SSH 证书登录介绍

2016-07-26 linux security ssh

从 OpenSSH 5.4 版本 (2010年) 开始支持 SSH 证书，相比 SSL 中使用的证书来说，SSH 的更为简单，没有证书链只有一个 CA 证书，这样就免去了商业签名授权。

简介

使用证书实际上就是将对公钥的信任转换为对 CA 证书的信任，所以 CA 的私钥必须要很好保存，如果丢失就需要重建所有的证书，可以通过 ssh-keygen 生成证书，支持 user 和 host 两种方式，最好将 CA 也分成 user 和 host 两类，以减少泄漏时的影响。

其中 user 和 host 证书的区别在于，生成的证书是保存在用户侧还是主机侧，前者用于确保客户端确认服务端是合法的，而后者则用于判断用户是否可信。

主机证书

在安装 sshd 服务的时候，会自动生成主机侧的证书，一般是 /etc/ssh/ssh_host_xxx_key 文件，除非采用相同的 OS 镜像，正常的系统安装后每个主机的私钥对不同，每次链接到服务器时就需要验证是否为服务器的公钥。

如果主机数比较多，那么验证过程会很繁琐，可能不再严格检查是否匹配，所以，也就不太安全。

如果链接的是一台被 Hacked 主机，而且还接受了主机侧的证书，那么 Hacker 就可以看到所有与主机的通讯内容。尤其是对于云计算来说，主机可能会频繁重建，而且 IP 地址可能随时修改，这就导致需要频繁验证主机公钥，大部分用户可能就会不加思索直接信任。

原理介绍

首先生成 SSH Root CA (实际就是常用的公私钥对) 用来对主机的公钥进行签名；然后客户端配置为信任所有 SSH Root CA 签发的公钥，这就意味着，虽然扔需要通过交换校验服务端的公钥，但 SSH Root CA 公钥几乎不怎么修改，这样风险就大大降低。

操作实践 

----- STEP1 生成CA的公私钥对，会生成私钥host_ca、公钥host_ca.pub两个文件
$ ssh-keygen -t rsa -b 4096 -N "" -f host_ca -C "Host SSH CA"

----- STEP2 生成host的公私钥对，一般在sshd服务端已经存在/etc/ssh/ssh_host_xxx文件
$ ssh-keygen -t rsa -b 4096 -N "" -f ssh_host_rsa_key -C "Host SSH Key"

----- STEP3 对证书进行签名，其中ssh_host_rsa_key-cert.pub就是基于主机的证书(这里只需要上述生成的公钥)
$ ssh-keygen -s host_ca -I host.example.com -h -n host.example.com -V +52w /etc/ssh/ssh_host_rsa_key.pub
  -s 指定用于签名的CA私钥文件
  -I 证书的标识，推荐使用主机名，可以用于后续证书的撤销
  -h 主机而非用户证书
  -n 通过逗号分隔的证书校验，服务端会进行校验，可以使用DNS或者~/.ssh/config中的配置
  -W 过期时间，上述的 +52w 表示 52 周

----- 将含有整的公钥ssh_host_rsa_key-cert.pub复制到服务器
$ vim /etc/ssh/sshd_config
HostCertificate /etc/ssh/ssh_host_rsa_key-cert.pub

----- 复制 host_ca.pub 信息，添加到客户端的如下文件，或者全局/etc/ssh/ssh_known_hosts文件
$ vim ~/.ssh/known_hosts
@cert-authority * ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAADAQABAAACAQDFmxwUIQJ6KDQ+0wB+T6yeYMJw== host-ca

其中的 * 表示匹配所有的主机，或者使用类似 *.example.com 的域名匹配，如果要匹配多个模式则可以使用逗号分割，同样可以使用 IP 地址。

功能验证

执行上述的 STEP2 操作重新生成主机密钥对，此时再登录会提示用户验证，如果再执行 STEP3 操作，就无需再验证。

用户证书

通常来说，用户需要通过密码或者公私钥对进行登录，前者没有特殊的，这里仅介绍后者。

用户生成公私钥对，私钥部分在本地安全保存，公钥则上传到需要登录服务器的 ~/.ssh/authorized_keys 文件中，用户通过私钥生成一段信息，然后服务端利用公钥进行验证，通过则登录成功。

如果用户出于安全考虑，要对公私钥对进行周期轮换，这就需要将保存在服务器上老的公钥删除，同时添加新的公钥，当主机数太多的时候，就会非常的麻烦。而且，当攻击者通过各种手段获取了该主机公私钥对，那么就可以直接添加新的登录用户。

原理介绍

首先生成 SSH User CA 用来对用户证书进行签名，并将需要的主机配置为信任该证书签发的公钥，也就是将 CA 的公钥信息配置到服务端；然后对需要登录的用户通过 SSH User CA 签发证书，同时可以指定过期时间、绑定用户名等，这样就省去了对 authorized_keys 文件的维护。

操作实践 

----- STEP1 生成用户证书签名用的CA私钥对
$ ssh-keygen -t rsa -b 4096 -N "" -f user_ca -C "User SSH CA"

----- STEP2 生成登录用的公私钥对
$ ssh-keygen -t rsa -b 4096 -N "" -f id_cert_rsa -C "Host SSH Key"

----- STEP3 通过CA证书对公钥进行签名，会生成id_cert_rsa-cert.pub文件
$ ssh-keygen -s user_ca -I cert-dev -n root,vagrant,andy -V -5:+52w -z 1 id_cert_rsa.pub
    -n 指定用户名，表示证书仅对该用户名有效，可以逗号分割指定多个
    -V 证书有效期，默认是永久有效

----- 将 user_ca.pub 复制到服务器，添加如下配置
$ vim /etc/ssh/sshd_config
TrustedUserCAKeys /etc/ssh/user_ca.pub

上述这种方式会导致服务器的所有账户都会信任 user_ca 签发的所有用户证书，所以，也可以将 user_ca.pub 的内容添加到 sshd 服务器的某个用户的 ~/.ssh/authorized_keys 文件中，这样只有该账户信任 user_ca 签发的用户证书。

$ cat ~/.ssh/authorized_keys
@cert-authority principals="user" ssh-rsa AAAAB3Nz...XNRM1EX2gQ==

其中的 user 就是指定的服务器帐号名，一般就是对应的用户名，登录的时候通过 -i 参数指定私钥即可，例如 ssh -i id_cert_rsa andy@127.0.0.1 即可。

功能验证

假设用户证书已经过期，那么只需要执行 STEP3 重新用 CA 签名即可；如果是新的用户，那么执行 STEP2+STEP3 即可，此时添加的是不同的用户而已。

常用命令 

----- 查看证书信息
$ ssh-keygen -L -f ssh_host_rsa_key-cert.pub

登录时通过 -i 参数指定私钥，同时 CA 签名的 xxx-cert.pub 保存在与私钥相同的目录下即可，连接服务器时会自动使用该证书，例如。

$ ssh -i ~/.ssh/user_key user@host.example.com

参考