OpenSSH 密钥管理

ssh-agent简介

ssh-agent 是专为既令人愉快又安全的处理 RSA 和 DSA 密钥而设计的特殊程序,它包括在 OpenSSH分发内(请参阅 本系列文章的第 1 部分以得到关于 RSA 和 DSA 认证的介绍)。不同于 ssh , ssh-agent 是个长时间持续运行的守护进程(daemon),设计它的唯一目的就是对解密的专用密钥进行高速缓存。

ssh 包含的内建支持允许它同 ssh-agent 通信,允许 ssh 不必每次新连接时都提示您要密码才能获取解密的专用密钥。对于 ssh-agent ,您只要使用 ssh-add 把专用密钥添加到 ssh-agent 的高速缓存中。这是个一次性过程;用过 ssh-add 之后, ssh 将从 ssh-agent 获取您的专用密钥,而不会提示要密码短语来烦您了。

使用ssh-agent

让我们看一下整个 ssh-agent 密钥高速缓存系统的工作过程。 ssh-agent 启动时,在脱离 shell(外壳程序)并继续在后台运行之前它会输出一些重要的环境变量。以下是 ssh-agent开始时生成的输出的一些示例:

% ssh-agent
SSH_AUTH_SOCK=/tmp/ssh-XX4LkMJS/agent.26916; export SSH_AUTH_SOCK;
SSH_AGENT_PID=26917; export SSH_AGENT_PID;
echo Agent pid 26917;

正如您所看到的,事实上 ssh-agent 的输出是一系列 bash 命令;如果这些命令被执行,则将设置两个环境变量:SSH_AUTH_SOCK 和 SSH_AGENT_PID。内含的 export 命令使这些环境变量对之后运行的任何附加命令都可用。唔, 如果 shell 真对这些行进行计算,这一切才会发生,但是此时它们只是被打印到标准输出(stdout)而已。要使之确定,我们可以象下面这样调用 ssh-agent :

eval `ssh-agent`

这个命令先让 bash 运行 ssh-agent 后对 ssh-agent 的输出进行计算。shell 以这种调用方式(使用反引号,而不是普通的单引号)设置并导出 SSH_AGENT_PID 及 SSH_AUTH_SOCK 变量,使这些变量对于您在登录会话期间启动的所有新进程都可用。

启动 ssh-agent 的最佳方式就是把上面这行添加到您的 ~/.bash_profile 中;这样,在您的登录 shell 中启动的所有程序都将看到环境变量,而且能够定位 ssh-agent ,并在需要的时候向其查询密钥。尤其重要的环境变量是 SSH_AUTH_SOCK;SSH_AUTH_SOCK 包含有 ssh 和 scp 可以用来同 ssh-agent 建立对话的 UNIX 域套接字的路径。

使用ssh-add

但是 ssh-agent 启动时高速缓存当然是空的,里面不会有解密的专用密钥。在我们真能使用 ssh-agent 之前,首先还需要使用 ssh-add 命令把我们的专用密钥添加到 ssh-agent 的高速缓存中。下面的示例中,我使用 ssh-add 把我的 ~/.ssh/identity 专用 RSA 密钥添加到 ssh-agent 的高速缓存中:

# ssh-add ~/.ssh/identity
Need passphrase for /home/drobbins/.ssh/identity
Enter passphrase for /home/drobbins/.ssh/identity 
(enter passphrase)

正如您所看到的, ssh-add 要我的密码短语来对专用密钥进行解密并存储在 ssh-agent 的高速缓存中以备使用。一旦您已经用 ssh-add 把专用密钥(或多个密钥)添加到 ssh-agent的高速缓存中, 在当前的 shell 中(如果您在 ~/.bash_profile 中启动 ssh-agent ,情况应当是这样)定义 SSH_AUTH_SOCK,那么您可以使用 scp 和 ssh 同远程系统建立连接而不必提供密码短语。

ssh-agent不足

ssh-agent 确实棒,但是其缺省配置还是会留给我们一些小小的不便。让我们来看一下这些不足吧。

首先,~/.bash_profile 中的 eval `ssh-agent` 使每次登录会话都会启动一个新的 ssh-agent 副本;这不仅仅是有一丁点儿浪费,而且还意味着您得使用 ssh-add 向每个新的 ssh-agent 副本添加专用密钥。如果您只想打开系统上的一个终端或控制台,这没什么大不了的,但是我们中大多数人打开相当多的终端,每次新打开控制台都需要键入密码短语。从技术角度讲,既然一个 ssh-agent 进程的确应当足够了,要是我们还需这样做,这毫无道理。

有关 ssh-agent 的缺省设置的另外一个问题是它同 cron 作业不兼容。由于 cron 作业是 cron 进程启动的,这些作业无法从它们的环境中继承 SSH_AUTH_SOCK 变量,因而也无从知道 ssh-agent 进程正在运行以及如何同它联系。事实证明这个问题也是可以修补的。

开始用到 keychain

为了解决这些问题,我编写了一个有用的 ssh-agent 前端,它基于 bash,叫做 keychain 。 keychain 的特别之处在于它允许 每个系统使用一个 ssh-agent 进程,而非每次登录会话。这意味着您只需对每个专用密钥执行一次 ssh-add ,就一次。正如我们稍后将要看到的一样, keychain 甚至有助于优化 ssh-add ,而这只要它试图向那些正在运行的 ssh-agent添加其高速缓存中没有的专用密钥。

以下对 keychain 如何工作从头到尾浏览一遍。从 ~/.bash_profile 中启动时, keychain 将首先查看 ssh-agent 是否已经在运行了。如果没有,它就启动 ssh-agent 并把重要的 SSH_AUTH_SOCK 和 SSH_AGENT_PID 变量记录在 ~/.ssh-agent 文件中,一方面为了安全而保存,另一方面也是为了以后的使用。这是启动 keychain 的最佳途径;同使用平淡无奇的老式 ssh-agent 一样,我们在 ~/.bash_profile 内部执行必要的配置:

#!/bin/bash
#example ~/.bash_profile file
/usr/bin/keychain ~/.ssh/id_rsa
#redirect ~/.ssh-agent output to /dev/null to zap the annoying
#"Agent PID" message
source ~/.ssh-agent > /dev/null

正如您所看到的,对于 keychain 我们用 source 命令读入并执行 ~/.ssh-agent 文件,而不是象我们直接使用 ssh-agent 时所做的对输出进行计算。但是,结果是一样的:定义了非常重要的 SSH_AUTH_SOCK,而且正运行 ssh-agent 以备使用。同时,因为 SSH_AUTH_SOCK 被记录在 ~/.ssh-agent 里,只要用 source 命令读入并执行 ~/.ssh-agent 文件,就可以轻易的把我们的 shell 脚本及 cron 作业同 ssh-agent 连接起来。 keychain 本身也利用了这个文件;您应该记住 keychain 启动时,它会查看现有的 ssh-agent 是否正在运行。如果是,则它使用 ~/.ssh-agent 文件来获得适当的 SSH_AUTH_SOCK 设置,这样就使 keychain 能使用现有的代理程序而不必新启动一个。只有在 ~/.ssh-agent 文件无效(指向一个不存在的 ssh-agent )或 ~/.ssh-agent 文件本身不存在时, keychain 才会启动新的 ssh-agent 进程。

安装 keychain

http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/security/openssh/part1/index.html

http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/security/openssh/part2/

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