme がリクエストを処理 Ibuki OMATSU, 2026/03/20 6 / 10
11. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 移行の鍵: openat(dir_fd, "path/to/file") • openat は dir_fd からの相対パスでファイルを開く • 通常はただの便利な関数 • アプリケーションが openat のみを利用し、dir_fd に制限がかかっていれば、 dir_fd がサンドボックスとして機能 (例: O_RESOLVE_BENEATH) Ibuki OMATSU, 2026/03/20 7 / 10
12. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 移行の鍵: openat(dir_fd, "path/to/file") • openat は dir_fd からの相対パスでファイルを開く • 通常はただの便利な関数 • アプリケーションが openat のみを利用し、dir_fd に制限がかかっていれば、 dir_fd がサンドボックスとして機能 (例: O_RESOLVE_BENEATH) -> ネームスペース管理に利用できる Ibuki OMATSU, 2026/03/20 7 / 10
13. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 ユーザ空間ネームスペースマネージャ 1. アプリケーションが open("/home/user/ some_file") を呼ぶ 2. redox-rt がパスを /scheme/file/home/ user/some_file に変換し openat(namespace_fd, path) を呼ぶ 3. ネームスペースマネージャがリクエスト を仲介する • アプリケーションは namespace_fd を介し てのみ絶対パスアクセスが可能 Ibuki OMATSU, 2026/03/20 8 / 10
14. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 Redox OS での chroot の実現 • chroot: 絶対パスが解決されるルートディレクトリの変更 • Linux: プロセスに対して 1 つのファイルシステムルート • Redox: 複数のルート - それぞれの scheme が別々のルートを持つ ‣ ネームスペースマネージャは scheme 名と “scheme ルート”のマップを持っている ‣ 実は “scheme ルート” はスキームの仮想ルートでもよい • • Ibuki OMATSU, 2026/03/20 9 / 10
15. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 Redox OS での chroot の実現 • chroot: 絶対パスが解決されるルートディレクトリの変更 • Linux: プロセスに対して 1 つのファイルシステムルート • Redox: 複数のルート - それぞれの scheme が別々のルートを持つ ‣ ネームスペースマネージャは scheme 名と “scheme ルート”のマップを持っている ‣ 実は “scheme ルート” はスキームの仮想ルートでもよい • RedoxFS の chroot ‣ 自身のネームスペースに file scheme ルートとして /scheme/file/jail のようなディ レクトリを登録する ‣ /scheme/file/.. へのアクセスは自動的に /scheme/file/jail/.. へと制限される • Ibuki OMATSU, 2026/03/20 9 / 10
16. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 Redox OS での chroot の実現 • chroot: 絶対パスが解決されるルートディレクトリの変更 • Linux: プロセスに対して 1 つのファイルシステムルート • Redox: 複数のルート - それぞれの scheme が別々のルートを持つ ‣ ネームスペースマネージャは scheme 名と “scheme ルート”のマップを持っている ‣ 実は “scheme ルート” はスキームの仮想ルートでもよい • RedoxFS の chroot ‣ 自身のネームスペースに file scheme ルートとして /scheme/file/jail のようなディ レクトリを登録する ‣ /scheme/file/.. へのアクセスは自動的に /scheme/file/jail/.. へと制限される • ネットワークの chroot(分離) にも利用できる? Ibuki OMATSU, 2026/03/20 9 / 10
17. Redox OS でのネームスペース管理と chroot の実現 まとめ • openat を利用してネームスペース管理をユーザ空間へ移行した • スキームがカーネルで匿名で作成され、自らネームスペースへ登録するように • カーネルがリクエストを振り分けるだけで良くなり、パスの解析が不必要に • ネームスペースを利用しスキームの chroot やネットワーク分離も実現可能に 関連リポジトリ: https://gitlab.redox-os.org/redox-os/relibc, https://gitlab.redox-os.org/redox-os/base 発表: “Capability Based Security in Redox,” https://fosdem.org/2026/schedule/event/KSK9RB-capability-based-redox-os/ 関連記事: “Capability-based Security for Redox: Namespace and CWD as capabilities,” https://www.redox-os.org/news/ nlnet-cap-nsmgr-cwd/ Ibuki OMATSU, 2026/03/20 10 / 10