Cara Kerja TTY Di Linux

Oct 21, 2024

TTY adalah istilah yang sering diasosiasikan dengan terminal di Linux. Sebenarnya apa itu TTY? Secara harfiah, TTY adalah singkatan dari Teletype yang merupakan jenis perangkat keras untuk komunikasi. Namun, karena perangkat terminal fisik jarang dipakai di PC, TTY kini adalah perangkat teletype semu (virtual teletype). Pada tulisan ini, saya akan mencoba mencari tahu definisi TTY, PTY, stty dan sebagainya.

Virtual Terminal (TTY)

Untuk melihat perangkat virtual terminal yang ada di Linux, saya dapat menggunakan perintah ls /dev/tty[0-9]*. Walaupun hasilnya akan ada 64 perangkat virtual terminal yang ditemukan dengan nama seperti tty0, tty1, tty2 hingga tty63, saya tidak bisa memakai semuanya. Pada sistem operasi Ubuntu Desktop, saya bisa berpindah ke virtual terminal lain dengan menggunakan kombinasi seperti CTRL + ALT + F1. Saya dapat mengganti F1 dengan F1 hingga F12 untuk mengakses perangkat virtual terminal yang disiapkan oleh Linux.

Virtual terminal pertama yang diakses dengan F1 dipakai untuk layar login. Virtual terminal kedua yang diakses dengan F2 adalah desktop yang saya pakai sehari-hari. Sisanya, F3 hingga F6 adalah virtual terminal yang berisi login shell. Mereka dikelola oleh getty yang akan menampilkan prompt tekstual untuk login saat diakses.

Lalu bagaimana dengan F7 hingga F12? Walaupun virtual terminal tersebut siap dipakai, tetapi karena tidak ada program yang dihubungkan dengan mereka, saya hanya menemukan layar kosong saat membuka virtual terminal tersebut.

Untuk melihat virtual terminal yang sedang aktif, saya dapat menggunakan perintah tty seperti berikut ini:

$ tty

# Output:
#
# /dev/tty3

Selain berpindah virtual terminal dengan shortcut, saya juga dapat menggunakan perintah chvt. Sebagai contoh, untuk mengakses terminal 3, saya dapat menggunakan perintah seperti berikut ini:

$ sudo chvt 3

Saya dapat berinteraksi dengan virtual terminal melalui redirection ke nama perangkatnya, misalnya, untuk mengirim hasil dari perintah top ke terminal 10, saya dapat menggunakan perintah seperti berikut ini:

$ sudo bash -c "top > /dev/tty10"

Setelah menjalankan perintah di atas, bila saya berpindah ke terminal 10 dengan CTRL + ALT + F10, saya akan menemukan hasil perintah top di virtual terminal tersebut.

Pseudoterminal (PTY)

Pseudoterminal hampir sama seperti virtual terminal tetapi cakupannya lebih sempit dimana ia hanya berlaku untuk proses (aplikasi) yang membuatnya. Sistem operasi dapat membuat banyak pseudoterminal sekaligus di virtual terminal yang sedang aktif. Sebagai contoh, bila saya membuka sebuah aplikasi terminal (aplikasi yang dipakai untuk memberikan perintah shell) di Ubuntu Desktop, ia akan mendapatkan sebuah pseudoterminal seperti yang diperlihatkan perintah berikut ini:

$ tty

# Output:
#
# /dev/pts/1

Bila saya membuka aplikasi terminal baru tanpa menutup yang sudah ada, nilai tty akan berbeda lagi:

$ tty

# Output:
#
# /dev/pts/2

Sama seperti pada virtual terminal, saya dapat menggunakan redirection untuk berinteraksi dengan pseudoterminal. Sebagai contoh, untuk menulis ke aplikasi terminal yang pertama, saya dapat memberikan perintah:

$ echo "mengetik jarak jauh ke terminal pertama" > /dev/pts/1

Pseudoterminal di Ubuntu menggunakan arsitektur UNIX 98. Pada arsitektur ini, setiap proses yang ingin membuat pseudoterminal perlu menggunakan /dev/ptmx (master clone device) dimana ia kemudian bisa mendapatkan slave device (seperti /dev/pts/1 dan /dev/pts/2) untuk berinteraksi dengan pseudoterminal tersebut.

Pseudoterminal biasanya dipakai oleh aplikasi seperti sshd dan telnet dimana beberapa pengguna bisa login secara bersamaan dan masing-masing pengguna akan memiliki terminal pribadi mereka yang terpisah. Untuk mensimulasikannya, saya bisa menjalankan kode program Python seperti berikut ini:

$ tty

# Output:
#
# /dev/pts/0

$ python3 -c "import pty; pty.fork()"

$ tty

# Output:
#
# /dev/pts/1

Kode program pty.fork() di atas akan men-fork shell yang sedang aktif namun dengan pseudoterminal yang berbeda. Hal ini bisa terlihat dari hasil perintah tty yang kini berbeda dengan sebelum perintah tersebut dijalankan.

Pada sesi CTF yang mensimulasikan aktifitas hacking, saya sering kali perlu mendapatkan reverse shell berdasarkan pipe. Setelah mesin target berhasil melakukan koneksi, saya dapat dapat memberikan perintah di nc seolah-olah saya sudah mendapatkan shell melalui SSH. Namun, pada kondisi seperti ini, tidak ada pseudoterminal yang diasosiasikan pada shell tidak resmi tersebut. Hal ini terlihat pada output tty seperti berikut ini:

$ nc -lnvp 9001
Connection received on 10.10.10.10 56789
$ tty

# Output:
#
# not a tty
#

Tanpa terminal, beberapa perintah seperti sudo dan top akan gagal dijalankan. Sebagai solusi-nya, saya bisa menggunakan pty.spawn("bash") untuk menjalankan shell Bash yang sudah dilengkapi dengan pseudoterminal baru seperti yang terlihat pada perintah berikut ini:

$ nc -lnvp 9001
Connection received on 10.10.10.10 56789
$ tty

# Output:
# not a tty
#

$ python3 -c "import pty; pty.spawn('bash')"

user@server:~$ tty

# Output:
#
# tty
# /dev/pts/0

Bagaimana bila tidak ada Python di mesin tujuan? Saya juga dapat menggunakan script yang merupakan perintah bawaan Linux. Tujuan utama dari perintah ini adalah merekam aktifitas terminal ke sebuah file untuk diputar ulang. Namun, karena perintah script memberikan pseudoterminal ke proses shell saat ini sama seperti pada pty.spawn() di kode program Python di atas, saya bisa memanfaatkannya seperti pada contoh berikut ini:

$ nc -lnvp 9001
Connection received on 10.10.10.10 56789
$ tty

# Output:
# not a tty
#

$ script -E never /dev/null

# Output:
# Script started, output log file is '/dev/null'.
#

user@server:~$ tty

# Output:
#
# /dev/pts/0
#

stty

stty adalah aplikasi yang dapat dipakai untuk melakukan pengaturan pada terminal baik bahwa terminal nyata, virtual terminal maupun pseudoterminal. Saya dapat menggunakan perintah stty -a untuk melihat seluruh konfigurasi yang sedang aktif. Untuk hasil lebih spesifik, saya dapat langsung melewatkan opsi yang ingin dicari ke stty. Sebagai contoh, untuk melihat ukuran terminal (dalam jumlah karakter), saya dapat memberikan perintah berikut ini:

$ stty size

# Output:
# 24 80

Pada perintah di atas, terlihat bahwa ukuran terminal saat ini adalah 24 karakter per baris dan 80 karakter per kolom. Bila saat menggunakan pty.spawn(), pseudoterminal baru untuk shell ternyata memiliki ukuran yang berbeda, saya dapat mengubahnya menjadi sesuai dengan nilai di atas dengan memberikan perintah:

$ stty rows 24 columns 80

Saya juga dapat mengatur terminal yang berbeda (bukan yang sedang aktif saat ini) dengan menggunakan argumen -F. Sebagai contoh, pada reverse shell saat ini, tombol seperti ↑ dan ↓ untuk riwayat perintah serta tombol TAB ⭾ untuk completion tidak bekerja sama sekali. Selain itu, bila saya menekan tombol Ctrl+C, saya akan langsung keluar dari nc. Untuk mengatasinya, saya perlu mengatifkan modus raw di terminal lokal yang menjalankan nc. Sebagai contoh, bila reverse shell dibuat dengan perintah berikut ini:

$ tty

# Output:
#
# /dev/pts/2
#

$ nc -lnvp 9001
Listening on 0.0.0.0 9001
Connection received on 10.10.10.10 56789
$ python3 -c "import pty; pty.spawn('bash')"
user@server:~$ tty

# Output:
# tty
# /dev/pts/0
#

maka, pada komputer lokal, saya dapat membuka sebuah terminal baru dan memberikan perintah berikut ini:

$ stty -F /dev/pts/2 raw -echo

Setelah itu, kembali ke pseudoterminal di server, saya memberikan perintah berikut ini:

$ reset

Sekarang, pseudoterminal akan mendeteksi tombol panah, tab dan kombinasi tombol spesial lainnya sama seperti pada koneksi SSH. Selain itu, penggunaan -echo juga akan menghilangkan output dari apa yang saya ketik di terminal sehingga tidak lagi terjadi duplikasi.

ioctl

stty akan menggunakan ioctl untuk beberapa operasinya. Sebagai contoh, untuk mensimulasikan stty size yang menampilkan ukuran terminal, saya dapat langsung memanggil ioctl dengan melewatkan TIOCGWINSZ sebagai request code seperti pada kode program berikut ini:

import fcntl
import struct
import sys
import termios


def main():
    s = struct.pack('HH', 0, 0)
    t = fcntl.ioctl(sys.stdout.fileno(), termios.TIOCGWINSZ, s)
    print(struct.unpack('HH', t))

Contoh lainnya, saya dapat menggunakan TIOCSTI untuk mengirim input ke sebuah terminal seolah-olah ada yang sedang mengetik di terminal tersebut dengan kode program seperti berikut ini:

import fcntl
import os
import termios


def main():
    pts = os.open("/dev/pts/0", os.O_RDWR)
    s = "whoami\n"
    for c in s:
        fcntl.ioctl(pts, termios.TIOCSTI, c)

Kode program di atas perlu dijalankan sebagai root. Setelah dijalankan pada terminal berbeda, maka terminal pertama (dengan PTS 0) akan menjalankan perintah whoami seolah-olah ada yang mengetik perintah tersebut.