加密和安全
目录：
- 安全机制
- 安全算法
- gpg
- PKI和CA
- openssl
- 证书管理
- ssh服务和dropbear
- aide
- Sudo
- TCP Wrappers
- PAM模块。
1--[安全机制]
信息安全防护的目标 保密性 Confidentiality 完整性 Integrity 可用性 Usability 可控制性Controlability 不可否认性 Non-repudiation
安全防护环节 物理安全：各种设备/主机、机房环境
系统安全：主机或设备的操作系统
应用安全：各种网络服务、应用程序
网络安全：对网络访问的控制、防火墙规则 数据安全：信息的备份与恢复、加密解密
管理安全：各种保障性的规范、流程、方
安全设计原则：使用成熟的安全系统 以小人之心度输入数据 外部系统是不安全的 最小授权 减少外部接口 缺省使用安全模式 安全不是似是而非
从STRIDE思考 在入口处检查 从管理上保护好你的系统
2--[安全算法]
常用安全技术
认证
授权
安全通信
审计
密码算法和协议： 对称加密 公钥加密 单向加密 认证协议
Linux系统：OpenSSL, gpg(pgp协议的实现)
不安全的传统协议 • telnet、FTP、POP3等等；
不安全密码 • http、smtp、NFS等等；
不安全信息 • Ldap、NIS、rsh等等；不安全验证
对称加密：加密和解密使用同一个密钥
DES：Data Encryption Standard，56bits 3DES：
AES：Advanced (128, 192, 256bits) Blowfish，Twofish IDEA，RC6，CAST5
特性： 1、加密、解密使用同一个密钥，效率高 2、将原始数据分割成固定大小的块，逐个进行加密
缺陷： 1、密钥过多 2、密钥分发 3、数据来源无法确认
公钥加密：密钥是成对出现
公钥：公开给所有人；public key 私钥：自己留存，必须保证其私密性；secret key
特点：用公钥加密数据，只能使用与之配对的私钥解密；反之亦然
功能： 数字签名：主要在于让接收方确认发送方身份
对称密钥交换：发送方用对方的公钥加密一个对称密钥后发送给 对方
数据加密：适合加密较小数据
缺点：密钥长，加密解密效率低下
算法： RSA（加密，数字签名）,DSA（数字签名）,ELGamal
非对称加密：基于一对公钥/密钥对 • 用密钥对中的一个加密，另一个解密
实现加密： • 接收者 生成公钥/密钥对：P和S 公开公钥P，保密密钥S
• 发送者 使用接收者的公钥来加密消息M 将P(M)发送给接收者
• 接收者 使用密钥S来解密：M=S(P(M))
实现数字签名以确认身份:• 发送者 生成公钥/密钥对：P和S 公开公钥P，保密密钥S 使用密钥S来加密消息M 发送给接收者S(M)
• 接收者 使用发送者的公钥来解密M=P(S(M))
结合签名和加密
分离签名
单向散列：将任意数据缩小成固定大小的“指纹”
密钥交换：IKE（ Internet Key Exchange ）公钥加密： DH (Deffie-Hellman)：生成会话密钥
DH:
- 1、A: a,p 协商生成公开的整数a, 大素数p
- B: a,p
- 2、A:生成隐私数据 :x (x<p )，计算得出 a^x%p，发送给B
- B:生成隐私数据 :y,计算得出 a^y%p，发送给A
- 3、A:计算得出 [(a^y%p)^x] %p = a^xy%p，生成为密钥
- B:计算得出 [(a^x%p)^y] %p = a^xy%p，生成为密钥
3--[gpg]
1.使用gpg实现对称加密：gpg -c file ；输入密码；
2.在另一台主机上解密：gpg -o file -d file.gpg
3.使用gpg实现公钥加密：在hostB主机上用公钥加密，在hostA主机上解密
- 在hostA主机上生成公钥/私钥对 gpg --gen-key
- 在hostA主机上查看公钥 gpg --list-keys
- 在hostA主机上导出公钥root.pubkey gpg -a --export -o root.pubkey
- 从hostA主机上复制公钥文件到需加密的B主机上 scp root.pubkey hostB:
- 在需加密数据的hostB主机上生成公钥/私钥对 gpg --list-keys gpg --gen-key
- 在hostB主机上导入公钥 gpg --import root.pubkey gpg --list-keys
- 用从hostA主机导入的公钥，加密hostB主机的文件file,生成 file.gpg gpg -e -r mima file file file.gpg
- 复制加密文件到hostA主机 scp fstab.gpg hostA:
- 在hostA主机解密文件 gpg -d file.gpg gpg -o file -d file.gpg
- 删除公钥和私钥 gpg --delete-keys mima gpg --delete-secret-keys mima
4--[PKI和CA]
PKI: Public Key Infrastructure
- 签证机构： CA（Certificate Authority）
- 注册机构：RA
- 证书吊销列表：CRL
X.509：定义了证书的结构以及认证协议标准、 版本号、 序列号、 签名算法 、颁发者 、有效期限 、主体名称。
证书类型： 证书授权机构的证书 、服务器、 用户证书
获取证书两种方法：
• 使用证书授权机构 生成签名请求（csr ） 将csr发送给CA 从CA处接收签名
• 自签名的证书 自已签发自己的公钥
5--[openssl]
对称加密：
工具：openssl enc, gpg
算法：3des, aes, blowfish, twofish
enc命令：
帮助：man enc
加密： openssl enc -e -des3 -a -salt -in testfile -out testfile.cipher
解密： openssl enc -d -des3 -a -salt –in testfile.cipher -out testfile
生成用户密码：passwd命令：
帮助：man sslpasswd openssl passwd -1 -salt SALT(最多8位)
openssl passwd -1 –salt centos
生成随机数：
帮助：man sslrand
openssl rand -base64|-hex NUM NUM: 表示字节数；-hex时，每个字符为十六进制，相 当于4位二进制，出现的字符数为NUM*2
公钥加密：
算法：RSA, ELGamal
工具：gpg, openssl rsautl（man rsautl）
数字签名：
算法：RSA, DSA, ELGamal
密钥交换：
算法：dh
DSA: Digital Signature Algorithm
DSS：Digital Signature Standard
RSA：生成密钥对儿：
生成私钥 openssl genrsa -out /PATH/TO/PRIVATEKEY.FILE NUM_BITS
(umask 077; openssl genrsa –out test.key –des 2048)
从私钥中提取出公钥 openssl rsa -in PRIVATEKEYFILE –pubout –out PUBLICKEYFILE
Openssl rsa –in test.key –pubout –out test.key.pub
6--[证书管理]
创建私有CA： openssl的配置文件：/etc/pki/tls/openssl.cnf
三种策略：匹配、支持和可选
匹配指要求申请填写的信息跟CA设置信息必须一致，支持指必 须填写这项申请信息，可选指可有可无
1、创建所需要的文件 touch /etc/pki/CA/index.txt 生成证书索引数据库文件 echo 01 > /etc/pki/CA/serial 指定第一个颁发证书的序列号
2、 CA自签证书 生成私钥 cd /etc/pki/CA/ (umask 066; openssl genrsa -out /etc/pki/CA/private/cakey.pem 2048)
3、生成自签名证书 openssl req -new -x509 –key /etc/pki/CA/private/cakey.pem -days 7300 -out /etc/pki/CA/cacert.pem -new:
生成新证书签署请求 -x509: 专用于CA生成自签证书
-key: 生成请求时用到的私钥文件
-days n：证书的有效期限
-out /PATH/TO/SOMECERTFILE: 证书的保存路径
4、颁发证书
• A 在需要使用证书的主机生成证书请求 给web服务器生成私钥 (umask 066; openssl genrsa -out /etc/pki/tls/private/test.key 2048)
生成证书申请文件 openssl req -new -key /etc/pki/tls/private/test.key -days 365 -out etc/pki/tls/test.csr
• B 将证书请求文件传输给CA
• C CA签署证书，并将证书颁发给请求者 openssl ca -in /tmp/test.csr –out /etc/pki/CA/certs/test.crt -days 365
注意：默认国家，省，公司名称三项必须和CA一致
• D 查看证书中的信息： openssl x509 -in /PATH/FROM/CERT_FILE -noout -text|issuer|subject|serial|dates openssl ca -status
SERIAL 查看指定编号的证书状态
5、吊销证书
• A 在客户端获取要吊销的证书的serial openssl x509 -in /PATH/FROM/CERT_FILE -noout -serial -subject
• B 在CA上，根据客户提交的serial与subject信息，对比检验是 否与index.txt文件中的信息一致，吊销证书：
openssl ca -revoke /etc/pki/CA/newcerts/SERIAL.pem
• C 指定第一个吊销证书的编号 注意：第一次更新证书吊销列表前，才需要执行 echo 01 > /etc/pki/CA/crlnumber
• D 更新证书吊销列表 openssl ca -gencrl -out /etc/pki/CA/crl/crl.pem 查看crl文件： openssl crl -in /etc/pki/CA/crl/crl.pem -noout -text
7--[ssh服务和dropbear]
ssh: secure shell, protocol, 22/tcp, 安全的远程登录
具体的软件实现： OpenSSH: ssh协议的开源实现，CentOS默认安装
dropbear：另一个开源实现
两种方式的用户登录认证： 基于password
基于key
基于用户名口令登录验证原理：
基于key认证原理：
(1) 在客户端生成密钥对 ssh-keygen -t rsa [-P ''] [-f “~/.ssh/id_rsa"]
(2) 把公钥文件传输至远程服务器对应用户的家目录 ssh-copy-id [-i [identity_file]] [user@]host
(3) 测试
(4) 在SecureCRT或Xshell实现基于key验证 在SecureCRT工具—>创建公钥—>生成Identity.pub文件 转化为openssh兼容格式
（适合SecureCRT，Xshell不需要转化格式），并复制到需登录主机上相应文件authorized_keys中, 注意权限必须为600，
在需登录的ssh主机上执行： ssh-keygen -i -f Identity.pub >> .ssh/authorized_keys 47 基于key认证
(5)重设私钥口令： ssh-keygen –p
(6)验证代理（authentication agent）保密解密后的密钥 • 这样口令就只需要输入一次 • 在GNOME中，代理被自动提供给root用户
否则运行ssh-agent bash
(7)钥匙通过命令添加给代理 ssh-add
ssh客户端组件：ssh, 配置文件：/etc/ssh/ssh_config
Host PATTERN StrictHostKeyChecking no 首次登录不显示检查提示
格式：ssh [user@]host [COMMAND] ssh [-l user] host [COMMAND]
-p port：远程服务器监听的端口
-b:指定连接的源IP
-v:调试模式
-C：压缩方式
-X:支持x11转发
-Y:支持信任x11转发 ForwardX11Trusted yes
-t: 强制伪tty分配 ssh -t remoteserver1 ssh remoteserver2
其他工具：scp（传发文件）、rsync（增量备份转发文件）、sftp（基于数据安全加密的ftp）、pssh（方便批量处理的远程连接工具）
ssh最佳实践：不要使用默认端口
禁止使用protocol version 1
限制可登录用户
设定空闲会话超时时长
利用防火墙设置ssh访问策略
仅监听特定的IP地址
基于口令认证时，使用强密码策略 tr -dc A-Za-z0-9_ < /dev/urandom | head -c 30| xargs
使用基于密钥的认证
禁止使用空密码
禁止root用户直接登录
限制ssh的访问频度和并发在线数
做好日志，经常分析
ssh的另一种实现：dropbear
• 1、安装开发包组:
• 2、下载dropbear-2017.75.tar.bz2
• 3、tar xf dropbear-2017.75.tar.bz2
• 4、less INSTALL README
• 5、./configure
• 6、make PROGRAMS="dropbear dbclient dropbearkey dropbearconvert scp" （INSTALL）
• 7、make PROGRAMS="dropbear dbclient dropbearkey dropbearconvert scp" install 60 dropbear (INSTALL)
启动ssh服务： • 8、ls /usr/local/sbin/ /usr/local/bin/
• 9、/usr/local/sbin/dropbear -h
• 10、mkdir /etc/dropbear
• 11、dropbearkey -t rsa -f /etc/dropbear/dropbear_rsa_host_key -s 2048
• 12、dropbearkey -t dss -f /etc/dropbear/dropbear_dsa_host_key
• 13、dropbear -p :2222 -F –E #前台运行 dropbear -p :2222 #后台运行
客户端访问： • 14、ssh -p 2222 root@127.0.0.1
• 15、dbclient -p 2222 root@127.0.0.1
8--[AIDE]
AIDE(Adevanced Intrusion Detection Environment) • 高级入侵检测环境)是一个入侵检测工具，主要用途是检查文件的 完整性，
审计计算机上的那些文件被更改过了。 AIDE能够构造一个指定文件的数据库，它使用aide.conf作为其配 置文件。AIDE数据库能够保
存文件的各种属性，包括：权限 (permission)、索引节点序号(inode number)、所属用户(user)、 所属用户组(group)、文件大小、最
后修改时间(mtime)、创建时间 (ctime)、最后访问时间(atime)、增加的大小以及连接数。AIDE 还能够使用下列算法：sha1、md5、
rmd160、tiger，以密文形式 建立每个文件的校验码或散列号. • 这个数据库不应该保存那些经常变动的文件信息，例如：日志文件 、邮
件、/proc文件系统、用户起始目录以及临时目。aide也是一款免费的但功能也很强 大的工具。
安装 yum install aide
修改配置文件 vim /etc/aide.conf (指定对哪些文件进行检测)
/test/chameleon R
/bin/ps R+a /usr/bin/crontab R+a
/etc PERMS !/etc/mtab #“!”表示忽略这个文件的检查
R=p+i+n+u+g+s+m+c+md5 权限+索引节点+链接数+用 户+组+大小+最后一次修改时间+创建时间+md5校验值
NORMAL = R+rmd60+sha256
初始化默认的AIDE的库： /usr/local/bin/aide --init
生成检查数据库（建议初始数据库存放到安全的地方）
cd /var/lib/aide mv aide.db.new.gz aide.db.gz
检测： /usr/local/bin/aide --check
更新数据库 aide --update
9--[Sudo]
sudo能够授权指定用户在指定主机上运行某些命令。如果 未授权用户尝试使用 sudo，会提示联系管理员
sudo可以提供日志，记录每个用户使用sudo操作
sudo为系统管理员提供配置文件，允许系统管理员集中地 管理用户的使用权限和使用的主机
sudo使用时间戳文件来完成类似“检票”的系统，默认存 活期为5分钟的“入场券”
通过visudo命令编辑配置文件，具有语法检查功能 visudo –c 检查语法
配置文件：/etc/sudoers, /etc/sudoers.d/
时间戳文件：/var/db/sudo
日志文件：/var/log/secure
配置文件支持使用通配符glob： ？:任意单一字符 * ：匹配任意长度字符 [wxc]:匹配其中一个字符
[!wxc]:除了这三个字符的其它字符 \x : 转义 [[alpha]] :字母 示例： /bin/ls [[alpha]]*
配置文件规则有两类； 1、别名定义:不是必须的 2、授权规则:必须的
授权规则格式： 用户 登入主机=(代表用户) 命令
示例： root ALL=(ALL) ALL
格式说明： user: 运行命令者的身份 host: 通过哪些主机 (runas)：以哪个用户的身份 command: 运行哪些命令
10--[TCP Wrappers]
对有状态连接的特定服务进行安全检测并实现访问控制
以库文件形式实现
某进程是否接受libwrap的控制取决于发起此进程的程序在编 译时是否针对libwrap进行编译的
判断服务程序是否能够由tcp_wrapper进行访问控制的方法： ldd /PATH/TO/PROGRAM|grep libwrap.so
配置文件：/etc/hosts.allow, /etc/hosts.deny (帮助参考：man 5 hosts_access，man 5 hosts_options )
检查顺序：hosts.allow，hosts.deny（默认允许） 注意：一旦前面规则匹配，直接生效，将不再继续
基本语法: daemon_list@host: client_list [ :options :option… ]
Daemon_list@host格式 : 单个应用程序的二进制文件名，而非服务名，例如vsftpd 以逗号或空格分隔的应用程序文件名列表，
如 :sshd,vsftpd
ALL表示所有接受tcp_wrapper控制的服务程序
主机有多个IP，可用@hostIP来实现控制 如：in.telnetd@192.168.0.254
客户端Client_list格式 : 以逗号或空格分隔的客户端列表
基于IP地址：192.168.10.1 192.168.1.
基于主机名：www.magedu.com .magedu.com 较少用
基于网络/掩码：192.168.0.0/255.255.255.0
基于net/prefixlen: 192.168.1.0/24（CentOS7）
基于网络组（NIS 域）：@mynetwork
内置ACL：ALL，LOCAL，KNOWN，UNKNOWN， PARANOID
***EXCEPT用法： 示例：vsftpd: 172.16. EXCEPT 172.16.100.0/24 EXCEPT 172.16.100.1 76
示例：只允许192.168.1.0/24的主机访问sshd /etc/hosts.allow -----------(sshd: 192.168.1. /etc/hosts.deny sshd :ALL)
示例：只允许192.168.1.0/24的主机访问telnet和vsftpd服务 /etc/hosts.allow ---------(vsftpd,in.telnetd: 192.168.1. /etc/host.deny vsftpd,in.telnetd: ALL)
11--[PAM]
PAM:Pluggable Authentication Modules
认证库：文本文件，MySQL，NIS，LDAP等
PAM 是关注如何为服务验证用户的 API，通过提供一些动 态链接库和一套统一的API，将系统提供的服务和该服务的 认证方式分开,使得系统管理员
可以灵活地根据需要给不同 的服务配置不 同的认证方式而无需更改服务程序 一种认证框架，自身不做认证.
提供了对所有服务进行认证的中央机制，适用于login，远 程登录（telnet,rlogin,fsh,ftp,点对点协议（PPP）），su等 应用程序中。系统管理员通过
PAM配置文件来制定不同应 用 程序的不同认证策略；应用程序开发者通过在服务程序中使 用PAM API(pam_xxxx( ))来实现对认证方法的调用；而
PAM服务模块的开发者则利用PAM SPI来编写模块（主要是 引出一些函数pam_sm_xxxx( )供PAM接口库调用），将不 同的认证机制加入到系统中；
PAM接口库（libpam）则读取 配置文件，将应用程序和相应的PAM服务模块联系起来。
PAM架构：
PAM认证一般遵循这样的顺序：Service(服务)→PAM(配置文 件)→pam_*.so
PAM认证首先要确定那一项服务，然后加载相应的PAM的配 置文件(位于/etc/pam.d下)，最后调用认证文件(位于 /lib/security下)进行安全认证
PAM认证过程： 1.使用者执行/usr/bin/passwd 程序，并输入密码
2.passwd开始呼叫PAM模块，PAM模块会搜寻passwd程序的 PAM相关设定文件，这个设定文件一般是在/etc/pam.d/里 边的
与程序同名的文件，即PAM会搜 寻/etc/pam.d/passed 这个设置文件
3.经由/etc/pam.d/passwd设定文件的数据，取用PAM所提 供的相关模块来进行验证
4.将验证结果回传给passwd这个程序，而passwd这个程序会 根据PAM回传的结果决定下一个动作（重新输入密码或者通 过验证）
PAM相关文件 ----模块文件目录：/lib64/security/*.so
---- 环境相关的设置：/etc/security/
---- 主配置文件:/etc/pam.conf，默认不存在
---- 为每种应用模块提供一个专用的配置文件： /etc/pam.d/APP_NAME （注意：如/etc/pam.d存在，/etc/pam.conf将失效）
通用配置文件/etc/pam.conf格式 application type control module-path arguments
专用配置文件/etc/pam.d/* 格式 type control module-path arguments
说明： 服务名（application） telnet、login、ftp等，服务名字“OTHER”代表所有没 有在该文件中明确配置的其它服务
模块类型（module-type）
control PAM库该如何处理与该服务相关的PAM模块的成 功或失败情况
module-path 用来指明本模块对应的程序文件的路径名
Arguments 用来传递给该模块的参数
模块类型（module-type）-----Auth 账号的认证和授权
-----Account 与账号管理相关的非认证类的功能，如：用来限 制/允许用户对某个服务的访问时间，当前有效的系统资源
(最多可以有多少个用户)，限制用户的位置(例如：root用 户只能从控制台登录)
-----Password 用户修改密码时密码复杂度检查机制等功能
-----Session 用户获取到服务之前或使用服务完成之后需要进 行一些附加的操作，如：记录打开/关闭数据的信息，监视 目录等
-----type 表示因为缺失而不能加载的模块将不记录到系统日 志,对于那些不总是安装在系统上的模块有用
Control: PAM库如何处理与该服务相关的PAM模块成功或失败情况
两种方式实现： 简单和复杂
简单方式实现：一个关健词实现
required ：一票否决，表示本模块必须返回成功才能通过 认证，但是如果该模块返回失败，失败结果也不会立即通 知用户，
当-type中的所有模块全部执行完毕 再将失败结果返回给应用程序。即为必要条件
requisite ：一票否决，该模块必须返回成功才能通过认证， 但是一旦该模块返回失败，将不再执行同一type内的任何模 块，
而是直接将控制权返回给应用程序。是一个必要条件
sufficient ：一票通过，表明本模块返回成功则通过身份认 证的要求，不必再执行同一type内的其它模块，但如果本模 块
返回失败可忽略。即为充分条件
optional ：表明本模块是可选的，它的成功与否不会对身份 认证起关键作用，其返回值一般被忽略
include： 调用其他的配置文件中定义的配置信息。
module-path: 模块路径
相对路径： /lib64/security目录下的模块可使用相对路径 如：pam_shells.so、pam_limits.so
绝对路径： 模块通过读取配置文件完成用户对系统资源的使用控制 /etc/security/*.conf （注意：修改PAM配置文件将马上生效）
建议：编辑pam规则时，保持至少打开一个root会话，以防止 root身份验证错误 Arguments 用来传递给该模块的参数
