如何在 Linux 服务器上配置基于 SSH 密钥的身份验证

介绍

SSH 或安全外壳是一种加密协议，用于管理服务器并与服务器进行通信。在使用 Linux 服务器时，您可能经常将大部分时间花在通过 SSH 连接到服务器的终端会话中。

虽然登录 SSH 服务器有几种不同的方式，但在本指南中，我们将重点介绍设置 SSH 密钥。SSH 密钥提供了一种极其安全的登录服务器的方式。因此，这是我们向所有用户推荐的方法。

SSH 密钥如何工作？

SSH 服务器可以使用多种不同的方法对客户端进行身份验证。其中最基本的是密码认证，它易于使用，但不是最安全的。

尽管密码以安全的方式发送到服务器，但它们通常不够复杂或不够长，无法抵御重复的、持续的攻击者。现代处理能力与自动化脚本相结合，使暴力破解受密码保护的帐户成为可能。尽管还有其他方法可以增加额外的安全性（fail2ban等），但事实证明 SSH 密钥是一种可靠且安全的替代方法。

SSH 密钥对是两个加密安全的密钥，可用于向 SSH 服务器验证客户端。每个密钥对由一个公钥和一个私钥组成。

私钥由客户端保留，应绝对保密。私钥的任何泄露都将允许攻击者登录到配置了相关公钥的服务器，而无需额外的身份验证。作为额外的预防措施，可以使用密码在磁盘上加密密钥。

相关的公钥可以自由共享而不会产生任何负面影响。公钥可用于加密只有私钥才能解密的消息。此属性用作使用密钥对进行身份验证的一种方式。

公钥上传到您希望能够使用 SSH 登录的远程服务器。该密钥被添加到您将登录的用户帐户内的一个特殊文件中，称为~/.ssh/authorized_keys.

当客户端尝试使用 SSH 密钥进行身份验证时，服务器可以测试客户端是否拥有私钥。如果客户端可以证明它拥有私钥，则会产生一个 shell 会话或执行请求的命令。

第 1 步 – 创建 SSH 密钥

为您的服务器配置 SSH 密钥身份验证的第一步是在您的本地计算机上生成一个 SSH 密钥对。

为此，我们可以使用一个名为 的特殊实用程序ssh-keygen，它包含在标准的 OpenSSH 工具套件中。默认情况下，这将创建一个 3072 位的 RSA 密钥对。

在本地计算机上，键入以下内容生成 SSH 密钥对：

  • ssh-keygen

Output
Generating public/private rsa key pair.
Enter file in which to save the key (/home/username/.ssh/id_rsa):

该实用程序将提示您为将生成的密钥选择一个位置。默认情况下，密钥将存储在~/.ssh用户主目录中的目录中。私钥将被调用id_rsa，关联的公钥将被调用id_rsa.pub。

通常，最好在此阶段坚持使用默认位置。这样做将允许您的 SSH 客户端在尝试进行身份验证时自动找到您的 SSH 密钥。如果您想选择非标准路径，请立即输入，否则，按ENTER接受默认值。

如果您之前生成了 SSH 密钥对，您可能会看到如下提示：

Output
/home/username/.ssh/id_rsa already exists.
Overwrite (y/n)?

如果您选择覆盖磁盘上的密钥，您将无法再使用以前的密钥进行身份验证。选择是时要非常小心，因为这是一个无法逆转的破坏性过程。

Output
Created directory '/home/username/.ssh'.
Enter passphrase (empty for no passphrase):
Enter same passphrase again:

接下来，系统将提示您输入密钥的密码。这是一个可选的密码短语，可用于加密磁盘上的私钥文件。

如果您仍然需要输入密码，您可能想知道 SSH 密钥有什么优势。一些优点是：

  • 私有 SSH 密钥（可以受密码保护的部分）永远不会在网络上公开。密码仅用于在本地机器上解密密钥。这意味着无法针对密码进行基于网络的暴力破解。
  • 私钥保存在受限目录中。SSH 客户端将无法识别未保存在受限目录中的私钥。密钥本身还必须具有受限权限（只读和写入仅对所有者可用）。这意味着系统上的其他用户无法窥探。
  • 任何希望破解私有 SSH 密钥密码的攻击者都必须已经可以访问系统。这意味着他们已经可以访问您的用户帐户或 root 帐户。如果您处于此位置，密码可以防止攻击者立即登录您的其他服务器。这有望让您有时间创建和实施新的 SSH 密钥对，并从泄露的密钥中删除访问权限。

由于私钥永远不会暴露给网络并通过文件权限进行保护，因此除了您（和root用户）之外的任何人都不应访问该文件。密码短语可作为额外的保护层，以防这些条件受到损害。

密码是一个可选的附加项。如果您输入一个，则每次使用此密钥时都必须提供它（除非您正在运行存储解密密钥的 SSH 代理软件）。我们建议使用密码，但如果您不想设置密码，您可以按ENTER绕过此提示。

Output
Your identification has been saved in /home/username/.ssh/id_rsa.
Your public key has been saved in /home/username/.ssh/id_rsa.pub.
The key fingerprint is:
SHA256:CAjsV9M/tt5skazroTc1ZRGCBz+kGtYUIPhRvvZJYBs username@hostname
The key's randomart image is:
+---[RSA 3072]----+
|o   ..oo.++o ..  |
| o o +o.o.+...   |
|. . + oE.o.o  .  |
| . . oo.B+  .o   |
|  .   .=S.+ +    |
|      . o..*     |
|        .+= o    |
|        .=.+     |
|       .oo+      |
+----[SHA256]-----+

您现在拥有可用于进行身份验证的公钥和私钥。下一步是将公钥放在您的服务器上，以便您可以使用 SSH 密钥身份验证登录。

步骤 2 — 将 SSH 公钥复制到您的服务器

注意：本教程的先前版本包含向您的 DigitalOcean 帐户添加 SSH 公钥的说明。现在可以在我们的 DigitalOcean 产品文档的SSH 密钥部分找到这些说明。

有多种方法可以将您的公钥上传到您的远程 SSH 服务器。您使用的方法在很大程度上取决于您可用的工具和当前配置的详细信息。

以下方法都产生相同的最终结果。首先描述最简单、最自动化的方法，随后的方法都需要额外的手动步骤。仅当您无法使用上述方法时才应遵循这些。

使用复制您的公钥 ssh-copy-id

将公钥复制到现有服务器的最简单方法是使用名为ssh-copy-id. 由于其简单性，如果可用，建议使用此方法。

该ssh-copy-id工具包含在许多发行版的 OpenSSH 包中，因此您可能已经在本地系统上使用了它。要使此方法起作用，您当前必须具有对服务器的基于密码的 SSH 访问权限。

要使用该实用程序，您需要指定要连接的远程主机，以及您具有基于密码的 SSH 访问权限的用户帐户。这是您的公共 SSH 密钥将被复制到的帐户。

语法是：

  • ssh-copy-id username@remote_host

您可能会看到这样的消息：

Output
The authenticity of host '203.0.113.1 (203.0.113.1)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is fd:fd:d4:f9:77:fe:73:84:e1:55:00:ad:d6:6d:22:fe.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes

这意味着您的本地计算机无法识别远程主机。这将在您第一次连接到新主机时发生。键入yes并按ENTER继续。

接下来，该实用程序将扫描您的本地帐户以查找id_rsa.pub我们之前创建的密钥。当它找到密钥时，它会提示您输入远程用户帐户的密码：

Output
/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
username@203.0.113.1's password:

输入密码（出于安全考虑，您的输入不会显示），然后按ENTER。该实用程序将使用您提供的密码连接到远程主机上的帐户。然后它会将您的~/.ssh/id_rsa.pub密钥的内容复制到远程帐户主~/.ssh目录中名为authorized_keys.

您将看到如下所示的输出：

Output
Number of key(s) added: 1

Now try logging into the machine, with:   "ssh 'username@203.0.113.1'"
and check to make sure that only the key(s) you wanted were added.

此时，您的id_rsa.pub密钥已上传到远程帐户。您可以继续下一部分。

使用 SSH 复制您的公钥

如果您没有ssh-copy-id可用的，但您可以通过基于密码的 SSH 访问服务器上的帐户，您可以使用传统的 SSH 方法上传您的密钥。

我们可以通过在本地计算机上输出公共 SSH 密钥的内容并通过 SSH 连接将其传送到远程服务器来实现这一点。另一方面，我们可以确保该~/.ssh目录存在于我们正在使用的帐户下，然后将我们通过管道传输的内容输出到authorized_keys该目录中调用的文件中。

我们将使用>>重定向符号来附加内容而不是覆盖它。这将让我们在不破坏先前添加的键的情况下添加键。

完整的命令如下所示：

  • cat ~/.ssh/id_rsa.pub | ssh username@remote_host "mkdir -p ~/.ssh && cat >> ~/.ssh/authorized_keys"

您可能会看到这样的消息：

Output
The authenticity of host '203.0.113.1 (203.0.113.1)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is fd:fd:d4:f9:77:fe:73:84:e1:55:00:ad:d6:6d:22:fe.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes

这意味着您的本地计算机无法识别远程主机。这将在您第一次连接到新主机时发生。键入yes并按ENTER继续。

之后，系统将提示您输入您尝试连接的帐户的密码：

Output
username@203.0.113.1's password:

输入密码后，您的id_rsa.pub密钥内容将被复制到authorized_keys远程用户帐户的文件末尾。如果成功，请继续下一部分。

手动复制您的公钥

如果您没有基于密码的 SSH 访问您的服务器，则必须手动执行上述过程。

您的id_rsa.pub文件内容必须以~/.ssh/authorized_keys某种方式添加到远程计算机上的文件中。

要显示id_rsa.pub密钥的内容，请在本地计算机中键入：

  • cat ~/.ssh/id_rsa.pub

您将看到密钥的内容，可能如下所示：

~/.ssh/id_rsa.pub
ssh-rsa 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 username@hostname

使用任何可用的方法访问您的远程主机。这可能是您的基础架构提供商提供的基于 Web 的控制台。

注意：如果您使用的是 DigitalOcean Droplet，请参阅DigitalOcean 产品文档中的故障恢复控制台文档。

一旦您可以访问远程服务器上的帐户，您应该确保该~/.ssh目录已创建。如有必要，此命令将创建目录，如果目录已存在，则不执行任何操作：

  • mkdir -p ~/.ssh

现在，您可以authorized_keys在此目录中创建或修改文件。您可以将id_rsa.pub文件的内容添加到文件的末尾，authorized_keys如有必要，可以使用以下命令创建它：

  • echo public_key_string >> ~/.ssh/authorized_keys

在上述命令中，将 替换为您在本地系统上执行public_key_string的cat ~/.ssh/id_rsa.pub命令的输出。它应该以ssh-rsa AAAA...或类似的开头。

如果可行，您可以继续测试新的基于密钥的 SSH 身份验证。

第 3 步 – 使用 SSH 密钥对您的服务器进行身份验证

如果您已成功完成上述过程之一，您应该能够在没有远程帐户密码的情况下登录到远程主机。

过程大致相同：

  • ssh username@remote_host

如果这是您第一次连接到该主机（如果您使用了上面的最后一种方法），您可能会看到如下内容：

Output
The authenticity of host '203.0.113.1 (203.0.113.1)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is fd:fd:d4:f9:77:fe:73:84:e1:55:00:ad:d6:6d:22:fe.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes

这意味着您的本地计算机无法识别远程主机。键入yes，然后按ENTER继续。

如果您没有为您的私钥提供密码，您将立即登录。如果您在创建密钥时为私钥提供了密码，则您现在需要输入密码。之后，将使用远程系统上的帐户为您创建一个新的 shell 会话。

如果成功，请继续了解如何锁定服务器。

第 4 步 – 在您的服务器上禁用密码身份验证

如果您无需密码即可使用 SSH 登录您的帐户，则您已成功为您的帐户配置了基于 SSH 密钥的身份验证。但是，您的基于密码的身份验证机制仍然处于活动状态，这意味着您的服务器仍然会受到暴力攻击。

在完成本节中的步骤之前，请确保您为此服务器上的root帐户配置了基于 SSH 密钥的身份验证，或者最好为该服务器上具有sudo访问权限的帐户配置了基于 SSH 密钥的身份验证。此步骤将锁定基于密码的登录，因此确保您仍然能够获得管理访问权限至关重要。

满足上述条件后，使用 SSH 密钥以root 用户或具有sudo特权的帐户登录远程服务器。打开 SSH 守护进程的配置文件：

  • sudo nano /etc/ssh/sshd_config

在文件中，搜索名为PasswordAuthentication. 这可能会被注释掉。通过删除行#开头的any 来取消注释该行，并将值设置为no。这将禁用您使用帐户密码通过 SSH 登录的能力：

/etc/ssh/sshd_config
PasswordAuthentication no

完成后保存并关闭文件。要真正实现我们刚刚所做的更改，您必须重新启动服务。

在大多数 Linux 发行版上，您可以发出以下命令来执行此操作：

  • sudo systemctl restart ssh

完成此步骤后，您已成功将 SSH 守护程序转换为仅响应 SSH 密钥。

结论

您现在应该在您的服务器上配置并运行基于 SSH 密钥的身份验证，允许您在不提供帐户密码的情况下登录。从这里，您可以前往许多方向。如果您想了解有关使用 SSH 的更多信息，请查看我们的SSH 基础指南。

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