【Linux】SSH(Secure Shell)学习

Posted by 西维蜀黍 on 2019-01-31, Last Modified on 2024-08-17

什么是SSH(Secure Shell)

**Secure Shell(安全外壳协议,简称SSH)**是一种加密的网络传输协议,可在不安全的网络中为网络服务提供安全的传输环境。SSH通过在网络中创建安全隧道来实现SSH客户端与服务器之间的连接。

SSH使用客户端-服务器模型,标准端口为22。服务器端需要开启SSH守护进程以便接受远端的连接,而用户需要使用SSH客户端与其创建连接。

SSH最常见的用途是远程登录系统,人们通常利用SSH来传输命令行界面和远程执行命令。

如果一个用户从本地计算机,使用SSH协议登录另一台远程计算机,我们就可以认为,这种登录是安全的,即使被中途截获,密码也不会泄露。

最早的时候,互联网通信都是明文通信,一旦被截获,内容就暴露无疑。1995年,芬兰学者Tatu Ylonen设计了SSH协议,将登录信息全部加密,成为互联网安全的一个基本解决方案,迅速在全世界获得推广,目前已经成为Linux系统的标准配置。

需要指出的是,SSH只是一种协议,存在多种实现,既有商业实现,也有开源实现。本文针对的实现是OpenSSH,它是自由软件,应用非常广泛。

SSH的过程

SSH的整个过程是这样的:

  1. 远程主机收到用户的登录请求,把自己的公钥发给用户。
  2. 用户使用这个公钥,将自己输入的登录密码加密后,发送给远程主机。
  3. 远程主机用自己的私钥,解密输入的登录密码,如果密码正确,就同意用户登录。

这个过程本身是安全的,但是实施的时候存在一个风险:如果有人截获了登录请求,然后冒充远程主机,将伪造的公钥发给用户,那么用户很难辨别真伪。因为不像HTTPS协议,SSH协议的公钥是没有证书中心(CA)公证的,也就是说,都是自己签发的。

可以设想,如果攻击者插在用户与远程主机之间(比如在公共的WIFI区域),用伪造的公钥,获取用户的登录密码。再用这个密码登录远程主机,那么SSH的安全机制就荡然无存了。这种风险就是著名的**“中间人攻击”(Man-in-the-middle attack)**。

SSH基本使用

$ ssh [用户名]@[IP地址]

如果本地用户名与远程用户名一致,登录时可以省略用户名。

$ ssh [用户名]

SSH的默认端口是22,也就是说,你的登录请求会送进远程主机的22端口。使用p参数,可以修改这个端口。

$ ssh [用户名]@[IP地址] -p 端口号
  • $HOME/.ssh/id_rsa.pub 中保存了本机SSH的公钥。
  • $HOME/.ssh/id_rsa 中保存了本机SSH的私钥。
  • $HOME/.ssh/known_hosts 中保存了本机之前接受的所有远程主机的公钥(本机之前连接过的远程主机公钥集合)。
  • $HOME/.ssh/authorized_keys 中保存了所有被允许来访问本机的远程主机的公钥(可连接本机的远程主机的公钥集合)。

通过密码登录

如果你是第一次登录对方主机,系统会出现下面的提示:

$ ssh user@host

The authenticity of host 'host (12.18.429.21)' can't be established.

RSA key fingerprint is 98:2e:d7:e0:de:9f:ac:67:28:c2:42:2d:37:16:58:4d.

Are you sure you want to continue connecting (yes/no)?

这段话的意思是,无法确认host主机的真实性,只知道它的公钥指纹,问你还想继续连接吗?

所谓"公钥指纹",是指公钥长度较长(这里采用RSA算法,长达1024位),很难比对,所以对其进行MD5计算,将它变成一个128位的指纹。上例中是98:2e:d7:e0:de :9f:ac:67:28:c2:42:2d:37:16:58:4d,再进行比较,就容易多了。

很自然的一个问题就是,用户怎么知道远程主机的公钥指纹应该是多少?回答是:没有好办法!

远程主机可以在自己的网站上贴出公钥指纹(这其实类似于一些开源软件会在其网站上把发布的binary file对应的MD5列出来),以便用户自行核对

假定经过风险衡量以后,用户决定接受这个远程主机的公钥。

Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes

系统会出现一句提示,表示host主机已经得到认可。

Warning: Permanently added 'host,12.18.429.21' (RSA) to the list of known hosts.

然后,会要求输入密码。

Password: (enter password)

如果密码正确,就可以登录了。

当远程主机的公钥被接受以后,它就会被保存在文件 $HOME/.ssh/known_hosts 之中。下次再连接这台主机,系统就会认出它的公钥已经保存在本地了,从而跳过警告部分,直接提示需要输入密码。

每个SSH用户都有自己的known_hosts文件,此外系统也有一个这样的文件,通常是/etc/ssh/ssh_known_hosts,保存一些对所有用户都可信赖的远程主机的公钥。

通过公钥登录

使用密码登录,每次都必须输入密码,非常麻烦。好在SSH还提供了公钥登录,可以省去输入密码的步骤。

所谓"公钥登录",原理很简单,就是用户将自己的公钥储存在远程主机上

当用户登录远程主机的时候,远程主机会向用户发送一段随机字符串,用户用自己的私钥加密后,再发回给远程主机。远程主机用事先储存在主机上的的公钥进行解密,如果成功,就证明用户是可信的,直接允许登录shell,不再要求密码。

Github、Gitlab其实就是保存当前主机的公钥,因而每次执行 git 相关操作的时候(比如 git push/pull )就不再需要我们每次都输入密码。而事实上,是使用公钥来完成身份校验的。

如果当前主机已经生成过公钥了,则可以直接跳过下面步骤。

公钥生成的方法

这种方法要求用户必须提供自己的公钥。如果没有现成的,可以直接用ssh-keygen生成一个:

$ ssh-keygen

运行上面的命令以后,系统会出现一系列提示,可以一路回车。其中有一个问题是,要不要对私钥设置口令(passphrase),如果担心私钥的安全,这里可以设置一个。

运行结束以后,在$HOME/.ssh/目录下,会新生成两个文件:id_rsa.pub和id_rsa。前者文件中保存的是你的公钥,后者中是你的私钥。

通过公钥登录(免密码登录)

这时再输入下面的命令,将公钥传送到远程主机host上面:

$ ssh-copy-id <user>@<host>

# e.g.
$ ssh-copy-id weishi@192.168.16.227
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: Source of key(s) to be installed: ".ssh/id_rsa.pub"
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: attempting to log in with the new key(s), to filter out any that are already installed
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: 1 key(s) remain to be installed -- if you are prompted now it is to install the new keys

Number of key(s) added:        1

Now try logging into the machine, with:   "ssh 'weishi@192.168.16.227'"
and check to make sure that only the key(s) you wanted were added.

如果本机有多个公钥,也可以用 -i 来指定一个特定的你想使用的公钥的路径:

$ ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub pi@192.168.2.148

好了,从此以后,你再进行 SSH 登录远程主机时,就不需要输入密码了(因为远程主机中保存了当前主机的公钥,因而可以直接验证当前主机的身份,而不需要它提供登录密码)。

如果还是不行,就打开远程主机的/etc/ssh/sshd_config这个文件,检查下面几行前面"#“注释是否取掉。

RSAAuthentication yes
PubkeyAuthentication yes
AuthorizedKeysFile .ssh/authorized_keys

然后,重启远程主机的ssh服务。

# ubuntu系统
$ service ssh restart

# debian系统
$ /etc/init.d/ssh restart

Reference