浅谈 SSH 服务

SSH 是每一台 Linux 系统的标准配置服务,本文将总结 SSH 的常见用法

什么是 SSH

SSH 为 Secure Shell 的缩写,中文名字为安全外壳协议。SSH 是目前较可靠,专为远程登录会话和其他网络服务提供安全性的协议。利用 SSH 协议可以有效防止远程管理过程中的信息泄露问题。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。

基本用法

SSH 主要用于远程登录,只要一条简单命令就可以了。

ssh [userName]@[hostIP]

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 [hostIP]

SSH 的默认端口是 22,当然也可以使用 -p 修改这个端口。

ssh -p [port] [userName]@[hostIP]

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:

  • 远程主机收到用户的登录请求,把自己的公钥发给用户。
  • 用户使用这个公钥,将登录密码加密后,发送回来。
  • 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)。

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:

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。

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.pubid_rsa。前者是你的公钥,后者是你的私钥。

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 [userName]@[hostIP]

好了,从此你再登录,就不需要输入密码了。

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。

这里不使用上面的 ssh-copy-id 命令,改用下面的命令,解释公钥的保存过程:

ssh [userName]@[hostIP] 'mkdir .ssh && cat >> .ssh/authorized_keys' < ~/.ssh/id_rsa.pub

这条命令由多个语句组成,依次分解开来看:

  • ssh [userName]@[hostIP],表示登录远程主机
  • 单引号中的 mkdir .ssh && cat >> .ssh/authorized_keys,表示登录后在远程 shell 上执行的命令
  • mkdir .ssh 的作用是,如果用户主目录中的 .ssh 目录不存在,就创建一个
  • cat >> .ssh/authorized_keys' < ~/.ssh/id_rsa.pub 的作用是,将本地的公钥文件 ~/.ssh/id_rsa.pub,重定向追加到远程文件 authorized_keys 的末尾。

写入 authorized_keys 文件后,公钥登录的设置就完成了。

远程操作

ssh [userName]@[hostIP] 'mkdir .ssh && cat >> .ssh/authorized_keys' < ~/.ssh/id_rsa.pub

单引号中间的部分,表示在远程主机上执行的操作;后面的输入重定向,表示数据通过 SSH 传向远程主机。

这就是说,SSH 可以在用户和远程主机之间,建立命令和数据的传输通道,因此很多事情都可以通过 SSH 来完成。

【例 1】

$HOME/src/ 目录下面的所有文件,复制到远程主机的 $HOME/src/ 目录。

cd && tar czv src ssh [userName]@[hostIP] 'tar xz'

【例 2】

将远程主机 $HOME/src/ 目录下面的所有文件,复制到用户的当前目录。

ssh [userName]@[hostIP] 'tar cz src' tar xzv

【例 3】

查看远程主机是否运行进程 httpd。

ssh [userName]@[hostIP] 'ps ax grep [h]ttpd'

绑定本地端口

既然 SSH 可以传送数据,那么我们可以让那些不加密的网络连接,全部改走 SSH 连接,从而提高安全性。

假定我们要让 8080 端口的数据,都通过 SSH 传向远程主机,命令就这样写:

ssh -D 8080 [userName]@[hostIP]

SSH 会建立一个 socket,去监听本地的 8080 端口。一旦有数据传向那个端口,就自动把它转移到 SSH 连接上面,发往远程主机。可以想象,如果 8080 端口原来是一个不加密端口,现在将变成一个加密端口。

本地端口转发

有时,绑定本地端口还不够,还必须指定数据传送的目标主机,从而形成点对点的”端口转发”。为了区别后文的”远程端口转发”,我们把这种情况称为”本地端口转发”(Local forwarding)。

假定 host1 是本地主机,host2 是远程主机。由于种种原因,这两台主机之间无法连通。但是,另外还有一台 host3,可以同时连通前面两台主机。因此,很自然的想法就是,通过 host3,将 host1 连上 host2。

我们在 host1 执行下面的命令:

ssh -L 2121:[host2IP]:21 [host3IP]

命令中的 L 参数一共接受三个值,分别是”本地端口:目标主机:目标主机端口”,它们之间用冒号分隔。这条命令的意思,就是指定 SSH 绑定本地端口 2121,然后指定 host3 将所有的数据,转发到目标主机 host2 的 21 端口(假定 host2 运行 FTP,默认端口为 21)。

这样一来,我们只要连接 host1 的 2121 端口,就等于连上了 host2 的 21 端口。

ftp localhost:2121

“本地端口转发”使得 host1 和 host3 之间仿佛形成一个数据传输的秘密隧道,因此又被称为”SSH 隧道”。

远程端口转发

既然”本地端口转发”是指绑定本地端口的转发,那么”远程端口转发”(remote forwarding)当然是指绑定远程端口的转发。

还是接着看上面那个例子,host1 与 host2 之间无法连通,必须借助 host3 转发。但是,特殊情况出现了,host3 是一台内网机器,它可以连接外网的 host1,但是反过来就不行,外网的 host1 连不上内网的 host3。这时,”本地端口转发”就不能用了,怎么办?

解决办法是,既然 host3 可以连 host1,那么就从 host3 上建立与 host1 的 SSH 连接,然后在 host1 上使用这条连接就可以了。

我们在 host3 执行下面的命令:

ssh -R 2121:[host2IP]:21 [host1IP]

R 参数也是接受三个值,分别是”远程主机端口:目标主机:目标主机端口”。这条命令的意思,就是让 host1 监听它自己的 2121 端口,然后将所有数据经由 host3,转发到 host2 的 21 端口。由于对于 host3 来说,host1 是远程主机,所以这种情况就被称为”远程端口绑定”。

绑定之后,我们在 host1 就可以连接 host2 了:

ftp localhost:2121

这里必须指出,”远程端口转发”的前提条件是,host1 和 host3 两台主机都有 sshD 和 ssh 客户端。

SHH 的其他参数

SSH 还有一些别的参数,也值得介绍。

N 参数,表示只连接远程主机,不打开远程 shell;T 参数,表示不为这个连接分配 TTY。这个两个参数可以放在一起用,代表这个 SSH 连接只用来传数据,不执行远程操作。

ssh -NT -D 8080 [hostIP]

f 参数,表示 SSH 连接成功后,转入后台运行。这样一来,你就可以在不中断 SSH 连接的情况下,在本地 shell 中执行其他操作。

ssh -f -D 8080 [hostIP]

要关闭这个后台连接,就只有用 kill 命令去杀掉进程。

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