第12章 OpenSSH

SSH (Secure Shell) は、クライアント/サーバーアーキテクチャーを使用する 2 つのシステム間でのセキュアな通信を容易にし、ユーザーがリモートでサーバーホストシステムにログインできるようにするプロトコルです。FTPTelnet などの他のリモート通信プロトコルとは異なり、SSH はログインセッションを暗号化するため、侵入者が接続して暗号化されていないパスワードを入手するのが困難になります。

ssh プログラムは、telnetrsh などのリモートホストへのログインに使用される、旧式で、セキュリティー保護が十分でない端末アプリケーションに代わるものとして設計されています。また、scp と呼ばれる関連プログラムが、ホスト間でファイルをコピーするために設計された rcp などの旧式プログラムの代わりとなります。このような旧式アプリケーションは、クライアントとサーバーとの間で送信するパスワードを暗号化しないため、可能な限り使用しないようにしてください。リモートシステムへのログインにセキュアな方法を使用することで、クライアントシステムとリモートホストの両方に対するリスクが低減されます。

Red Hat Enterprise Linux には、一般的な openssh パッケージと、OpenSSH のサーバー (openssh-server) およびクライアント (openssh-clients) のパッケージが含まれます。OpenSSH パッケージには、OpenSSL パッケージ (openssl-libs) が必要です。このパッケージは、重要な暗号化ライブラリーをインストールし、暗号化通信を提供する OpenSSH を有効にします。

12.1. SSH プロトコル

12.1.1. SSH を使用する理由

潜在的な侵入者は、ネットワークトラフィックの中断、傍受、経路変更を可能にする様々なツールを自由に駆使して、システムに侵入します。一般的には、これらの脅威は以下のとおり分類できます。

2 つのシステム間の通信の傍受

攻撃者は、ネットワーク上で通信を行う二者の間のどこかに潜み、両者間で渡される情報をコピーしている可能性があります。攻撃者は情報を傍受して保持する、または情報を改ざんして元の受信者に送信する場合があります。

このような攻撃は、通常 パケットスニファー を使用して行われます。パケットスニファーは、ネットワークを通過する各パケットをキャプチャーしてその内容を分析する、ごく一般的なネットワークユーティリティーです。

特定のホストの偽装

攻撃者のシステムは、送信の対象となる受信者を装うように設定されます。これに成功すると、ユーザーのシステムは不正なホストと通信していることに気がつかないままとなります。

この攻撃は、DNS ポイズニング として知られる手法か、IP スプーフィング と呼ばれる手法を用いて実行されます。前者の場合、侵入者はクラックされた DNS サーバーを使用して、クライアントシステムを不当に複製されたホストへ指定します。後者の場合、侵入者は、信頼されたホストから送信されたように見せかけた偽装ネットワークパケットを送信します。

いずれの手法でも、潜在的な機密情報を傍受することが可能です。その傍受が悪意のある理由で行われる場合には、多大な損害をもたらしかねません。リモートシェルログインとファイルコピー用に SSH を使用すると、こうしたセキュリティーの脅威を大幅に軽減できます。これは、SSH クライアントとサーバーがデジタル署名を使用してそれぞれの ID を確認するためです。さらに、クライアントシステムとサーバーシステムとの間の通信はすべて暗号化されます。各パケットはローカルシステムとリモートシステムのみに知られている鍵を使用して暗号化されるため、通信のいずれか一方の ID をスプーフィングする試みは成功しません。

12.1.2. 主な特長

SSH プロトコルは、以下のような保護手段を提供します。

対象のサーバーになりすますことができない
クライアントは、初回接続後に、以前接続したサーバーと同じサーバーに接続していることを確認できます。
認証情報の取得ができない
クライアントは、強力な 128 ビット暗号化を使用して、サーバーへ認証情報を送信します。
通信の傍受ができない
セッション中に送受信された全データは、128 ビット暗号化を使用して転送されるため、傍受された送信データの暗号解読と読み取りは非常に困難になります。

さらに、以下のようなオプションも提供されます。

ネットワーク上でグラフィカルアプリケーションを使用するセキュアな手段を提供する
クライアントは、X11 転送 と呼ばれる手法を使用して、サーバーから X11 (X Window System) アプリケーションを転送できます。
セキュアでないプロトコルをセキュアにする手段を提供する
SSH プロトコルは、送受信するものをすべて暗号化します。SSH サーバーは、ポート転送 と呼ばれる技術を使用して、POP のようなセキュアではないプロトコルをセキュアにし、システムとデータ全体のセキュリティーを強化できます。
セキュアなチャンネルを作成する
OpenSSH サーバーとクライアントは、サーバーマシンとクライアントマシンとの間のトラフィックに対して、仮想プライベートネットワークに似たトンネルを作成するように設定できます。
Kerberos 認証をサポートする
OpenSSH サーバーとクライアントは、Kerberos ネットワーク認証プロトコルの GSSAPI (Generic Security Services Application Program Interface: 汎用セキュリティーサービス API) 実装を使用して認証を行うように設定できます。

12.1.3. プロトコルのバージョン

現在、SSH にはバージョン 1 とバージョン 2 があります。Red Hat Enterprise Linux 7 の OpenSSH スイートは、SSH バージョン 2 を使用します。バージョン 1 の既知の不正使用の影響を受けない、強化された鍵交換アルゴリズムを備えています。Red Hat Enterprise Linux 7 では、OpenSSH スイートはバージョン 1 の接続に対応していません。

12.1.4. SSH 接続のイベントシーケンス

以下に挙げる一連のイベントは、2 つのホスト間で行われる SSH 通信の整合性を保護するのに役立ちます。

  1. 暗号化ハンドシェイクが行われ、クライアントが正しいサーバーと通信していることを確認できます。
  2. クライアントとリモートホストとの間の接続のトランスポート層が、対称暗号方式を使用して暗号化されます。
  3. クライアントが、サーバーに対して自己認証します。
  4. クライアントは、暗号化された接続でリモートホストと対話します。

12.1.4.1. トランスポート層

トランスポート層の主な役割は、認証時とその後の通信中に、2 つのホスト間の通信を簡単に安全でセキュアなものにすることです。トランスポート層は、データの暗号化と復号を処理し、データパケットの送受信時にその整合性を保護することでその役割を果たします。また、トランスポート層は、情報を圧縮して転送を高速にします。

SSH クライアントがサーバーに接続すると鍵情報が交換されるため、両システムでトランスポート層が適正に構築できます。以下は、こうした鍵情報の交換中に発生する手順です。

  • 鍵を交換する
  • 公開鍵暗号化アルゴリズムが決定する
  • 対称暗号化アルゴリズムが決定する
  • メッセージ認証アルゴリズムが決定する
  • ハッシュアルゴリズムが決定する

鍵交換の間、サーバーは一意の ホスト鍵 を用いて、クライアントに対して自己識別を行います。クライアントがこの特定のサーバーと過去に通信したことがなければ、クライアントはサーバーのホスト鍵を知らないため、接続が成立しません。OpenSSH は、この問題に対処するためにサーバーのホスト鍵を承認します。これは、ユーザーが通知を受けて新規のホスト鍵を受け取り、検証した後に行われます。それ以降の接続では、サーバーのホスト鍵が、クライアント上に保存されているバージョンと照合され、クライアントが実際に目的のサーバーと通信していることを確信できます。この後、ホスト鍵が一致しなくなった場合は、接続前にクライアントに保存してあるバージョンをユーザーが削除する必要があります。

警告

ローカルシステムは、対象サーバーと攻撃者が設定した偽サーバーとの違いを認識しないため、攻撃者は初回コンタクト中に SSH サーバーをマスカレードすることが可能です。この問題を防ぐために、初回接続の前かホスト鍵の不一致が発生した場合には、サーバー管理者へ連絡して新しい SSH サーバーの整合性を確認してください。

SSH は、ほとんどすべての公開鍵アルゴリズムまたはエンコード形式に対応するように設計されています。初回の鍵交換で、交換に使用されるハッシュ値と共有秘密値が作成されると、2 つのシステムは新しい鍵とアルゴリズムの計算を直ちに開始して、認証と、今後の接続で送信されるデータを保護します。

所定の鍵とアルゴリズムを使用して一定量のデータ (正確な量は SSH 実装により異なる) が送信された後に、もう 1 回鍵交換が行われてハッシュ値と新しい共有秘密値の別のセットが生成されます。攻撃者がハッシュ値と共有秘密値を判別できたとしても、その情報が役に立つのは限られた時間のみです。

12.1.4.2. 認証

トランスポート層が、2 つのシステム間で情報を渡すためのセキュアなトンネルを構築すると、サーバーは、秘密鍵でエンコードされた署名の使用やパスワードの入力など、サポートされている別の認証方法をクライアントに伝えます。次に、クライアントが、対応しているいずれかの方法を使用して、サーバーに対して自己認証を試みます。

SSH サーバーとクライアントは、異なるタイプの認証を採用するように設定できるため、双方の制御が最適化されます。サーバーは、そのセキュリティーモデルに基づいて、対応する暗号化方法を決定できます。クライアントは、利用可能なオプションの中から、試行する認証方法の順番を選択できます。

12.1.4.3. チャンネル

SSH トランスポート層での認証に成功すると、多重化 と呼ばれる手法により複数のチャンネルが開きます。[1].これらの各チャンネルは、異なるターミナルセッションと、転送された X11 セッションの通信を処理します。

クライアントとサーバーの両方で、新しいチャンネルを作成できます。その後、各接続の両端に、別々の番号が割り当てられます。クライアントが新しいチャンネルを開こうとする際、要求と共にチャンネル番号を送信します。この情報はサーバーにより保存され、そのチャンネルに通信を移動するのに使用されます。これは、異なるタイプのセッションが相互に影響しないように、あるセッションの終了時にそのチャンネルが SSH による一次接続を停止せずに閉じることができるようにするためです。

また、チャンネルは フロー制御 にも対応しているため、規則的な方法でデータを送受信できます。この方法では、チャンネルが開いているというメッセージをクライアントが受信するまで、チャンネルでデータが送信されません。

クライアントが要求するサービスのタイプと、ユーザーがネットワークに接続される方法に応じて、クライアントとサーバーは、各チャンネルの特性を自動的にネゴシエートします。これにより、プロトコルの基本インフラストラクチャーを変更しなくても、異なるタイプのリモート接続を非常に柔軟に処理できます。



[1] 多重接続は、共有されている共通のメディアで送信されるいくつかのシグナルで構成されます。SSH により、異なるチャンネルが共通のセキュアな接続で送信されます。

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