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SSH的基本原理和用法

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简单说,SSH是一种网络协议,用于计算机之间的加密登录。

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。

  • 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。

公钥加密

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。

中间人攻击

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协议是如何应对的呢?


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。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。


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。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。前者是你的公钥,后者是你的私钥。


云服务器密钥对

  • 以阿里云服务器为例

创建密钥对之后网站会自动下载一个私钥(pem文件),而阿里云则持有一个公钥。

  1. 我们需要把私钥文件添加到本地的 ~/.ssh/ 文件夹。
  2. 配置 ~/.ssh/config 如下:
Host <alias>
    HostName <server-ip>
    User <username>
    IdentityFile ~/.ssh/私钥文件.pem
  • username默认root

之后即可直接 ssh 别名 登录云服务器。


本地密钥对

和云服务器密钥对原理都是一样的,只不过这次改用本地生成公私钥,公钥交给服务器。

但是这种情况是不安全的,一般用在攻击服务器,给远程写入 ssh 密钥文件,方便本地机器攻击。


ssh端口转发

使得可以在本地浏览器访问服务器的localhost

ssh -L 1080:127.0.0.1:8501 user@ipaddress

# -f 认证成功后转入后台运行 -N 仅作端口转发
ssh -fN -L 8000:127.0.0.1:8000 user@remote-server

# kill
ps aux | grep 'ssh.*127.0.0.1:8000'

效果是:

  • 在本地访问 localhost:1080 时,实际会访问到服务器的 127.0.0.1:8501
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