不管是windows还是Linux都有用户组的概念，用户组不仅保证了登录用户的账号安全，还是进程执行的凭证，这次专门来讲解一下用户组的概念

用户

讲解用户，我准备依靠/etc/passwd文件下的字段来进行讲解。我们首先来看一下该文件下都有哪些字段
该文件下存储了所有用户的相关信息，并且对全用户开放。一共7个字段，每个字段之间用冒号分隔。我们来看一下每个字段都记录了什么。

1. 首先是用户名，就是我们打开Linux时候的登录名
2. 密码文件，存放着我们的加密以后的密码。如果密码字段为空那么登录该用户的时候就不需要输入密码，而密码有一定的规则：首先字符以[a-zA-Z0-9./]构成，并且长度最多13位。如果不符合规则，那么该用户将无法登录。那么为什么我的密码字段是X呢？因为我启用了shadow密码(后面会讲)，如果开启shadow密码那么系统就不会对该字段进行解析并且存放为x。
3. 第三个字段是用户id。这就像我们的学号一样，一个名字对应一个学号。该字段用32位比特位来进行存储。虽然一个用户名对应了一个用户id，但是一个用户id可以使用多个用户名。也就是说一个用户可以使用不同的密码去访问相同的资源。如果用户id为0，那么该用户为特权用户，也就是我们的root
4. 第四个是组id。每一个用户创建的时候都会创建一个和用户名相同名字的组，id也和用户id相同。该组被称为用户的首选属组。第四个字段存放的组id就是用户首选属组的id
5. 第五个字段存放了一些相关注释
6. 第六个字段存放着用户的家目录。如果我们将其改变那么环境变量HOME也会随之改变
7. 默认的shell

组

由于多用户可能需要对相同的资源进行访问等操作，所以出现了组的概念。Linux最开始的时候一个用户只能有一个属组，用户可以改变属组，但是需要用户提供组密码(后面会提到。)那么到了现在，一个用户可以有多个属组，并且组密码一般也不再使用。

/etc/group文件下存放着组相关的一些信息
然后我们来看一下该文件中存放了哪些字段

1. 首先就是组名。类似于用户名
2. 组密码。刚刚提到的但是现在不用。对应于用户的shadow文件组也有相应的文件，叫做gshadow，里面存放着shadow密码。
3. 组ID
4. 组成员，由于改组内只有一个默认成员，如果不是默认成员则会写上

shadow密码文件

曾经的密码经过加密以后将会存放到passwd文件下。但是很多非特权进程需要获取用户的相关信息，就不得不访问该文件。于是一些恶意软件就出现了，访问passwd文件的密码字段并且对其进行碰撞(因为加密算法不可逆)。为了防止这种情况的发生只能将密码重新放置到shadow文件中。该文件非特权用户不得访问。

我们看一下shadow文件中存放了哪些东西

1. 用户名
2. 加密后的密码
3. 上次修改密码的时间(从1970.1.1开始的总天数)
4. 两次修改密码间隔的最少天数，如果为0，则没有限制
5. 两次修改密码间隔最多的天数,表示该用户的密码会在多少天后过期，如果为99999则没有限制
6. 提前多少天警告用户密码将过期
7. 在密码过期之后多少天禁用此用户
8. 用户过期日期(从1970.1.1开始的总天数)，如果为0，则该用户永久可用
   保留

test2:$6$C/vGzhVe$aKK6QGdhzTmYyxp8.E68gCBkPhlWQ4W7/OpCFQYV.qsCtKaV00bToWh286yy73jedg6i0qSlZkZqQy.wmiUdj0:17470:0:99999:7:::
这是一个shadow中记载的一行的示例。破解该密码必须通过碰撞的方式(如果有一天加密算法被破解或许可以逆运算)

注意看这个加密后的密码字段，它有它的固定格式。$id$salt$encrypted。其中id代表着采用什么加密算法，例如1代表MD5，5代表sha256，6代表sha512；salt也就是我们俗称的加盐。系统将会随机生成；最后是我们密码的哈希值

获取用户组的相关信息

这里将会介绍这样的几个函数
获得passwd文件中的相关信息。pwd.h库中定义了一个结构体passwd。该结构体中的成员为：

struct passwd {
               char   *pw_name;       /* username */
               char   *pw_passwd;     /* user password */
               uid_t   pw_uid;        /* user ID */
               gid_t   pw_gid;        /* group ID */
               char   *pw_gecos;      /* user information */
               char   *pw_dir;        /* home directory */
               char   *pw_shell;      /* shell program */
           };

与passwd文件中的每个字段一一对应。两个函数的功能相同，只不过一个通过输入用户名查找，一个输入uid进行查找。最后返回一个passwd对象的指针。然后我们可以简单写一个程序

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <pwd.h>
void main(){
	struct passwd *pwd;
	uid_t uid;
	char *username;
	scanf("%d",&uid);
	pwd = getpwuid(uid);
	printf("%s\n",pwd->pw_name);
	printf("%s\n",pwd->pw_passwd);
	printf("%d\n",pwd->pw_uid);
	printf("%d\n",pwd->pw_gid);
	printf("%s\n",pwd->pw_gecos);
	printf("%s\n",pwd->pw_dir);
	printf("%s\n",pwd->pw_shell);
	scanf("%s",username);
	pwd = getpwnam(username);
	printf("%s\n",pwd->pw_name);
	printf("%s\n",pwd->pw_passwd);
	printf("%d\n",pwd->pw_uid);
	printf("%d\n",pwd->pw_gid);
	printf("%s\n",pwd->pw_gecos);
	printf("%s\n",pwd->pw_dir);
	printf("%s\n",pwd->pw_shell);
}

这是最后的运行结果
这两个函数都返回一个指针，该指针指向了一个静态结构。也就是说我们每一次调用这两个函数都会覆盖原来的静态结构。所以我们需要随调随访问

有用户的相关信息，那么就能获取组相关的信息
同样grp.h中也定义了一个结构体

struct group {
               char   *gr_name;        /* group name */
               char   *gr_passwd;      /* group password */
               gid_t   gr_gid;         /* group ID */
               char  **gr_mem;         /* NULL-terminated array of pointers
                                          to names of group members */
           };

与组文件中的字段一一对应。我们也写一个查询组信息的程序

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <grp.h>
void main(){
	struct group *grp;
	gid_t gid;
	char *groupname;
	scanf("%d",&gid);
	grp = getgrgid(gid);
	printf("%s\n",grp->gr_name);
	printf("%s\n",grp->gr_passwd);
	printf("%d\n",grp->gr_gid);
	for(int i = 0;grp->gr_mem[i]!=NULL;i++)
			printf("%s\n",grp->gr_mem[i]);
	scanf("%s",groupname);
	grp = getgrnam(groupname);
	printf("%s\n",grp->gr_name);
	printf("%s\n",grp->gr_passwd);
	printf("%d\n",grp->gr_gid);
	for(int i = 0;grp->gr_mem[i]!=NULL;i++)
			printf("%s\n",grp->gr_mem[i]);

}

接下来学习一组比较有威力的函数
getpwent函数将会从密码文件中逐条返回信息，如果到达密码文件末尾将会返回NULL。当函数开始调用的时候，就会打开密码文件然后逐条进行读取。读取的过程中也会移动文件位置指针。endpwent函数的作用就是用来将密码文件关闭。而setpwent函数将会将密码文件的文件位置指针移动到最前面。通过这个函数我们能够遍历所有的用户信息

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <pwd.h>
void main()
{
	struct passwd *pwd;
	while((pwd = getpwent()) != NULL){
		printf("===========================\n");
		printf("%s\n",pwd->pw_name);
		printf("%s\n",pwd->pw_passwd);
		printf("%d\n",pwd->pw_uid);
		printf("%d\n",pwd->pw_gid);
		printf("%s\n",pwd->pw_gecos);
		printf("%s\n",pwd->pw_dir);
		printf("%s\n",pwd->pw_shell);
		}
  endpwent();
}

最后输出一下结果

===========================
root
x
0
0
root
/root
/bin/bash
===========================
daemon
x
1
1
daemon
/usr/sbin
/usr/sbin/nologin
===========================
bin
x
2
2
bin
/bin
/usr/sbin/nologin
===========================
sys
x
3
3
sys
/dev
/usr/sbin/nologin
===========================
sync
x
4
65534
sync
/bin
/bin/sync
===========================
games
x
5
60
games
/usr/games
/usr/sbin/nologin
===========================
man
x
6
12
man
/var/cache/man
/usr/sbin/nologin
===========================
lp
x
7
7
lp
/var/spool/lpd
/usr/sbin/nologin
===========================
mail
x
8
8
mail
/var/mail
/usr/sbin/nologin
===========================
news
x
9
9
news
/var/spool/news
/usr/sbin/nologin
===========================
uucp
x
10
10
uucp
/var/spool/uucp
/usr/sbin/nologin
===========================
proxy
x
13
13
proxy
/bin
/usr/sbin/nologin
===========================
www-data
x
33
33
www-data
/var/www
/usr/sbin/nologin
===========================
backup
x
34
34
backup
/var/backups
/usr/sbin/nologin
===========================
list
x
38
38
Mailing List Manager
/var/list
/usr/sbin/nologin
===========================
irc
x
39
39
ircd
/var/run/ircd
/usr/sbin/nologin
===========================
gnats
x
41
41
Gnats Bug-Reporting System (admin)
/var/lib/gnats
/usr/sbin/nologin
===========================
nobody
x
65534
65534
nobody
/nonexistent
/usr/sbin/nologin
===========================
systemd-network
x
100
102
systemd Network Management,,,
/run/systemd/netif
/usr/sbin/nologin
===========================
systemd-resolve
x
101
103
systemd Resolver,,,
/run/systemd/resolve
/usr/sbin/nologin
===========================
syslog
x
102
106

/home/syslog
/usr/sbin/nologin
===========================
messagebus
x
103
107

/nonexistent
/usr/sbin/nologin
===========================
_apt
x
104
65534

/nonexistent
/usr/sbin/nologin
===========================
uuidd
x
105
111

/run/uuidd
/usr/sbin/nologin
===========================
avahi-autoipd
x
106
112
Avahi autoip daemon,,,
/var/lib/avahi-autoipd
/usr/sbin/nologin
===========================
usbmux
x
107
46
usbmux daemon,,,
/var/lib/usbmux
/usr/sbin/nologin
===========================
dnsmasq
x
108
65534
dnsmasq,,,
/var/lib/misc
/usr/sbin/nologin
===========================
rtkit
x
109
114
RealtimeKit,,,
/proc
/usr/sbin/nologin
===========================
cups-pk-helper
x
110
116
user for cups-pk-helper service,,,
/home/cups-pk-helper
/usr/sbin/nologin
===========================
speech-dispatcher
x
111
29
Speech Dispatcher,,,
/var/run/speech-dispatcher
/bin/false
===========================
whoopsie
x
112
117

/nonexistent
/bin/false
===========================
kernoops
x
113
65534
Kernel Oops Tracking Daemon,,,
/
/usr/sbin/nologin
===========================
saned
x
114
119

/var/lib/saned
/usr/sbin/nologin
===========================
avahi
x
115
120
Avahi mDNS daemon,,,
/var/run/avahi-daemon
/usr/sbin/nologin
===========================
colord
x
116
121
colord colour management daemon,,,
/var/lib/colord
/usr/sbin/nologin
===========================
hplip
x
117
7
HPLIP system user,,,
/var/run/hplip
/bin/false
===========================
geoclue
x
118
122

/var/lib/geoclue
/usr/sbin/nologin
===========================
pulse
x
119
123
PulseAudio daemon,,,
/var/run/pulse
/usr/sbin/nologin
===========================
gnome-initial-setup
x
120
65534

/run/gnome-initial-setup/
/bin/false
===========================
gdm
x
121
125
Gnome Display Manager
/var/lib/gdm3
/bin/false
===========================
wjl
x
1000
1000
wjl,,,
/home/wjl
/bin/bash
===========================
sshd
x
122
65534

/run/sshd
/usr/sbin/nologin

还有从shadow密码文件获取记录的函数。这些函数和从用户获取信息的函数异曲同工。我们再来看一下
shadow.h中同样定义了一个结构体

struct spwd {
               char *sp_namp;     /* Login name */
               char *sp_pwdp;     /* Encrypted password */
               long  sp_lstchg;   /* Date of last change
                                     (measured in days since
                                     1970-01-01 00:00:00 +0000 (UTC)) */
               long  sp_min;      /* Min # of days between changes */
               long  sp_max;      /* Max # of days between changes */
               long  sp_warn;     /* # of days before password expires
                                     to warn user to change it */
               long  sp_inact;    /* # of days after password expires
                                     until account is disabled */
               long  sp_expire;   /* Date when account expires
                                     (measured in days since
                                     1970-01-01 00:00:00 +0000 (UTC)) */
               unsigned long sp_flag;  /* Reserved */
           };

同样和shadow文件中的字段一一对应。函数的返回和前面的规则都是一样的。我们直接跳过这些讲解来进行编程

#include <shadow.h>
#include <stdio.h>
int main(){
	struct spwd *sp;
	while((sp = getspent())!=NULL){
		printf("%s\n",sp->sp_namp);
		printf("%s\n",sp->sp_pwdp);
	}

}

我们就输出两个字段。另外还得提一下，由于只有特权用户才能访问shadow文件，所以运行之前需要使用sudo。

用户登录认证

由于密码的加密算法不可逆，所以验证登录密码的时候需要将我们输入的密码放入一个加密函数，密码被加密以后和记录在shadow文件中的密码字段进行比对，比对成功就可以成功登录。另外，我们的ssh和ftp这类服务，也需要输入密码进行登录，同样的道理。

然后我们来看一个加密函数

该函数放入一个key和salt，最后返回一个字符串。这个函数就是对加密算法的封装。该字符串也是返回一个指针，真正的字符串存放在静态区内。

还有一个函数，读取密码的函数。我们sudo以后将会出现一串字符，并且让我们输入一串密码，密码不会被显示。使用的就是这个函数
该函数将会返回我们输入的字符并且将字符存入静态区。我们看一下该函数的具体效果

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main(){
	char *buff = "";
	buff = getpass("please input your password\n");
	printf("%s\n",buff);

}

中间的那个缺口就是我输入的时候，系统关闭了回显留下的。通过这种方式我们或许可以实现ssh输入密码的一个模块。这里就先不进行代码的实现了。

总结：这些就是用户组的相关知识，其中包括了一些基础的知识，后面还有一些相关的函数。后面会进行详细的讲解