SSH的基本原理和用法

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簡單說,SSH是一種網絡協議,用於計算機之間的加密登錄。

如果一個用戶從本地計算機,使用SSH協議登錄另一臺遠程計算機,我們就可以認為,這種登錄是安全的,即使被中途截獲,密碼也不會洩露。

  • 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,它是自由軟件,應用非常廣泛。

公鑰加密

SSH之所以能夠保證安全,原因在於它採用了公鑰加密

整個過程是這樣的:

  1. 遠程主機收到用戶的登錄請求,把自己的公鑰發給用戶。
  2. 用戶使用這個公鑰,將登錄密碼加密後,發送回來。
  3. 遠程主機用自己的私鑰,解密登錄密碼,如果密碼正確,就同意用戶登錄。

中間人攻擊

這個過程本身是安全的,但是實施的時候存在一個風險:如果有人截獲了登錄請求,然後冒充遠程主機,將偽造的公鑰發給用戶,那麼用戶很難辨別真偽。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,如果攻擊者插在用戶與遠程主機之間(比如在公共的wifi區域),用偽造的公鑰,獲取用戶的登錄密碼。再用這個密碼登錄遠程主機,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?


口令登錄

如果你是第一次登錄對方主機,系統會出現下面的提示:

$ 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)?

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,問你還想繼續連接嗎?

所謂"公鑰指紋",是指公鑰長度較長(這裡採用RSA算法,長達1024位),很難比對,所以對其進行MD5計算,將它變成一個128位的指紋。上例中是98:2e:d7:e0:de:9f:ac:67:28:c2:42:2d:37:16:58:4d,再進行比較,就容易多了。

很自然的一個問題就是,用戶怎麼知道遠程主機的公鑰指紋應該是多少? 回答是沒有好辦法,遠程主機必須在自己的網站上貼出公鑰指紋,以便用戶自行核對。

假定經過風險衡量以後,用戶決定接受這個遠程主機的公鑰。

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。如果密碼正確,就可以登錄了。

當遠程主機的公鑰被接受以後,它就會被保存在文件$HOME/.ssh/known_hosts之中。下次再連接這臺主機,系統就會認出它的公鑰已經保存在本地了,從而跳過警告部分,直接提示輸入密碼。

每個SSH用戶都有自己的known_hosts文件,此外系統也有一個這樣的文件,通常是/etc/ssh/ssh_known_hosts,保存一些對所有用戶都可信賴的遠程主機的公鑰。


公鑰登錄

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

所謂"公鑰登錄",原理很簡單,就是用戶將自己的公鑰儲存在遠程主機上。

登錄的時候,遠程主機會向用戶發送一段隨機字符串,用戶用自己的私鑰加密後,再發回來。

遠程主機用事先儲存的公鑰進行解密,如果成功,就證明用戶是可信的,直接允許登錄shell,不再要求密碼。

這種方法要求用戶必須提供自己的公鑰。如果沒有現成的,可以直接用ssh-keygen生成一個:

ssh-keygen

運行上面的命令以後,系統會出現一系列提示,可以一路回車。其中有一個問題是,要不要對私鑰設置口令(passphrase),如果擔心私鑰的安全,這裡可以設置一個。

運行結束以後,在$HOME/.ssh/目錄下,會新生成兩個文件:id_rsa.pub和id_rsa。前者是你的公鑰,後者是你的私鑰。


雲服務器密鑰對

  • 以阿里雲服務器為例

創建密鑰對之後網站會自動下載一個私鑰(pem文件),而阿里雲則持有一個公鑰。

  1. 我們需要把私鑰文件添加到本地的 ~/.ssh/ 文件夾。
  2. 配置 ~/.ssh/config 如下:
Host <alias>
    HostName <server-ip>
    User <username>
    IdentityFile ~/.ssh/私钥文件.pem
  • username默認root

之後即可直接 ssh 别名 登錄雲服務器。


本地密鑰對

和雲服務器密鑰對原理都是一樣的,只不過這次改用本地生成公私鑰,公鑰交給服務器。

但是這種情況是不安全的,一般用在攻擊服務器,給遠程寫入 ssh 密鑰文件,方便本地機器攻擊。


ssh端口轉發

使得可以在本地瀏覽器訪問服務器的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:

  • 在本地訪問 localhost:1080 時,實際會訪問到服務器的 127.0.0.1:8501
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