SSH原理與運用

2021-10-08 19:33:13 字數 3984 閱讀 5921

簡單說,ssh是一種網路協議,用於計算機之間的加密登入。

如果乙個使用者從本地計算機,使用ssh協議登入另一台遠端計算機,我們就可以認為,這種登入是安全的,即使被中途截獲,密碼也不會洩露。

最早的時候,網際網路通訊都是明文通訊,一旦被截獲,內容就暴露無疑。2023年,芬蘭學者tatu ylonen設計了ssh協議,將登入資訊全部加密,成為網際網路安全的乙個基本解決方案,迅速在全世界獲得推廣,目前已經成為linux系統的標準配置。

需要指出的是,ssh只是一種協議,存在多種實現,既有商業實現,也有開源實現。本文針對的實現是openssh,它是自由軟體,應用非常廣泛。

此外,本文只討論ssh在linux shell中的用法。如果要在windows系統中使用ssh,會用到另一種軟體putty,這需要另文介紹。

ssh主要用於遠端登入。假定你要以使用者名稱user,登入遠端主機host,只要一條簡單命令就可以了。

$ ssh user@host
如果本地使用者名與遠端使用者名稱一致,登入時可以省略使用者名稱。

$ ssh host
ssh的預設埠是22,也就是說,你的登入請求會送進遠端主機的22埠。使用p引數,可以修改這個埠。

$ ssh -p 2222 user@host
上面這條命令表示,ssh直接連線遠端主機的2222埠。

ssh之所以能夠保證安全,原因在於它採用了公鑰加密。

ssh使用金鑰登入的整個過程是這樣的:

(1)遠端主機收到使用者的登入請求,把自己的公鑰發給使用者。

(2)使用者使用這個公鑰,將登入密碼加密後,傳送回來。

(3)遠端主機用自己的私鑰,解密登入密碼,如果密碼正確,就同意使用者登入。

這個過程本身是安全的,但是實施的時候存在乙個風險:如果有人截獲了登入請求,然後冒充遠端主機,將偽造的公鑰發給使用者,那麼使用者很難辨別真偽。因為不像https協議,ssh協議的公鑰是沒有證書中心(ca)公證的,也就是說,都是自己簽發的。

可以設想,如果攻擊者插在使用者與遠端主機之間(比如在公共的wifi區域),用偽造的公鑰,獲取使用者的登入密碼。再用這個密碼登入遠端主機,那麼ssh的安全機制就蕩然無存了。這種風險就是著名的"中間人攻擊"(man-in-the-middle attack)。

ssh協議是如何應對的呢?

$ ssh user@host

the authenticity of host 『host (12.18.429.21)』 can』t be established.

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

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

這段話的意思是,無法確認host主機的真實性,只知道它的公鑰指紋,問你還想繼續連線嗎?

所謂"公鑰指紋",是指公鑰長度較長(這裡採用rsa演算法,長達1024位),很難比對,所以對其進行md5計算,將它變成乙個128位的指紋。上例中是98:2e:d7:e0??9f:ac:67:28:c2:42:2d:37:16:58:4d,再進行比較,就容易多了。

很自然的乙個問題就是,使用者怎麼知道遠端主機的公鑰指紋應該是多少?回答是沒有好辦法,遠端主機必須在自己的**上貼出公鑰指紋,以便使用者自行核對。

注:這個我感覺正常情況下沒有人會去核對對方host主機的真偽,所以這種看似安全的風險衡量對於口令被截獲其實並無太大作用。

假定經過風險衡量以後,使用者決定接受這個遠端主機的公鑰。

are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
系統會出現一句提示,表示host主機已經得到認可。

warning: permanently added 'host,12.18.429.21'

(rsa) to the list of known hosts.

然後,會要求輸入密碼。

password: (enter password)
如果密碼正確,就可以登入了。

當遠端主機的公鑰被接受以後,它就會被儲存在檔案$home/.ssh/known_hosts之中。下次再連線這台主機,系統就會認出它的公鑰已經儲存在本地了,從而跳過警告部分,直接提示輸入密碼。

每個ssh使用者都有自己的known_hosts檔案,此外系統也有乙個這樣的檔案,通常是/etc/ssh/ssh_known_hosts,儲存一些對所有使用者都可信賴的遠端主機的公鑰。

使用密碼登入,每次都必須輸入密碼,非常麻煩。好在ssh還提供了公鑰登入,可以省去輸入密碼的步驟。

所謂"公鑰登入",原理很簡單,就是使用者將自己的公鑰儲存在遠端主機上。登入的時候,遠端主機會向使用者傳送一段隨機字串,使用者用自己的私鑰加密後,再發到遠端主機。遠端主機用事先儲存的使用者發給它的公鑰進行解密,如果成功,就證明使用者是可信的,直接允許登入shell,不再要求密碼。

這種方法要求使用者必須提供自己的公鑰。

1、首先:檢視本地有沒有現成的公鑰,如果沒有再生成(如果你用過git類的軟體就應該有現成的,此時不必再生成,否則會覆蓋本地已有的,導致git無法登陸)

檢視本地是否有:

cat

$home/.ssh/id_rsa.pub

如果沒有現成的,可以直接用ssh-keygen生成乙個:

$ ssh-keygen
執行上面的命令以後,系統會出現一系列提示,可以一路回車。其中有乙個問題是,要不要對私鑰設定口令(passphrase),如果擔心私鑰的安全,這裡可以設定乙個。

執行結束以後,在$home/.ssh/目錄下,會新生成兩個檔案:id_rsa.pub和id_rsa。前者是你的公鑰,後者是你的私鑰。

這時再輸入下面的命令,將公鑰傳送到遠端主機host上面:

$ ssh-copy-id user@host
好了,從此你再登入,就不需要輸入密碼了。

可能出現的問題及解決方式:

如果不行,就開啟遠端主機的/etc/ssh/sshd_config這個檔案,檢查下面幾行前面"#"注釋是否取掉。

rsaauthentication yes

pubkeyauthentication yes

authorizedkeysfile .ssh/authorized_keys

然後,重啟遠端主機的ssh服務。

// ubuntu系統

service ssh restart

// debian系統

/etc/init.d/ssh restart

遠端主機將使用者的公鑰,儲存在登入後的使用者主目錄的$home/.ssh/authorized_keys檔案中。公鑰就是一段字串,只要把它追加在authorized_keys檔案的末尾就行了。

這裡不使用上面的ssh-copy-id命令,改用下面的命令,解釋公鑰的儲存過程:

$ ssh user@host 'mkdir -p .ssh && cat >> .ssh/authorized_keys'

< ~/.ssh/id_rsa.pub

這條命令由多個語句組成,依次分解開來看:

(1)"$ ssh user@host",表示登入遠端主機;

(2)單引號中的mkdir .ssh && cat >> .ssh/authorized_keys,表示登入後在遠端shell上執行的命令:

(3)"$ mkdir -p .ssh"的作用是,如果使用者主目錄中的.ssh目錄不存在,就建立乙個;

(4)『cat >> .ssh/authorized_keys』 < /.ssh/id_rsa.pub的作用是,將本地的公鑰檔案/.ssh/id_rsa.pub,重定向追加到遠端檔案authorized_keys的末尾。

寫入authorized_keys檔案後,公鑰登入的設定就完成了。

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