LPIC102/110.3 SSH Authentifizierung mit Schlüsseln

Server authentifiziert sich gegenüber dem Client mit seinem Hostkey.
Ist der Ziel-Host dem Client noch nicht bekannt, erfolgt eine Warnmeldung.
In der Meldung erscheint auch der Fingerprint des Hostkeys:

[root@scientific /]# ssh uvm1.nwa-net.de
The authenticity of host
uvm1.nwa-net.de (176.95.26.236)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is SHA256:TbVCtl6TJHAHacrTdwh9gqzvx8fB5bzhi1lL/ByFbYE.
ECDSA key fingerprint is MD5:c8:db:4a:6f:99:7a:e9:9d:ca:82:c7:36:99:ac:14:c9.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)?

Bestätigt man mit yes, wird der Hostkey des Servers in die Datei ~./ssh/known_hosts des Benutzers eingetragen und die Verbindung hergestellt.
Bei späteren Anmeldungen entfällt entsprechend die Warnmeldung. Eine Liste der bekannten Hosts können Sie mithilfe des folgenden Kommandos bekommen:

[root@scientific /]# ssh-keygen -l -f ~/.ssh/known_hosts
256 SHA256:VOrsAcZc//9EiAATV2DfSN2jHONQBEuJpyrmW+Q3CWQ
user,192.168.178.2 (ECDSA)
256 SHA256:TbVCtl6TJHAHacrTdwh9gqzvx8fB5bzhi1lL/ByFbYE
uvm1.nwa-net.de,176.95.26.236 (ECDSA)

Ändert sich der Schlüssel eines Zielsystems, erfolgt die Warnmeldung:

$ ssh scientific
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ WARNING: REMOTE HOST IDENTIFICATION HAS CHANGED! @
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
IT IS POSSIBLE THAT SOMEONE IS DOING SOMETHING NASTY!
Someone could be eavesdropping on you right now (man-in-the-middle attack)!
It is also possible that a host key has just been changed.
The fingerprint for the ECDSA key sent by the remote host is
SHA256:r+9OEu2EM5ubr0P5wl4lLgUo5n/8/AkX2exIiPqQ9rs.
Please contact your system administrator.
Add correct host key in /root/.ssh/known_hosts to get rid of this message.
Offending ECDSA key in /root/.ssh/known_hosts:15
ECDSA host key for scientific has changed and you have requested strict checking.
Host key verification failed.

Wenn es sich um keine echte man-in-the-middle-attack handelt, entfernt man mithilfe eines Editors den veralteten Schlüssel aus der known_hosts-Datei und baut die Verbindung erneut auf.

/etc/ssh/ssh_known_hosts

Die ssh_known_hosts ist ausdrücklich als Prüfungsthema genannt und wird deshalb ausführlich bearbeitet.
Sie macht nichts anderes als die Datei ~/.ssh/known_hosts für jeden Benutzer, nur eben zentralisiert.

Hostkeys

OpenSSH erstellt in der Regel automatisch Hostkeys. Sie dienen der Authentifizierung zwischen Server und Clientcomputer. Die folgenden Dateien enthalten jeweils eine den privaten und die andere den öffentlichen Schlüssel:

ssh_host_dsa_key
ssh_host_dsa_key.pub
ssh_host_ecdsa_key
ssh_host_ecdsa_key.pub
ssh_host_ed25519_key
ssh_host_ed25519_key.pub
ssh_host_rsa_key
ssh_host_rsa_key.pub

Ohne Dateierweiterung = privater Schlüssel.
Mit Erweiterung .pub = öffentlicher (public) Schlüssel.
Die Konfigurationsdatei dazu ist sshd_config.

Erläuterung zu den einzelnen Schlüssel. DSA gilt als veraltet und weist auch zumindest eine bekannte Schwäche auf.
Sie sollten es nicht mehr verwenden. Ab der Version 7.0 von SSH wird es auch nicht mehr unterstützt.
ECDSA ist Momentan bei den meisten Linux-Distributionen Standard.
Es kommt mit kleineren Schlüsselgrößen aus, als etwa RSA, steht aber leider im Verdacht, die gleichen Schwächen aufzuweisen wie DSA. RSA ist ein gut etablierter Standard, der überall unterstützt wird.
Es spricht also nichts gegen die Verwendung von RSA, außer dass RSA schon seit 1977 existiert.
Ed25519 ähnelt technisch ECDSA, weist aber nicht dieselbe Schwäche auf.
Es wird nur von sehr neuen SSH-Versionen unterstützt und es empfiehlt sich daher nicht, Ed25519 als Standalone-Lösung zu verwenden, wenn man auch ältere Clientsysteme im Einsatz hat.

Das Programm ssh-keygen generiert neue Schlüssel.
Optional muss die Pfadangabe zum entsprechenden Dateinamen des Users angeben werden.
Option –t legt den Typ des zu generierenden Schlüssels fest.
Zur Auswahl stehen rsa, dsa, ecdsa und ed25519.

Beispiel:
Ein neues Schlüsselpaar für RSA wird erstellt.
Benutzereingaben sind fett gedruckt.
Eine passphrase wurde nicht verwendet.

[root@scientific /]# ssh-keygen -t rsa
Generating public/private rsa key pair.
Enter file in which to save the key (/root/.ssh/id_rsa):
/etc/ssh/ssh_host_rsa_key
/etc/ssh/ssh_host_rsa_key already exists.
Overwrite (y/n)? y
Enter passphrase (empty for no passphrase):
Enter same passphrase again:
Your identification has been saved in /etc/ssh/ssh_host_rsa_key.
Your public key has been saved in /etc/ssh/ssh_host_rsa_key.pub.
The key fingerprint is:
SHA256:zinmLbZLTBxcCOWN52QBDniQVAE9GfD/MuuQHzk3QQ4 root@scientific

Die generierte Datei ssh_host_rsa_key.pub enthält den öffentlichen Schlüssel des Systems.
Sie kann zur Verteilung an Clients verwendet werden.
Die Datei ssh_host_rsa_key enthält den privaten Schlüssel des Servers und ist entsprechend geheim zu halten.
Folgende Kommandos können vom Clientsystem verwendet werden um den öffentlichen Schlüssel zu importieren:

root@client:/# scp scientific:/etc/ssh/ssh_host_rsa_key.pub ./
root@client:/# cat ssh_host_rsa_key.pub >> /etc/ssh/ssh_known_hosts
root@client:/# rm ssh_host_rsa_key.pub

Benutzerauthentifizierung mit Schlüsseln

Schlüsseltypen wie die der Hostkeys können auch zur Authentifizierung von Benutzern verwendet werden. Verzichtet man nun auf die Eingabe eines Passwortes, lassen sich ssh oder scp in Skripten z. B. für Backups zu verwenden. Die Generierung der Schlüssel geschieht ebenfalls mittels ssh-keygen. Die generierten Schlüssel werden automatisch an der richtigen Stelle abgelegt:

$ ssh-keygen -t ecdsa
Generating public/private ecdsa key pair.
Enter file in which to save the key (/home/harald/.ssh/id_ecdsa):
Enter passphrase (empty for no passphrase):
Enter same passphrase again:
Your identification has been saved in /home/harald/.ssh/id_ecdsa.
Your public key has been saved in /home/harald/.ssh/id_ecdsa.pub.
The key fingerprint is:
SHA256:Br+8SdXitm/XnUmqVQB1/+aO0HkJKsrbAjzvTwV8FNI user@10.0.0.1

Der Schlüssel wurde ohne passphrase erstellt und muss jetzt auf die Zielsysteme verteilt werden. Dafür verwendet man das komfortable Tool ssh-copy-id:

$ ssh-copy-id user
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: Source of key(s) to be installed:
"/home/harald/.ssh/id_ecdsa.pub"
The authenticity of host 'archangel (192.168.178.2)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is SHA256:VOrsAcZc//9EiAATV2DfSN2jHONQBEuJpyrmW+Q3CWQ.
ECDSA key fingerprint is MD5:8d:28:e5:f1:3b:e2:fd:69:cf:28:d9:06:5e:30:f3:30.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: attempting to log in with the new key(s),
to filter out any that are already installed
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: 1 key(s) remain to be installed -- if you are
prompted now it is to install the new keys

Der Schlüssel wurde in die Datei ~/.ssh/authorized_keys des Zielsystems (user) eingetragen und muss nun bei weiteren Anmeldungen nicht mehr angegeben werden.

Die Dateinamen der Benutzerschlüssel und Serverschlüssel sind Prüfungsrelevant.
Sie befinden sich allesamt im Verzeichnis ~/.ssh eines Benutzers und lauten auf diese Dateinamen:

id_rsa
id_rsa.pub
id_dsa
id_dsa.pub
id_ecdsa
id_ecdsa.pub
id_ed25519
id_ed25519.pub

Die Dateinamen zu den Schlüsseln sind im Unterkapitel Hostkeys beschrieben.
Für die Authentifizierung wird nur ein Schlüsselpaar benötigt.
Server und Client müssen sich lediglich darüber einigen, welcher Schlüsseltyp für die Authentifizierung verwendet werden soll.

Der Authentifizierungsagent

Weitere Möglichkeit ohne Passwörter Authentifizierungen auszuführen. (der SSH-Agent)
Mehrere Schlüssel für einen Benutzer verwalten.
Dafür muss er bei der Startphase von X ausgeführt werden.
ssh-add kann dem SSH-Agent Schlüssel hinzufügen.
Ohne Optionen sucht das Programm automatisch nach
~/.ssh/id_rsa, ~/.ssh/id_dsa, ~/.ssh/id_ecdsa, ~/.ssh/id_ed25519 und ~/.ssh/identity.
Schlüssel können angegeben werden.
Wichtige Optionen sind:

-l – listet die Fingerabdrücke der verfügbaren Schlüssel auf.
-d – entfernt einen einzelnen (angegebenen) Schlüssel vom Agenten.
-D – entfernt alle Schlüssel vom Agenten.
-s – liest Schlüssel von einer Smartcard.
-e – entfernt Schlüssel der Smartcard.
-x – sperrt den Agenten (mit Passwortschutz).
-X – entsperrt den Agenten.

GnuPG

GNU Privacy Guard, auch kurz als GPG bezeichnet

Auf einfache Weise Daten verschlüsseln oder signieren. Bietet asymmetrisches Verschlüsselungsverfahren. Bedeutet, ein Schlüsselpaar ist erforderlich. Der öffentliche Schlüssel ist der Verschlüsselungsschlüssel, der private Schlüssel ist der Entschlüsselungsschlüssel. Der private Schlüssel wird beim Generieren von Signaturen verwendet. Das sind zwei gute Gründe, den Schlüssel wie seinen eigenen Augapfel zu schützen.

Zur Sicherheit können Sie den Schlüssel der symmetrischen Verschlüsselung anschließend mit einem asymmetrischen
Schlüssel verschlüsseln.
Man spricht dann bei dem verwendeten öffentlichen Schlüssel auch von einem Schlüsselverschlüsselungsschlüssel.

Eine grafische Benutzeroberfläche bietet der GNU Privacy Assistant (GPA) für GNOME das Programm Seahorse, und für KDE wurde KGpg entwickelt.

Damit Windows-Computer in einem solchen Umfeld nicht zur Sicherheitslücke werden, können diese Gpg4win einsetzen, das übrigens absolut kompatibel zu den Linux-Versionen ist.