Linux进阶_OpenSSL详解与端口转发实验

本意内容包含大量的实验,请务必掌握之.
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OpenSSL

  • 三个组件:
    openssl:多用途的命令行工具,包openssl
    libcrypto:加密算法库,包openssl-libs
    libssl:加密模块应用库,实现了ssl及tls,包nss

  • 两种运行模式:交互模式和批处理模式

  • 加密方式
    对称加密:
    工具:openssl enc, gpg
    算法:3des, aes, blowfish, twofish
    单向加密:
    工具:md5sum, sha1sum, sha224sum,sha256sum

  • MAC: Message Authentication Code消息认证码,单向加密的一种延伸应用,用于实现网络通信中保证所传输数据的完整性机制
    1. CBC-MAC块密码的带认证工作模式
    2. HMAC:使用md5或sha1算法

openssl命令

openssl command ...

  • command可以是:
  1. enc:编码加密

    • 加密:(-salt打乱解密结果,-a:base64编码)
      openssl enc -e -des3 -a -salt -in testfile -out testfile.cipher
    • 解密:
      openssl enc -d -des3 -a -salt –in testfile.cipher -out testfile
  2. dgst:数据摘要

    • 计算md5
      openssl dgst -md5 /PATH/SOMEFILE
      md5sum /PATH/TO/SOMEFILE
  3. passwd:生成用户密码

    • 帮助:man sslpasswd
      openssl passwd -1 –salt centos(最多8位)
  4. rand:生成随机数

    • 帮助:man sslrand
      openssl rand -base64|-hex NUM
      NUM: 表示字节数
  5. genrsa:生成密钥对

    • 生成私钥:
      (umask 077; openssl genrsa –out test.key –des 2048)
    • 将加密key解密:
      openssl rsa -in test.key –out test2.key
    • 从私钥中提取出公钥
      openssl rsa –in test.key –pubout –out test.key.pub
  6. 随机数生成器:伪随机数字
    /dev/random:仅从熵池返回随机数;随机数用尽,阻塞
    /dev/urandom:从熵池返回随机数;随机数用尽,会利用软件生成伪随机数,非阻塞

SSH

ssh: secure shell,22/tcp,安全的远程登录

  • 具体的软件实现:
  1. OpenSSH: ssh协议的开源实现,CentOS默认安装
  2. dropbear:另一个开源实现

SSH协议版本

  1. v1: 基于CRC-32做MAC,不安全;man-in-middle
  2. v2:双方主机协议选择安全的MAC方式
    基于DH算法做密钥交换,基于RSA或DSA实现身份认证
  • 两种方式的用户登录认证:
    (1)基于password
    (2)基于key

OpenSSH介绍

  • 相关包:
    openssh
    openssh-clients
    openssh-server
  • 工具:基于C/S结构
    Linux Client: ssh, scp, sftp,slogin
    Windows Client:xshell, putty, securecrt, sshsecureshellclient
    Server: sshd

ssh客户端

允许实现对远程系统经验证地加密安全访问
当用户远程连接ssh服务器时,会复制ssh服务器/etc/ssh/ssh_host*key.pub(CentOS7默认是ssh_host_ecdsa_key.pub)文件中的公钥到客户机的~./ssh/know_hosts中。下次连接时,会自动匹配相应私钥,不能匹配,将拒绝连接

ssh [user@]host [COMMAND]

选项 意义
-l login_name 指定登录名
-p port 远程服务器监听的端口
-b 指定连接的本地IP
-v 调试模式
-C 压缩方式
-X 支持x11转发
-t 强制伪tty分配
  1. ssh配置文件:/etc/ssh/ssh_config
  2. 远程直接执行命令
[ ]$ ssh 192.168.88.65 'ip a'
[email protected]'s password:
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:46:29:d8 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.88.65/24 brd 192.168.88.255 scope global eth0
    inet6 fe80::20c:29ff:fe46:29d8/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
  • 公钥交换
    在这里插入图片描述
  1. 客户端发起链接请求
  2. 服务端返回自己的公钥,以及一个会话ID(这一步客户端得到服务端公钥)
  3. 客户端生成密钥对
  4. 客户端用自己的公钥异或会话ID,计算出一个值Res,并用服务端的公钥加密
  5. 客户端发送加密后的值到服务端,服务端用私钥解密,得到Res
  6. 服务端用解密后的值Res异或会话ID,计算出客户端的公钥(这一步服务端得到客户端公钥)
  7. 最终:双方各自持有三个秘钥,分别为自己的一对公、私钥,以及对方的公钥,之后的所有通讯都会被加密
  • ssh加密通讯
    在这里插入图片描述

ssh服务登录验证方式
  1. 用户/口令
  2. 基于密钥

  • 基于用户名口令登录验证
    在这里插入图片描述
  1. 客户端发起ssh请求,服务器会把自己的公钥发送给用户
  2. 用户会根据服务器发来的公钥对密码进行加密
  3. 加密后的信息回传给服务器,服务器用自己的私钥解密,如果密码正确,则用户登录成功
  4. 连接成功后,服务器的公钥会被存放在~/.ssh/know_hosts文件
  5. 服务器的公钥存放在/etc/ssh/ssh_host_rsa_key.pub

  • ssh服务基于密钥登录验证
    在这里插入图片描述
  1. 首先在客户端生成一对密钥(ssh-keygen)
  2. 并将客户端的公钥ssh-copy-id 拷贝到服务端
  3. 当客户端再次发送一个连接请求,包括ip、用户名
  4. 服务端得到客户端的请求后,会到authorized_keys中查找,如果有响应的IP和用户,就会随机生成一个字符串,例如:magedu
  5. 服务端将使用客户端拷贝过来的公钥进行加密,然后发送给客户端
  6. 得到服务端发来的消息后,客户端会使用私钥进行解密,然后将解密后的字符串发送给服务端
  7. 服务端接受到客户端发来的字符串后,跟之前的字符串进行对比,如果一致,就允许免密码登录

scp命令

scp [options] SRC... DEST/

选项 意义
-C 压缩数据流
-r 递归复制
-p 保持原文件的属性信息
-q 静默模式
-P PORT 指明remote host的监听的端口

rsync命令

基于ssh和rsh服务实现高效率的远程系统之间复制文件,使用安全的shell连接做为传输方式

  • 复制目录和目录下文件
    rsync -av /etc server1:/tmp
  • 只复制目录下文件
    rsync -av /etc/ server1:/tmp
选项 意义
-n 模拟复制过程
-v 显示详细过程
-r 递归复制目录树
-p 保留权限
-t 保留时间戳
-g 保留组信息
-o 保留所有者信息
-l 将软链接文件本身进行复制(默认)
-L 将软链接文件指向的文件复制
-a 存档,相当于–rlptgoD,但不保留ACL(-A)和SELinux属性(-X)

sftp命令

交互式文件传输工具,用法和传统的ftp工具相似,利用ssh服务实现安全的文件上传和下载

  • 使用ls cd mkdir rmdir pwd get put等指令,可用help获取帮助信息
  • sftp [user@]host
sftp [email protected]
sftp> help

ssh服务器

  • 服务器端:sshd, 配置文件: /etc/ssh/sshd_config
  • 常用参数:
Port        #指定端口,默认22
ListenAddress ip        #指定监听的IP
LoginGraceTime 2m       #登录输入密码的宽限时间
PermitRootLogin yes     #是否允许root登录
StrictModes yes         #检查.ssh/文件的所有者,权限等
MaxAuthTries 6          #最大授权
MaxSessions 10          #同一个连接最大会话
PubkeyAuthentication yes      #开启公钥验证
PermitEmptyPasswords no       #禁止空密码                   
PasswordAuthentication yes    #密码验证
GatewayPorts no               #网关端口
ClientAliveInterval           #检测非活跃周期,单位:秒
ClientAliveCountMax           #检测非活跃次数,默认3
UseDNS yes     #解析成域名提高速度可改为no
GSSAPIAuthentication yes      #提高速度可改为no
MaxStartups                   #未认证连接最大值,默认值10:30:100
Banner /path/file       #登录提示

#限制可登录用户的办法:
AllowUsers user1 user2 user3
DenyUsers
AllowGroups
DenyGroups
  • ssh连接优化
vim /etc/ssh/sshd_config
      UserDNS no
      GSSAPIAuthentication no

ssh服务的最佳实践

  1. 建议使用非默认端口(Port)
  2. 禁止使用protocol version 1
  3. 限制可登录用户
  4. 设定空闲会话超时时长
  5. 利用防火墙设置ssh访问策略
  6. 仅监听特定的IP地址
  7. 基于口令认证时,使用强密码策略
    tr -dc A-Za-z0-9_ < /dev/urandom | head -c 12| xargs
  8. 使用基于密钥的认证
  9. 禁止使用空密码
  10. 禁止root用户直接登录
  11. 限制ssh的访问频度和并发在线数
  12. 经常分析日志lastb

drobear

实验:编译安装dropbear示例

ssh协议的另一个实现:dropbear

  • 源码编译安装:
  1. 安装开发包组:
    yum -y group install "Development Tools"
    可能还会差一个:yum -y install zlib-devel
  2. 下载dropbear-2019.78.tar.bz2
    wget https://matt.ucc.asn.au/dropbear/dropbear-2019.78.tar.bz2
  3. 解压:
    tar xf dropbear-2019.78.tar.bz2
  4. 查看说明
    cd dropbear-2019.78
    less INSTALL README
  5. 编译安装:
    ./configure
    make PROGRAMS="dropbear dbclient dropbearkey dropbearconvert scp"
    make PROGRAMS="dropbear dbclient dropbearkey dropbearconvert scp" install
  6. 查看所带的命令:
    ls /usr/local/sbin/ /usr/local/bin/
  7. 查看帮助:
    dropbear -h
  8. 使⽤dropbearkey命令⽣成对应的公私钥:
    mkdir /etc/dropbear
    dropbearkey -t rsa -f /etc/dropbear/dropbear_rsa_host_key -s 2048
  9. 使⽤dropbearkey命令⽣成数字签名:
    dropbearkey -t dss -f /etc/dropbear/dropbear_dsa_host_key
  10. 前台运行
    dropbear -p :2222 -F –E
  11. 后台运行
    dropbear -p :2222
  12. 客户端访问:
    ssh -p 2222 [email protected]
    dbclient -p 2222 [email protected]

轻量级自动化运维工具

  1. pssh:基于python编写,可在多台服务器上执行命令的工具,也可实现文件复制,提供了基于ssh和scp的多个并行工具
    项目:http://code.google.com/p/parallel-ssh/
  2. pdsh:Parallel remote shell program,是一个多线程远程shell客户端,可以并行执行多个远程主机上的命令。 pdsh可以使用几种不同的远程shell服务,包括标准的“rsh”,Kerberos IV和ssh
    项目: https://pdsh.googlecode.com/
  3. mussh:Multihost SSH wrapper,是一个shell脚本,允许您使用一个命令在多个主机上通过ssh执行命令或脚本。 mussh可使用ssh-agent和RSA / DSA密钥,以减少输入密码
    项目:http://www.sourceforge.net/projects/mussh
    说明:以上工具都包含在EPEL源中

pssh工具

命令:pssh

并行ssh程序

选项 意义
–version 查看版本
-h 主机文件列表,内容格式”[user@]host[:port]”
-H 主机字符串,内容格式”[user@]host[:port]”
-A 手动输入密码模式
-i 每个服务器内部处理信息输出
-l 登录使用的用户名
-p 并发的线程数【可选】
-o 输出的文件目录【可选】
-e 错误输出文件【可选】
-t TIMEOUT 超时时间设置,0无限制【可选】
-O SSH的选项
-P 打印出服务器返回信息
-v 详细模式
  • 在node1上使⽤pssh命令获取node2主机的主机名
    pssh -H "172.20.1.102" -A -i hostname
  • 通过pssh批量关闭seLinux
    pssh -H [email protected] -i 'sed -i "s/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/" /etc/selinux/config'
  • 批量发送指令
    pssh -h host.txt -i setenforce 0
  • 当不支持ssh的key认证时,通过 -A选项,使用密码认证批量执行指令
    pssh -H [email protected] -A -i hostname
  • 将标准错误和标准正确重定向都保存至/app目录下
    pssh -H 192.168.1.10 -o /app -e /app -i "hostname"

命令:pscp

pscp功能是将本地文件批量复制到远程主机
pscp [-vAr] [-h hosts_file] [-H [user@]host[:port]] [-l user] [-p par] [-o outdir] [-e errdir] [-t timeout] [-O options] [-x args] [-X arg] local remote

选项 意义
-v 显示复制过程
-r 递归复制目录
  • 将本地curl.sh复制到/app/
#指定主机ip
pscp.pssh -H 192.168.1.10 /root/test/curl.sh /app/
#指定ip列表host.txt
pscp.pssh -h host.txt /root/test/curl.sh /app/
#pscp.pssh -H 主机IP 要发送的文件 目的目录
  • 将本地多个文件批量复制到/app/目录
pscp.pssh -H 192.168.1.10 /root/f1.sh /root/f2.sh /app/
  • 将本地目录批量复制到/app/目录
pscp.pssh -H 192.168.1.10 -r /root/test/ /app/

pslurp命令

pslurp功能是将远程主机的文件批量复制到本地
pslurp [-vAr] [-h hosts_file] [-H [user@]host[:port]] [-l user] [-p par][-o outdir] [-e errdir] [-t timeout] [-O options] [-x args] [-X arg] [-L localdir] remote local [本地名]

选项 意义
-L 指定从远程主机下载到本机的存储的目录,local是下载到本地后的名称
-r 递归复制目录
  • 批量下载目标服务器的passwd文件至/app下,并更名为user
pslurp -H 192.168.1.10 -L /app /etc/passwd user

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