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用户识别的秘密：为何每个 Unix 系统都有独特的 UID？
在 Unix 系统中，无论是 Linux、FreeBSD 还是其他类 Unix 的操作系统，每位用户的识别都依赖于一个称为用户标识符（user identifier，简称 UID）的数值。这个数值不仅是用户的身份识别码，更是许多系统资源访问控制的基石。
UID 与组标识符（GID）共同决定了用户可以访问哪些系统资源。
每当用户在系统中创建或存取档案时，操作系统都会依据 UID 及 GID 进行相应的权限检查。这使得不同的用户能够在同一台机器上进行操作，却又能确保彼此的安全性和数据隐私。
UID 的工作原理
UID 是如何运作的呢？这里有几个关键概念：
实际用户 ID（Real User ID）
实际用户 ID 指的是进程的拥有者，影响着进程发送信号的权限。假如进程的实际用户 ID 和目标进程的实际用户 ID 匹配，那么发送信号的操作就会被允许。
有效用户 ID（Effective User ID）
与实际用户 ID 关联的有效用户 ID 决定了进程的访问权限。这意味着有效用户 ID 通常用于确定进程是否可以访问特定的系统资源。新创建档案的拥有者通常将基于进程的有效用户 ID 来设定。
有效用户 ID 是进行大多数访问检查时使用的主要标识。
保存的用户 ID（Saved User ID）
当程序以提升的权限运行且需要短暂切换到低权限时，会使用保存的用户 ID。这样一来，程序就可以在执行不需要特权的任务时使用较低的访问权限，然后再快速恢复原来的特权。
文件系统用户 ID（Filesystem User ID）
在某些情境下，文件系统用户 ID 专门用于控制对文件系统的访问，确保即使有较大权限进程的干预，系统依然保持安全性。
UID 的范围和预留范围
在 Unix 系统中，UID 通常为整数类型，并且特定范围内的 UID 会被保留给系统使用。例如，UID 的范围从 0 到 99 通常是系统静态分配，而从 100 到 499 则是系统管理员动态分配的范围。这意味着即使有很多用户同时登录，系统也可以有效管理他们的权限和资源使用。
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UID 0通常被称为超级用户，拥有完全的系统控制权限。
由于不同的系统可能需要根据特定需求分配 UID，因此，选择合适的 UID 分配策略对于系统的安全性和运行效率至关重要。
为何要有 UID 的存在？
UID 的存在对于系统的安全和资源的有效使用至关重要。其背后的设计理念是通过一个一致的识别机制来维护系统的稳定和安全。这一机制允许我们有效地控制哪些用户能够执行哪些操作，最大限度地减少由于不当访问导致的安全风险。
除了基本的安全性，使用 UID 还帮助系统维持良好的性能，因为它避免了进行复杂的用户姓名查找，只需处理数字 ID 的比较就足够了。
未来的挑战与机遇
随着技术的发展，系统的设计者面临着更高的需求，包括如何更好地管理用户识别问题。例如，NFSv4 已经试图通过使用文本名称而非整数 ID 来避免这类问题，但这样做也引入了复杂性，因为需要进行额外的转换步骤。
在这个快速变化的数位时代，用户安全的每一个细节都在影响整体的运行效率和安全性。面对不断增加的攻击威胁和用户需求，未来的 UID 管理又将如何演变以应对这些挑战呢？
