HTWK Leipzig. Matthias Jauernig. Die Secure Shell

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1 LV Kryptologie WS06/07, HTWK Leipzig Matthias Jauernig SSH Die Secure Shell

2 Inhalt 1. Motivation 2. Historie 3. Funktionsweise von SSH-2 4. Das OpenSSH Programmpaket 5. Schlussbemerkungen, Links

3 (1) Motivation

4 (1) Motivation Wunsch: Remote-Login, Programme ausführen, Dateien transferieren Klassischer Ansatz: R-Tools (rlogin, rsh, rcp) bzw. telnet und ftp unverschlüsselte Übertragung! Client Server Login: dau Passwort: gott Angreifer Fängt Klartext ab: Login: dau, Passwort: gott

5 (1) Motivation Unkalkulierbares Sicherheitsrisiko!: Offenlegung von Geheimnissen, Manipulation von Daten, Einbruch in Systeme, Ausweg: Benutzung von ssh (secure shell) verschlüsselte Übertragung! g Client Login: sau Passwort: gott Angreifer Fängt verschlüsselten Text ab:...%s&! (t)( ah1 /)$as?... Server

6 (2) Historie

7 (2) Historie 1995: Entwicklung ng von SSH1 als Freeware durch Tatu Ylönen an der TU Helsinki; Reaktion auf Passwortdiebstähle Dezember 1995: Gründung der Firma SSH Communications Security, Kommerzialisierung 1998: SSH-2 veröffentlicht, inkompatibel zu SSH-1

8 (2) Historie 1999: Entwicklung ng von OpenSSH als freie Implementierung von SSH2 2005: kommerzielles SSH G3 veröffentlicht, von Kryptoexperten t verpöhnt (security through obscurity) 2006: SSH-2 von IETF als Internetstandard vorgeschlagen

9 (3) Funktionsweise von SSH-2

10 (3) Funktionsweise von SSH-2 Sicherheitsprinzipienipien von SSH: 1. Authentifizierung 2. Verschlüsselung 3. Integrität

11 (3) Funktionsweise von SSH-2 Rückblick 1995: SSH-1: Monolithische Architektur, alle Funktionen in einem Protokoll vereint Nur Verschlüsselungsalgorithmen g sind verhandelbar Neue Algorithmen kaum integrierbar Sicherheitslücke: CRC32 zur Integritätsprüfung, erlaubt Insertion-Angriff und Ausspähen von Verbindungen (1998 publiziert)

12 (3) Funktionsweise von SSH : SSH-2: Modularer Aufbau des Protokolls 3 Schichten: Transport-, Verbindungs-, Authentifizierungsprotokoll Implementierung und Verwendung weiterer Verschlüsselungsalgorithmen und Authentifizierungsmethoden möglich Integritätsprüfung mit MAC-Algorithmen Algorithmen (msg auth code, hmac-sha1 von RFC gefordert) Gilt derzeit als sicher

13 (3) Funktionsweise von SSH-2 Schichtenmodell: Anwendungssoftware (ssh, sftp, scp etc.) SSH User Authentication Protocol (SSH-USERAUTH) Client-Authentifizierung - Passwort - Public Key - Host based SSH Connection Protocol (SSH-CONNECT) Ausführung entfernter Programme Unterstützung interaktiver Sessions TCP-Port- und X11-Weiterleitung Datenkomprimierung SSH Transport Protocol (SSH-TRANS) Aushandlung von Algorithmen Austausch von Sitzungsschlüsseln Server-Authentifizierung Datenintegrität TCP-Protokoll

14 (3) Authentifizierung Server-Authentifizierung: ier ng Identifizierung über RSA-Zertifikat (auch zentrale Zertifizierungsstelle denkbar, vgl. SSL) Bei 1. Verbindung speichert Client den öffentlichen Server-Key in ~/.ssh/known_hosts Prüfung des Keys auf Übereinstimmung bei jedem neuen Login auf dem Server Methode: diffie-hellman-group1-sha1, Server signiert bestimmten Hash mit private Key

15 (3) Authentifizierung Client-Authentifizierung: thentifi ier ng Passwort Public Key Host Based Beliebige weitere, z.b. Kerberos, Smart Card, SecurID etc.

16 (3) Authentifizierung Client-Authentifizierung: thentifi ier ng Zu Public Key: RSA oder DSA Zertifikate Client besitzt Schlüsselpaar in Dateien ~/.ssh/id_rsa und ~/.ssh/id_rsa.pub (Erzeugung mit ssh-keygen) Server hält öffentliche Client-Schlüssel in ~/.ssh/authorized_keys Client erzeugt Signatur (mehrere Werte) mit seinem privaten Schlüssel, l Server verifiziert i diese

17 (3) Verschlüsselung Algorithmen: 3DES (default), DES, Twofish, Blowfish, AES, Serpent, ARCFOUR, IDEA, CAST-128 oder selbst definierte Session Keys: Für jede SSH-Sitzung wird neuer Session Key generiert geschieht zusammen mit Server-Authentifizierung nach diffie-hellman-group1-sha1 Session Key wird nie übertragen, sondern auf Client und Server separat berechnet Erneuter Schlüsselaustausch nach 2 32 Bytes empfohlen

18 (3) Sicherheit von SSH-2 SSH-2 hilft beim Schutz vor: IP spoofing IP source routing DNS spoofing Abfangen von Login-Daten und Nutzdaten Manipulation von Daten durch man-in-themiddle-attacken Abgrenzung: Kein Allheilmittel zur IT-Sicherheit, kann nur Kein Allheilmittel zur IT Sicherheit, kann nur Bestandteil eines integrierten Konzepts sein

19 (3) Kommunikation in SSH-2 Client Server Einigung auf Protokollversion Schlüsselaustausch, Server-Auth. SSH-TRANS unverschlüsselt Login-Anfrage Client-Authentifizierung SSH-USERAUTH verschlüsselt Kommunikation SSH-CONNECT

20 (4) Das OpenSSH- Programmpaket

21 (4) OpenSSH - Allgemein Seit 1999 entwickelt Implementierung des SSH-2 Protokolls Open-Source Für viele Plattformen und Betriebssysteme t verfügbar

22 (4) OpenSSH - Dateien Konfigurationsdateien: Client: /etc/ssh/ssh_config ~/.ssh/config Server: /etc/ssh/sshd_configconfig

23 (4) OpenSSH - Funktionen Umfangreiche Funktionalität: Remote Login (ssh und sshd) Dateitransfer (scp, sftp) X11 Weiterleitungen (ssh -X) Weiterleitung beliebiger TCP-Verbindungen (ssh -L bzw. ssh -R)

24 (4) OpenSSH - Basisbefehle Einfache Remote Logins: ssh host ssh -l user host ssh Direkte Befehlsausführung: füh ssh befehl Dateitransfers: scp lokaldatei sftp Komprimierung einschalten (bis 50% weniger Last): ssh -C... Verschlüsselung auswählen: ssh -c blowfish...

25 (4) OpenSSH - Public-Key Auth. Befehle auf Server ohne Passworteingabe ausführen (über Public Key Auth.): 1. Erzeugung eines SSH-Schlüsselpaars zur Client- Authentifizierung (public-key): ssh-keygen t rsa dsa rsa1 Dateien: ~/.ssh/id_rsa und ~/.ssh/id_rsa.pub 2. Public key auf Server kopieren (in Datei ~/ /.ssh/authorized_keys): ssh-copy-id i ~/.ssh/id_rsa.pub Verwaltung von Public Keys auf Client mittels ssh-agent und ssh-add möglich

26 (4) OpenSSH - Tunneling Weiterleitung beliebiger TCP-Verbindungen ngen über einen sicheren SSH-Tunnel Vorteile: Umgehen von Firewalls Verschlüsselung traditionell unsicherer Protokolle, ohne deren Anwendungen zu ändern Komprimierung des Datenstroms möglich

27 (4) OpenSSH - Tunneling Beispiel: HTTP tunneln (local forwarding -L) Standardfall: unverschlüsselt (kein Tunnel) Client Server Browser Internet 80 httpd

28 (4) OpenSSH - Tunneling ssh -L 8080:Server:80 oder ssh -L 8080:localhost:80 Client über SSH-Tunnel: verschlüsselt Server Internet ssh sshd 8080 Browser 80 httpd

29 (4) OpenSSH - Tunneling allgemeiner: ssh -L 8080:Webserver:80 Client ssh Browser Internet sicheres Netz 22 SSHserver sshd 80 httpd Webserver

30 (5) Schluss- bemerkungen, Links

31 (5) Links iki/ssh p p RFC

32 (5) Schlussbemerkungen SSH ist kein Sicherheits-Allheilmittel Gilt jedoch als sicher und ist vielfältig einsetzbar: Remote Systemadministration Sichere Dateitransfers Sichere TCP-Verbindungen Ist in Version 2 unersetzbar für Systemadministratoren

33 Ende

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