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[操作系统]使用ssh对服务器进行登录


一、什么是SSH?

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。

最早的时候,互联网通信都是明文通信,一旦被截获,内容就暴露无疑。1995年,芬兰学者Tatu Ylonen设计了SSH协议,将登录信息全部加密,成为互联网安全的一个基本解决方案,迅速在全世界获得推广,目前已经成为Linux系统的标准配置。

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。

此外,本文只讨论SSH在Linux Shell中的用法。如果要在Windows系统中使用SSH,会用到另一种软件PuTTY,这需要另文介绍。

二、最基本的用法

SSH主要用于远程登录。假定你要以用户名user,登录远程主机host,只要一条简单命令就可以了。

  $ ssh user@host

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 host

SSH的默认端口是22,也就是说,你的登录请求会送进远程主机的22端口。使用p参数,可以修改这个端口。

  $ ssh -p 2222 user@host

上面这条命令表示,ssh直接连接远程主机的2222端口。

三、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:(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。

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?

四、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。

  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。

五、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。

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 user@host

好了,从此你再登录,就不需要输入密码了。

如果还是不行,就打开远程主机的/etc/ssh/sshd_config这个文件,检查下面几行前面"#"注释是否取掉。

  RSAAuthentication yes
  PubkeyAuthentication yes
  AuthorizedKeysFile .ssh/authorized_keys

然后,重启远程主机的ssh服务。


  // ubuntu系统
  service ssh restart


 
  // debian系统
  /etc/init.d/ssh restart
 
如果想使用特定的用户名邮箱来生成密钥,可以使用如下的方法:
 
$ ssh-keygen -t rsa -C “user@example.com” 
ssh-keygen [-q] [-b bits] [-t dsa | ecdsa | ed25519 | rsa | rsa1] [-N new_passphrase] [-C comment] [-f output_keyfile]
其余方式跟如上的方式一样。

六、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 user@host 'mkdir -p .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:(1)"$ ssh user@host",表示登录远程主机;(2)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:(3)"$ mkdir -p .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;(4)'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。
 
七、其他高效使用方法
 
  1. 连接中转
 
     有时候你可能需要从一个服务器连接另外一个服务器,比如在两个服务器之间直接传输数据,而不用通过本地电脑中转:


 
          www1 $ scp -pr templates www2:$PWD


 
     (顺便说一下,当你需要在两台服务器间拷贝文件时,$PWD变量时非常有用的),因为即使你已经在两台服务器上添加了你本地电脑的公钥,scp默认仍然会提示你输入密码:这是因为你用来作为跳板的那     台服务器上并没有你的私钥,所以,第二台服务器会拒绝你的公钥,但是一定不要通过将你的私钥拷贝到中转服务器上来解决这个问题,你可以使用agent forwarding来解决这个问题,只要在你的.ssh/config文件中加入下面这行代码就可以了


          ForwardAgent yes
     2. 省略主机名

输入服务器的完整主机名来建立一个新的SSH连接实在是太乏味无聊了,尤其是当你有一组拥有相同域名但是子域名不同的服务器需要管理时,比如下面这样:

* www1.example.com
* www2.example.com
* mail.example.com
* intranet.internal.example.com
* backup.internal.example.com
* dev.internal.example.com

或许你的网络已经配置了可以直接使用短域名,比如intranet,但是如果你的网络不支持,实际上你可以自己搞定这个问题,而不用求助网络管理员。

解决办法根据你用的操作系统而略有差异,下面是我的Ubuntu系统的配置:

prepend domain-search “internal.example.com”, “example.com”;

然后你需要重启网络:$ sudo restart network-manager


 
不同的系统,这两条命令可能会略有差异。
 
3. 主机别名

你也可以在你的SSH配置中直接定义主机别名,就像下面这样:

Host dev
HostName dev.internal.example.com

你还可以使用通配符来进行分组:

Host dev intranet backup
HostName %h.internal.example.com

Host www* mail
HostName %h.example.com


 
在Putty中你可以为每个主机名保存单独的session,然后双击建立连接(但是它可能没办法支持通配符)。
 
4. 省去用户名
 

如果你在远程服务器上的用户名和你本地的用户名不同,你同样可以在SSH配置中进行设置:

Host www* mail
HostName %h.example.com
User simon

现在就算我的本地用户名是 smylers,我仍然可以这样连接我的服务器:

$ ssh www2


 
SSH会使用simon账户连接你的服务器,同样,Putty可以保存这个信息在你的session中。
 
5. 在服务器间跳转

有些时候,你可能没法直接连接到某台服务器,而需要使用一台中间服务器进行中转,这个过程也可以自动化。首先确保你已经为服务器配置了公钥访问,并开启了agent forwarding,现在你就可以通过2条命令来连接目标服务器,不会有任何提示输入:

$ ssh gateway
gateway $ ssh db

然后在你的本地SSH配置中,添加下面这条配置:

Host db
HostName db.internal.example.com
ProxyCommand ssh gateway netcat -q 600 %h %p

现在你就可以通过一条命令来直接连接目标服务器了:

$ ssh db


 
这里你可能会需要等待长一点的时间,因为SSH需要进行两次认证,,注意netcat也有可能被写成nc或者ncat或者前面还需要加上g,你需要检查你的中间服务器来确定实际的参数。
 
6. 突破网络封锁

有些时候,你使用的网络可能只开放了80端口,或者它们封锁了SSH端口(默认的22端口),这种情况下,你可以通过配置SSH服务器在80或者443端口进行监听来突破封锁,只需要编辑你的服务器的/etc/ssh/sshd_config文件:

Port 443

然后重启SSH服务器:

$ sudo reload ssh


 
当然这样做的前提是你的服务器没有使用HTTS服务,但是实际上你只需要设置一台服务器使用https端口就够了,你但你可以访问这台服务器,你就可以使用我们前面提到的技术利用它作为跳板来访问其它服务器,但是记住,你需要提前配置好这台服务器(现在怎么样?),这样万一当你身处一个只能访问Web的网络环境时,就可以省掉打电话让其他人帮你配置中间服务器的麻烦了。
 
7. 穿越Web代理

有些时候,你所在的网络不止封锁SSH端口,它们有可能更进一步,只让你通过Web代理来访问网络,幸运的是我们有一个叫做Corkscrew的程序可以通过Web代理在发送SSH数据。Corkscrew的使用非常简单,一般我都是在需要时搜索,然后直接下载,跟随网站上的指示,然后就搞定了,一般你需要这样一条配置:


 
ProxyCommand corkscrew proxy.example.org 8080 %h %p
 
8. 本地操作远程文件

让远程GUI程序显示在本地的替代方案就是让本地的GUI程序可以直接操作远程文件,你可以通过SSHFS来实现,只需要创建一个空目录,然后使用SSHFS将一个远程目录mount到这个目录就可以了:

$ mkdir gallery_src
$ sshfs dev:projects/gallery/src gallery_src
$ cd gallery_src
$ ls

现在你就可以使用任何你喜欢的本地程序来便捷这个目录中的文件了,它们看起来是在你的本地,但其实时远程服务器上的文件,你可以使用fusermount命令来unmount这些文件,不要担心记不住,它们就在sshfs手册的顶上:

$ cd ..
$ fusermount -u gallery_src


 
SSHFS可以在Linux和OSX上工作,Windows用户我目前还没找到什么好办法。
 
9. 通过Vim访问远程文件

Vim有一个内置的功能可以直接编辑远程文件,需要借助SCP URL:

$ gvim scp://dev/projects/gallery/src/templates/search.html.tt

这中方式明显不如SSHFS灵活,但是如果你只需要对远程服务器的1,2个文件进行编辑时,这条命令就要更灵活一些了,并且可以在Windows上你也可以这样做:


 
:help netrw-problems
 
10. 使用本地App连接远程服务器

有时可能有些服务,比如数据库或是Web服务器,它们运行在远程服务器上,但是如果有用方式可以直接从本地程序连接它们,那会非常有用,要做到这一点,你需要用到端口转发(port forwarding),举个例子,如果你的服务器运行Postgres(并且只允许本地访问),那么你就可以在你的SSH配置中加入:

Host db
LocalForward 5433 localhost:5432

现在当你连接你的SSH服务器时,它会在你本地电脑打开一个5433端口(我随便挑的),并将所有发送到这个端口的数据转发到服务器的5432端口(Postgres的默认端口),然后,只要你和服务器建立了连接,你就可以通过5433端口来访问服务器的Postgres了。

$ ssh db

现在打开另外一个窗口,你就可以通过下面这条命令在本地连接你的Postgres数据库了:

$ psql -h localhost -p 5443 orders

如果你想要使用服务器不支持的图形化Postgres客户端时,这条命令会显得尤其有用:

$ pgadmin3 &

或者你有一个后台的Web服务器,你不希望直接通过Internet访问它,你也可以通过端口转发来访问它:

Host api
LocalForward 8080 localhost:80

现在连接到服务器:

$ ssh api

然后将浏览器指向你选择的端口号:


 
$ firefox http://localhost:8080/