RHCE的学习（3）

第三章 远程登录服务

简介

概念

  • 远程连接服务器通过文字或图形接口方式来远程登录系统，让你在远程终端前登录linux主机以取得可操作主机接口（shell），而登录后的操作感觉就像是坐在系统前面一样

功能:

  • 分享主机的运算能力

  • 服务器类型：有限度开放连接

  • 工作站类型：只对内网开放

分类

文字接口:

  • 明文传输：Telnet、RSH等，目前非常少用

# 使用wireshark抓包分析工具验证telnet明文传输

[root@server ~]# yum  install telnet-server -y  # 安装telnet，注意有server
[root@server ~]# systemctl start  telnet.socket  # 启动服务

# 使用xshell 新建telnet连接

# 在https://www.wireshark.org/download.html下载安装wireshar
# 也可以在Linux上下载
#dnf install wireshark -y
#使用时在图形化虚拟机上直接输入wireshark

# 启动wireshark，选择捕获VMnet8网卡

# 在xshell中输入ip a 或其它命令

# 在wireshark选择记录后单右->追踪流->TCP流

# 可以看到是明文传输

  • 加密传输：SSH为主，已经取代明文传输

# 关闭上述telnet连接，建立ssh连接，查看是否为加密传输

图形接口：

  • XDMCP、VNC、XRDP等

文字接口连接服务器:

  • SSH（Secure Shell Protocol，安全壳程序协议）由 IETF 的网络小组（Network Working Group）所制定，可以通过数据包加密技术将等待传输的数据包加密后再传输到网络上。

  • ssh协议本身提供两个服务器功能：

    • 一个是类似telnet的远程连接使用shell的服务器；

    • 另一个就是类似ftp服务的sftp-server，提供更安全的ftp服务。

连接加密技术简介

  • 目前常见的网络数据包加密技术通常是通过“非对称密钥系统”来处理的。

  • 主要通过两把不一样的公钥与私钥来进行加密与解密的过程。

密钥解析：

  • 公钥（public key）：提供给远程主机进行数据加密的行为，所有人都可获得你的公钥来将数据加密。

  • 私钥（private key）：远程主机使用你的公钥加密的数据，在本地端就能够使用私钥来进行解密。私钥只有自己拥有。

对称加密：同一秘钥既可以进行加密也可以进行解密

                优势：使用一个秘钥它的加密效率高一些（快一些）

                缺陷：秘钥传输的安全性（在网络传输中不传输秘钥）

                应用: 传输数据（数据的双向传输）

非对称加密：产生一对秘：公钥：公钥加密 私钥：私钥解密（不会进行网络传输）

                缺陷：公钥的安全性 客户端去访问一个服务器（假设数据被我们的hacker拦截了，hacker发送了自己的公钥给客户端，客户端用 hacker的公钥对数据进行加密，然后hacker用自己的私钥进行解密。从而获取到用户传送的隐私（用户和密码）信息，进一步对服务器动机）；传送速度慢（效率低）

                优势：安全性更高

                应用: 单向的认证阶段（建立安全的连接保证后面对称加密的秘钥安全）

SSH工作过程：

  • 服务端与客户端要经历如下五个阶段：

过程说明
版本号协商阶段SSH目前包括SSH1和SSH2两个版本，双方通过版本协商确定使用的版本
密钥和算法协商阶段SSH支持多种加密算法，双方根据本端和对端支持的算法，协商出最终使用的算法
认证阶段SSH客户端向服务器端发起认证请求，服务器端对客户端进行认证
会话请求阶段认证通过后，客户端向服务器端发送会话请求
交互会话阶段会话请求通过后，服务器端和客户端进行信息的交互

版本协商阶段

  • 服务器端打开端口22，等待客户端连接；

  • 客户端向服务器端发起TCP初始连接请求，TCP连接建立后，服务器向客户端发送第一个报文，包括版本标志字符串，格式为SSH-<主协议版本号>.<次协议版本号>.<软件版本号>，协议版本号由主版本号和次版本号组成，软件版本号主要是为调试使用。

  • 客户端收到报文后，解析该数据包，如果服务器的协议版本号比自己的低，且客户端能支持服务器端的低版本，就使用服务器端的低版本协议号，否则使用自己的协议版本号。

  • 客户端回应服务器一个报文，包含了客户端决定使用的协议版本号。服务器比较客户端发来的版本号，决定是否能同客户端一起工作。如果协商成功，则进入密钥和算法协商阶段，否则服务器断开TCP连接

  • 注意：上述报文都是采用明文方式传输

密钥和算法协商阶段

  • 服务器端和客户端分别发送算法协商报文给对端，报文中包含自己支持的公钥算法列表、加密算法列表、MAC（Message Authentication Code，消息验证码）算法列表、压缩算法列表等等

  • 服务器端和客户端根据对端和本端支持的算法列表得出最终使用的算法

  • 服务器端和客户端利用DH交换（Diffie-Hellman Exchange）算法、主机密钥对等参数，生成会话密钥和会话ID。

进行秘钥交换：dh**迪菲－赫尔曼**算法（非对称）  
feihttps://blog.csdn.net/itworld123/article/details/115902978
素数又叫质数。素数，指的是“大于1的整数中，只能被1和这个数本身整除的数”。
​       **20以内的素数**：2、3、5、7、11、13、17、19.
​       DH秘钥交换算法数学模型
- ​        客户端发往服务器的DH初始化参数：ecdh public key
- ​        客户端发送自己的公钥给服务器
- ​        服务端发送自己的公钥给客户端
- ​        计算出对称加密的秘钥（sessionkey）--NewKeys
- ​        客户端计算出对称加密的秘钥（sessionkey）--newkeys
- ​        解决了一个问题：保证了进行传输时候对称加密秘钥的安全。
（能不能用的上这个秘钥，还取决于认证阶段是否成功）

  • 由此，服务器端和客户端就取得了相同的会话密钥和会话ID。对于后续传输的数据，两端都会使用会话密钥进行加密和解密，保证了数据传送的安全。在认证阶段，两端会使用会话用于认证过程

  • 会话密钥的生成：

    • 客户端需要使用适当的客户端程序来请求连接服务器，服务器将服务器的公钥发送给客户端。（服务器的公钥产生过程：服务器每次启动sshd服务时，该服务会主动去找/etc/ssh/ssh_host*文件，若系统刚装完，由于没有这些公钥文件，因此sshd会主动去计算出这些需要的公钥文件，同时也会计算出服务器自己所需要的私钥文件。）

    • 服务器生成会话ID，并将会话ID发给客户端。

    • 若客户端第一次连接到此服务器，则会将服务器的公钥数据记录到客户端的用户主目录内的~/.ssh/known_hosts。若是已经记录过该服务器的公钥数据，则客户端会去比对此次接收到的与之前的记录是否有差异。客户端生成会话密钥，并用服务器的公钥加密后，发送给服务器。

    • 服务器用自己的私钥将收到的数据解密，获得会话密钥。

    • 服务器和客户端都知道了会话密钥，以后的传输都将被会话密钥加密

认证阶段(两种认证方法)：

SSH客户端向服务端发起认证请求，服务端对客户端进行认证

  • 基于口令的认证（password认证）：客户端向服务器发出password认证请求，将用户名和密码加密后发送给服务器，服务器将该信息解密后得到用户名和密码的明文，与设备上保存的用户名和密码进行比较，并返回认证成功或失败消息。

  • 基于密钥的认证（publickey认证）：

    • 客户端产生一对公共密钥，将公钥保存到将要登录的服务器上的那个账号的家目录的==.ssh/authorized_keys==文件中

    • 认证阶段：客户端首先将公钥传给服务器端。服务器端收到公钥后会与本地该账号家目录下的authorized_keys中的公钥进行对比，如果不相同，则认证失败；否则服务端生成一段随机字符串，并先后用客户端公钥和会话密钥对其加密，发送给客户端。客户端收到后将解密后的随机字符串用会话密钥发送给服务器。如果发回的字符串与服务器端之前生成的一样，则认证通过，否则，认证失败。

  1. Client将自己的公钥存放在Server上，追加在文件authorized_keys中。
  2. Server端接收到Client的连接请求后，会在authorized_keys中匹配到Client的公钥pubKey，并生成随机数R，用Client的公钥对该随机数进行加密得到pubKey(R)，然后将加密后信息发送给Client。
  3. Client端通过私钥进行解密得到随机数R，然后对随机数R和本次会话的SessionKey利用MD5生成摘要Digest1，发送给Server端。
  4. Server端会也会对R和SessionKey利用同样摘要算法生成Digest2。
  5. Server端会最后比较Digest1和Digest2是否相同，完成认证过程。

  • 注：服务器端对客户端进行认证，如果认证失败，则向客户端发送认证失败消息，其中包含可以再次认证的方法列表。客户端从认证方法列表中选取一种认证方法再次进行认证，该过程反复进行。直到认证成功或者认证次数达到上限，服务器关闭连接为止

第四阶段:会话请求阶段：

认证通过后，客户端向服务器端发送会话请求,建立新的连接

第五阶段：交互会话阶段：会话请求通过后，服务器端和客户端进行信息的交互

传输数据的的阶段：数据时要被加密（对称加密方式），对称加密的秘钥就是sessionKey(客户端和服务服务端在秘钥交换阶段互相计算出来的，sessionKey未进行网络传输)

SSH服务配置

安装ssh

[root@server ~]# yum  install  openssh-server   #默认安装

配置文件分析:

[root@server ~]# vim  /etc/ssh/sshd_config

sshd_config  服务端程序的配置文件
ssh_config   客户端程序的配置文件

21.#Port 22  # 默认监听22端口,可修改
22.#AddressFamily any  # IPV4和IPV6协议家族用哪个，any表示二者均有
23.#ListenAddress 0.0.0.0 # 指明监控的地址，0.0.0.0表示本机的所有地址(默认可修改)
24.#ListenAddress :: # 指明监听的IPV6的所有地址格式

26.#HostKey /etc/ssh/ssh_host_rsa_key     # rsa私钥认证,默认
27.#HostKey /etc/ssh/ssh_host_ecdsa_key   # ecdsa私钥认证
28.#HostKey /etc/ssh/ssh_host_ed25519_key # ed25519私钥认证


34 #SyslogFacility AUTH  # ssh登录系统的时会记录信息并保存在/var/log/secure
35.#LogLevel INFO   # 日志的等级

39.#LoginGraceTime 2m   # 登录的宽限时间，默认2分钟没有输入密码，则自动断开连接
40 PermitRootLogin yes # 允许管理员root登录 
41.#StrictModes yes   # 是否让sshd去检查用户主目录或相关文件的权限数据
42.#MaxAuthTries 6  # 最大认证尝试次数，最多可以尝试6次输入密码。之后需要等待某段时间后才能再次输入密码
43.#MaxSessions 10   # 允许的最大会话数

49.AuthorizedKeysFile .ssh/authorized_keys # 选择基于密钥验证时，客户端生成一对公私钥之后，会将公钥放到.ssh/authorizd_keys里面
65 #PasswordAuthentication yes  # 登录ssh时是否进行密码验证
66 #PermitEmptyPasswords no    # 登录ssh时是否允许密码为空

……
123.Subsystem sftp /usr/libexec/openssh/sftp-server #支持 SFTP ，如果注释掉，则不支持sftp连接
AllowUsers user1 user2 #登录白名单（默认没有这个配置，需要自己手动添加），允许远程登录的用户。如果名单中没有的用户，则提示拒绝登录

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