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2018
05-18

SSH的原理与登录

SSH是每一台Linux电脑的标准配置。随着Linux设备从电脑逐渐扩展到手机、外设和家用电器,SSH的使用范围也越来越广。不仅程序员离不开它,很多普通用户也每天使用。

一、什么是SSH?

简单说,SSH是一种网络协议,用于计算机之间的加密登录。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。

需要注意的是,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。此外,本文只讨论SSH在Linux Shell中的用法,如果要在Windows系统中使用SSH,会用到特定的软件如PuTTY。

二、最基本的用法

SSH主要用于远程登录。假定你要以用户名user,登录远程主机host,只要一条简单命令就可以了:ssh user@host或者使用-l参数指定用户:ssh -l user host。

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 host

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,可以指定端口:ssh -p 2222 user@host

三、中间人攻击

SSH之所以能够保证安全,原因在于它采用了公钥加密。

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,将登录密码加密后,发送回来。(3)远程主机用自己的私钥,解密登录密码,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)。

那么针对中间人攻击,SSH协议是如何应对的呢?

四、口令登录

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,远程主机必须在自己的网站上贴出公钥指纹,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。

五、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。登录的时候,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,再发回来。远程主机用事先储存的公钥进行解密,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,这种方法要求用户必须提供自己的公钥。

在linux中使用ssh-keygen命令用来生成密钥。最基本的四个选项:

-t 用来指定密钥类型(dsa | ecdsa | ed25519 | rsa | rsa1),常用的是rsa和dsa;

-P 用来指定密语

-f 用来指定生成的密钥文件名

-C 用来添加注释

或者直接运行ssh-keygen按照步骤一步步进行下去生成公钥(后缀为.pub的文件)和秘钥(名称和公钥相同)

ssh-keygen命令生成的文件会保存在当前用户家目录中的.ssh目录中。

在window中使用软件中的工具生成公钥和秘钥

authorized_keys文件

远程主机将用户的公钥,保存在登录后的用户主目录的$HOME/.ssh/authorized_keys文件中。公钥就是一段字符串,只要把它追加在authorized_keys文件的末尾就行了,文件不存在可以自行创建,该文件可以有多行内容,每行匹配一个公钥,所以如果该文件已经有内容的话要追加到该文件最后另起一行。

最简单的方法是把公钥上传到目标服务器,然后运行命令
cat $HOME/gongyao.pub >> $HOME/.ssh/authorized_keys

修改配置文件/etc/ssh/sshd_config中打开下面选项(取消注释):

RSAAuthentication yes
PubkeyAuthentication yes
AuthorizedKeysFile .ssh/authorized_keys

可以选择性的禁止密码登录以提高安全,修改配置文件选项

PasswordAuthentication no

重启ssh服务systemctl restart sshd.service

至此配置公钥登录完成,原视窗不要关闭,先另开一个视窗登陆一下试试,如果成功可以关闭原视窗,如果失败则在原视窗中查找原因并修改,不可直接关闭原视窗,避免连接不上服务器。

最后编辑:
作者:qingheluo
这个作者貌似有点懒,什么都没有留下。