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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