以程序的方式操纵NTFS的文件权限

Windows NT/2K/XP版本的操作系统都支持NTFS格式的文件系统，这是一个有安全性质的文件系统，你可以通过Windows的资源管理器来设置对每个目录和文件的用户访问权限。这里我就不对NTFS的安全性进行讲述了，我默认你对NTFS的文件目录的安全设置有了一定的了解。在这里，我将向你介绍使用Windows的API函数来操纵NTFS的文件权限。

一、 理论和术语

在Windows NT/2K?XP下的对象，不一定是文件系统，还有其它的一些对象，如：进程、命名管道、打印机、网络共享、或是注册表等等，都可以设置用户访问权限。在Windows系统中，其是用一个安全描述符（Security Descriptors）的结构来保存其权限的设置信息，简称为SD，其在Windows SDK中的结构名是“SECURITY_DESCRIPTOR”，这是包括了安全设置信息的结构体。一个安全描述符包含以下信息：

• 一个安全标识符(Security identifiers)，其标识了该信息是哪个对象的，也就是用于记录安全对象的ID。简称为：SID。
• 一个DACL（Discretionary Access Control List），其指出了允许和拒绝某用户或用户组的存取控制列表。 当一个进程需要访问安全对象，系统就会检查DACL来决定进程的访问权。如果一个对象没有DACL，那么就是说这个对象是任何人都可以拥有完全的访问权限。
• 一个SACL（System Access Control List），其指出了在该对象上的一组存取方式（如，读、写、运行等）的存取控制权限细节的列表。
• 还有其自身的一些控制位。

DACL和SACL构成了整个存取控制列表Access Control List，简称ACL，ACL中的每一项，我们叫做ACE（Access Control Entry），ACL中的每一个ACE。

我们的程序不用直接维护SD这个结构，这个结构由系统维护。我们只用使用Windows 提供的相关的API函数来取得并设置SD中的信息就行了。不过这些API函数只有Windows NT/2K/XP才支持。

安全对象Securable Object是拥有SD的Windows的对象。所有的被命名的Windows的对象都是安全对象。一些没有命名的对象是安全对象，如：进程和线程，也有安全描述符SD。在对大多数的创建安全对象的操作中都需要你传递一个SD的参数，如：CreateFile和CreateProcess函数。另外，Windows还提供了一系列有关安全对象的安全信息的存取函数，以供你取得对象上的安全设置，或修改对象上的安全设置。如：GetNamedSecurityInfo, SetNamedSecurityInfo，GetSecurityInfo, SetSecurityInfo。

下图说明了，安全对象和DACL以及访问者之间的联系（来源于MSDN）。注意，DACL表中的每个ACE的顺序是有意义的，如果前面的Allow（或denied）ACE通过了，那么，系统就不会检查后面的ACE了。

系统会按照顺序依次检查所有的ACE规则，如下面的条件满足，则退出：

1、如果一个Access-Denied的ACE明显地拒绝了请求者。

2、如果某Access-Allowed的ACE明显地同意了请求者。

3、全部的ACE都检查完了，但是没有一条ACE明显地允许或是拒绝请求者，那么系统将使用默认值，拒绝请求者的访问。

更多的理论和描述，请参看MSDN。

二、 实践与例程

1、 例程一：创建一个有权限设置的目录

#include <windows.h> void main(void) { SECURITY_ATTRIBUTES sa; //和文件有关的安全结构 SECURITY_DESCRIPTOR sd; //声明一个SD BYTE aclBuffer[1024]; PACL pacl=(PACL)&aclBuffer;//声明一个ACL，长度是1024 BYTE sidBuffer[100]; PSID psid=(PSID) &sidBuffer; //声明一个SID，长度是100 DWORD sidBufferSize = 100; char domainBuffer[80]; DWORD domainBufferSize = 80; SID_NAME_USE snu; HANDLE file; //初始化一个SD InitializeSecurityDescriptor(&sd, SECURITY_DESCRIPTOR_REVISION); //初始化一个ACL InitializeAcl(pacl, 1024, ACL_REVISION); //查找一个用户hchen，并取该用户的SID LookupAccountName(0, "hchen", psid, &sidBufferSize, domainBuffer, &domainBufferSize, &snu); //设置该用户的Access-Allowed的ACE，其权限为“所有权限” AddAccessAllowedAce(pacl, ACL_REVISION, GENERIC_ALL, psid); //把ACL设置到SD中 SetSecurityDescriptorDacl(&sd, TRUE, pacl, FALSE); //把SD放到文件安全结构SA中 sa.nLength = sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES); sa.bInheritHandle = FALSE; sa.lpSecurityDescriptor = &sd; //创建文件 file = CreateFile("c:\\testfile", 0, 0, &sa, CREATE_NEW, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0); CloseHandle(file); }

这个例子我是从网上找来的，改了改。其中使用到的关键的API函数，我都把其加粗了。从程序中我们可以看到，我们先初始化了一个SD和一个ACL，然后调用LookupAccountName取得用户的SID，然后通过这个SID，对ACL中加入一个有允许访问权限的ACE，然后再把整个ACL设置到SD中。最后，组织文件安全描述的SA结构，并调用CreateFile创建文件。如果你的操作系统是NTFS，那么，你可以看到你创建出来的文件的安全属性的样子：

这个程序旨在说明如何生成一个新的SD和ACL的用法，其有四个地方的不足和不清：

1、对于ACL和SID的声明采用了硬编码的方式指定其长度。

2、对于API函数，没有出错处理。

3、没有说明如何修改已有文件或目录的安全设置。

4、没有说明安全设置的继承性。

对于这些我将在下个例程中讲述。

2、 例程二、为目录增加一个安全设置项

在我把这个例程序例出来以前，请允许我多说一下。

1、 对于文件、目录、命令管道，我们不一定要使用GetNamedSecurityInfo和SetNamedSecurityInfo函数，我们可以使用其专用函数GetFileSecurity和SetFileSecurity函数来取得或设置文件对象的SD，以设置其访问权限。需要使用这两个函数并不容易，正如前面我们所说的，我们还需要处理SD参数，要处理SD，就需要处理DACL和ACE，以及用户的相关SID，于是，一系统列的函数就被这两个函数带出来了。

2、 对于上一个例子中的使用硬编码指定SID的处理方法是。调用LookupAccountName函数时，先把SID，Domain名的参数传为空NULL，于是LookupAccountName会返回用户的SID的长度和Domain名的长度，于是你可以根据这个长度分配内存，然后再次调用LookupAccountName函数。于是就可以达到到态分配内存的效果。对于ACL也一样。

3、 对于给文件的ACL中增加一个ACE条目，一般的做法是先取出文件上的ACL，逐条取出ACE，和现需要增加的ACE比较，如果有冲突，则删除已有的ACE，把新加的ACE添置到最后。这里的最后，应该是非继承而来的ACE的最后。关于ACL继承，NTFS中，你可以设置文件和目录是否继承于其父目录的设置。在程序中同样可以设置。

还是请看例程，这个程序比较长，来源于MSDN，我做了一点点修改，并把自己的理解加在注释中，所以，请注意代码中的注释：

#include <windows.h> #include <tchar.h> #include <stdio.h> //使用Windows的HeapAlloc函数进行动态内存分配 #define myheapalloc(x) (HeapAlloc(GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY, x)) #define myheapfree(x) (HeapFree(GetProcessHeap(), 0, x)) typedef BOOL (WINAPI *SetSecurityDescriptorControlFnPtr)( IN PSECURITY_DESCRIPTOR pSecurityDescriptor, IN SECURITY_DESCRIPTOR_CONTROL ControlBitsOfInterest, IN SECURITY_DESCRIPTOR_CONTROL ControlBitsToSet); typedef BOOL (WINAPI *AddAccessAllowedAceExFnPtr)( PACL pAcl, DWORD dwAceRevision, DWORD AceFlags, DWORD AccessMask, PSID pSid ); BOOL AddAccessRights(TCHAR *lpszFileName, TCHAR *lpszAccountName, DWORD dwAccessMask) { // 声明SID变量 SID_NAME_USE snuType; // 声明和LookupAccountName相关的变量（注意，全为0，要在程序中动态分配） TCHAR * szDomain = NULL; DWORD cbDomain = 0; LPVOID pUserSID = NULL; DWORD cbUserSID = 0; // 和文件相关的安全描述符 SD 的变量 PSECURITY_DESCRIPTOR pFileSD = NULL; // 结构变量 DWORD cbFileSD = 0;// SD的size // 一个新的SD的变量，用于构造新的ACL（把已有的ACL和需要新加的ACL整合起来） SECURITY_DESCRIPTOR newSD; // 和ACL 相关的变量 PACL pACL = NULL; BOOL fDaclPresent; BOOL fDaclDefaulted; ACL_SIZE_INFORMATION AclInfo; // 一个新的 ACL 变量 PACL pNewACL = NULL; //结构指针变量 DWORD cbNewACL = 0; //ACL的size // 一个临时使用的 ACE 变量 LPVOID pTempAce = NULL; UINT CurrentAceIndex = 0; //ACE在ACL中的位置 UINT newAceIndex = 0; //新添的ACE在ACL中的位置 //API函数的返回值，假设所有的函数都返回失败。 BOOL fResult; BOOL fAPISuccess; SECURITY_INFORMATION secInfo = DACL_SECURITY_INFORMATION; // 下面的两个函数是新的API函数，仅在Windows 2000以上版本的操作系统支持。 // 在此将从Advapi32.dll文件中动态载入。如果你使用VC++ 6.0编译程序，而且你想 // 使用这两个函数的静态链接。则请为你的编译加上：/D_WIN32_WINNT=0x0500 // 的编译参数。并且确保你的SDK的头文件和lib文件是最新的。 SetSecurityDescriptorControlFnPtr _SetSecurityDescriptorControl = NULL; AddAccessAllowedAceExFnPtr _AddAccessAllowedAceEx = NULL; __try { // // STEP 1: 通过用户名取得SID // 在这一步中LookupAccountName函数被调用了两次，第一次是取出所需要 // 的内存的大小，然后，进行内存分配。第二次调用才是取得了用户的帐户信息。 // LookupAccountName同样可以取得域用户或是用户组的信息。（请参看MSDN） // fAPISuccess = LookupAccountName(NULL, lpszAccountName, pUserSID, &cbUserSID, szDomain, &cbDomain, &snuType); // 以上调用API会失败，失败原因是内存不足。并把所需要的内存大小传出。 // 下面是处理非内存不足的错误。 if (fAPISuccess) __leave; else if (GetLastError() != ERROR_INSUFFICIENT_BUFFER) { _tprintf(TEXT("LookupAccountName() failed. Error %d\n"), GetLastError()); __leave; } pUserSID = myheapalloc(cbUserSID); if (!pUserSID) { _tprintf(TEXT("HeapAlloc() failed. Error %d\n"), GetLastError()); __leave; } szDomain = (TCHAR *) myheapalloc(cbDomain * sizeof(TCHAR)); if (!szDomain) { _tprintf(TEXT("HeapAlloc() failed. Error %d\n"), GetLastError()); __leave; } fAPISuccess = LookupAccountName(NULL, lpszAccountName, pUserSID, &cbUserSID, szDomain, &cbDomain, &snuType); if (!fAPISuccess) { _tprintf(TEXT("LookupAccountName() failed. Error %d\n"), GetLastError()); __leave; } // // STEP 2: 取得文件（目录）相关的安全描述符SD // 使用GetFileSecurity函数取得一份文件SD的拷贝，同样，这个函数也 // 是被调用两次，第一次同样是取SD的内存长度。注意，SD有两种格式：自相关的 // （self-relative）和 完全的（absolute），GetFileSecurity只能取到“自 // 相关的”，而SetFileSecurity则需要完全的。这就是为什么需要一个新的SD， // 而不是直接在GetFileSecurity返回的SD上进行修改。因为“自相关的”信息 // 是不完整的。 fAPISuccess = GetFileSecurity(lpszFileName, secInfo, pFileSD, 0, &cbFileSD); // 以上调用API会失败，失败原因是内存不足。并把所需要的内存大小传出。 // 下面是处理非内存不足的错误。 if (fAPISuccess) __leave; else if (GetLastError() != ERROR_INSUFFICIENT_BUFFER) { _tprintf(TEXT("GetFileSecurity() failed. Error %d\n"), GetLastError()); __leave; } pFileSD = myheapalloc(cbFileSD); if (!pFileSD) { _tprintf(TEXT("HeapAlloc() failed. Error %d\n"), GetLastError()); __leave; } fAPISuccess = GetFileSecurity(lpszFileName, secInfo, pFileSD, cbFileSD, &cbFileSD); if (!fAPISuccess) { _tprintf(TEXT("GetFileSecurity() failed. Error %d\n"), GetLastError()); __leave; } // // STEP 3: 初始化一个新的SD // if (!InitializeSecurityDescriptor(&newSD, SECURITY_DESCRIPTOR_REVISION)) { _tprintf(TEXT("InitializeSecurityDescriptor() failed.") TEXT("Error %d\n"), GetLastError()); __leave; } // // STEP 4: 从GetFileSecurity 返回的SD中取DACL // if (!GetSecurityDescriptorDacl(pFileSD, &fDaclPresent, &pACL, &fDaclDefaulted)) { _tprintf(TEXT("GetSecurityDescriptorDacl() failed. Error %d\n"), GetLastError()); __leave; } // // STEP 5: 取 DACL的内存size // GetAclInformation可以提供DACL的内存大小。只传入一个类型为 // ACL_SIZE_INFORMATION的structure的参数，需DACL的信息，是为了 // 方便我们遍历其中的ACE。 AclInfo.AceCount = 0; // Assume NULL DACL. AclInfo.AclBytesFree = 0; AclInfo.AclBytesInUse = sizeof(ACL); if (pACL == NULL) fDaclPresent = FALSE; // 如果DACL不为空，则取其信息。（大多数情况下“自关联”的DACL为空） if (fDaclPresent) { if (!GetAclInformation(pACL, &AclInfo, sizeof(ACL_SIZE_INFORMATION), AclSizeInformation)) { _tprintf(TEXT("GetAclInformation() failed. Error %d\n"), GetLastError()); __leave; } } // // STEP 6: 计算新的ACL的size // 计算的公式是：原有的DACL的size加上需要添加的一个ACE的size，以 // 及加上一个和ACE相关的SID的size，最后减去两个字节以获得精确的大小。 cbNewACL = AclInfo.AclBytesInUse + sizeof(ACCESS_ALLOWED_ACE) + GetLengthSid(pUserSID) - sizeof(DWORD); // // STEP 7: 为新的ACL分配内存 // pNewACL = (PACL) myheapalloc(cbNewACL); if (!pNewACL) { _tprintf(TEXT("HeapAlloc() failed. Error %d\n"), GetLastError()); __leave; } // // STEP 8: 初始化新的ACL结构 // if (!InitializeAcl(pNewACL, cbNewACL, ACL_REVISION2)) { _tprintf(TEXT("InitializeAcl() failed. Error %d\n"), GetLastError()); __leave; } (程序未完，请看下篇) // // STEP 9 如果文件（目录） DACL 有数据，拷贝其中的ACE到新的DACL中 // // 下面的代码假设首先检查指定文件（目录）是否存在的DACL，如果有的话， // 那么就拷贝所有的ACE到新的DACL结构中，我们可以看到其遍历的方法是采用 // ACL_SIZE_INFORMATION结构中的AceCount成员来完成的。在这个循环中， // 会按照默认的ACE的顺序来进行拷贝（ACE在ACL中的顺序是很关键的），在拷 // 贝过程中，先拷贝非继承的ACE（我们知道ACE会从上层目录中继承下来） // newAceIndex = 0; if (fDaclPresent && AclInfo.AceCount) { for (CurrentAceIndex = 0; CurrentAceIndex < AclInfo.AceCount; CurrentAceIndex++) { // // STEP 10: 从DACL中取ACE // if (!GetAce(pACL, CurrentAceIndex, &pTempAce)) { _tprintf(TEXT("GetAce() failed. Error %d\n"), GetLastError()); __leave; } // // STEP 11: 检查是否是非继承的ACE // 如果当前的ACE是一个从父目录继承来的ACE，那么就退出循环。 // 因为，继承的ACE总是在非继承的ACE之后，而我们所要添加的ACE // 应该在已有的非继承的ACE之后，所有的继承的ACE之前。退出循环 // 正是为了要添加一个新的ACE到新的DACL中，这后，我们再把继承的 // ACE拷贝到新的DACL中。 // if (((ACCESS_ALLOWED_ACE *)pTempAce)->Header.AceFlags & INHERITED_ACE) break; // // STEP 12: 检查要拷贝的ACE的SID是否和需要加入的ACE的SID一样， // 如果一样，那么就应该废掉已存在的ACE，也就是说，同一个用户的存取 // 权限的设置的ACE，在DACL中应该唯一。这在里，跳过对同一用户已设置 // 了的ACE，仅是拷贝其它用户的ACE。 // if (EqualSid(pUserSID, &(((ACCESS_ALLOWED_ACE *)pTempAce)->SidStart))) continue; // // STEP 13: 把ACE加入到新的DACL中 // 下面的代码中，注意 AddAce 函数的第三个参数，这个参数的意思是 // ACL中的索引值，意为要把ACE加到某索引位置之后，参数MAXDWORD的 // 意思是确保当前的ACE是被加入到最后的位置。 // if (!AddAce(pNewACL, ACL_REVISION, MAXDWORD, pTempAce, ((PACE_HEADER) pTempAce)->AceSize)) { _tprintf(TEXT("AddAce() failed. Error %d\n"), GetLastError()); __leave; } newAceIndex++; } }

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//STEP14:把一个access-allowed的ACE加入到新的DACL中
//前面的循环拷贝了所有的非继承且SID为其它用户的ACE，退出循环的第一件事
//就是加入我们指定的ACE。请注意首先先动态装载了一个AddAccessAllowedAceEx
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