OpenSSH-SchlüsselverwaltungOpenSSH Key Management

Die meisten Authentifizierungen in Windows-Umgebungen erfolgen mit einem Paar aus Benutzername und Kennwort.Most authentication in Windows environments is done with a username-password pair. Dies funktioniert besonders gut bei Systemen, die eine gemeinsame Domäne verwenden.This works well for systems that share a common domain. Bei domänenübergreifenden Arbeiten wie beispielsweise zwischen lokalen und in der Cloud gehosteten Systemen gestaltet sich dies schon schwieriger.When working across domains, such as between on-premise and cloud-hosted systems, it becomes more difficult.

Im Vergleich dazu verwenden Linux-Umgebungen für die Authentifizierung häufig Paare aus einem öffentlichen und einem privaten Schlüssel.By comparison, Linux environments commonly use public-key/private-key pairs to drive authentication. OpenSSH enthält Tools zur Unterstützung dieser Authentifizierungsmethoden einschließlich der folgenden:OpenSSH includes tools to help support this, specifically:

  • ssh-keygen zum Generieren sicherer Schlüsselssh-keygen for generating secure keys
  • ssh-agent und ssh-add zum sicheren Speichern privater Schlüsselssh-agent and ssh-add for securely storing private keys
  • scp und sftp zum sicheren Kopieren öffentlicher Schlüssel bei der erstmaligen Verwendung eines Serversscp and sftp to securely copy public key files during initial use of a server

Dieses Dokument bietet eine Übersicht über die Verwendung dieser Tools unter Windows für die Schlüsselauthentifizierung mit SSH.This document provides an overview of how to use these tools on Windows to begin using key authentication with SSH. Wenn Sie mit der SSH-Schlüsselverwaltung nicht vertraut sind, empfehlen wir Ihnen dringend, das NIST-Dokument IR 7966 mit dem Titel „Security of Interactive and Automated Access Management Using Secure Shell (SSH)“ (Sicherheit der interaktiven und automatisierten Zugriffsverwaltung mit Secure Shell (SSH)) zu lesen.If you are unfamiliar with SSH key management, we strongly recommend you review NIST document IR 7966 titled “Security of Interactive and Automated Access Management Using Secure Shell (SSH).”

Informationen zu SchlüsselpaarenAbout key pairs

Schlüsselpaare verweisen auf die Dateien für öffentliche und private Schlüssel, die von bestimmten Authentifizierungsprotokollen verwendet werden.Key pairs refer to the public and private key files that are used by certain authentication protocols.

Bei der SSH-Authentifizierung mit öffentlichem Schlüssel werden asymmetrische Kryptografiealgorithmen verwendet, um zwei Schlüsseldateien (privat und öffentlich) zu generieren.SSH public-key authentication uses asymmetric cryptographic algorithms to generate two key files – one "private" and the other "public". Die Dateien des privaten Schlüssels entsprechen einem Kennwort und sollten unter allen Umständen gut geschützt werden.The private key files are the equivalent of a password, and should protected under all circumstances. Wenn jemand Ihren privaten Schlüssel erhält, kann sich diese Person bei jedem beliebigen SSH-Server anmelden, auf den Sie Zugriff haben.If someone acquires your private key, they can log in as you to any SSH server you have access to. Der öffentliche Schlüssel wird auf dem SSH-Server abgelegt und ggf. freigegeben, ohne dass dabei der private Schlüssel kompromittiert wird.The public key is what is placed on the SSH server, and may be shared without compromising the private key.

Bei Verwendung der Schlüsselauthentifizierung mit einem SSH-Server vergleichen der SSH-Server und der SSH-Client den öffentlichen Schlüssel für den Benutzernamen, der für den privaten Schlüssel bereitgestellt wird.When using key authentication with an SSH server, the SSH server and client compare the public key for username provided against the private key. Wenn der öffentliche Schlüssel nicht anhand des clientseitigen privaten Schlüssels überprüft werden kann, schlägt die Authentifizierung fehl.If the public key cannot be validated against the client-side private key, authentication fails.

Die mehrstufige Authentifizierung kann mit Schlüsselpaaren implementiert werden, indem gefordert wird, dass eine Passphrase angegeben wird, wenn das Schlüsselpaar generiert wird (siehe Schlüsselgenerierung unten).Multi-factor authentication may be implemented with key pairs by requiring that a passphrase be supplied when the key pair is generated (see key generation below). Während der Authentifizierung wird der Benutzer zur Eingabe dieser Passphrase aufgefordert. Diese wird zusammen mit dem privaten Schlüssel auf dem SSH-Client verwendet, um den Benutzer zu authentifizieren.During authentication the user is prompted for the passphrase, which is used along with the presence of the private key on the SSH client to authenticate the user.

Generierung des HostschlüsselsHost key generation

Öffentliche Schlüssel weisen bestimmte ACL-Anforderungen auf, die unter Windows nur den Zugriff auf Administratoren und das System erlauben.Public keys have specific ACL requirements that, on Windows, equate to only allowing access to administrators and System. Folgende Maßnahmen dienen hierbei der Vereinfachung:To make this easier,

  • Das PowerShell-Modul „OpenSSHUtils“ wurde erstellt, um die Schlüssel-ACLs ordnungsgemäß festzulegen. Es muss auf dem Server installiert werden.The OpenSSHUtils PowerShell module has been created to set the key ACLs properly, and should be installed on the server
  • Bei der ersten Verwendung von SSHD wird das Schlüsselpaar für den Host automatisch generiert.On first use of sshd, the key pair for the host will be automatically generated. Wenn „ssh-agent“ ausgeführt wird, werden die Schlüssel automatisch dem lokalen Speicher hinzugefügt.If ssh-agent is running, the keys will be automatically added to the local store.

Führen Sie über eine PowerShell-Eingabeaufforderung mit erhöhten Rechten die folgenden Befehle aus, um die Authentifizierung mit dem SSH-Server zu vereinfachen:To make key authentication easy with an SSH server, run the following commands from an elevated PowerShell prompt:


# Install the OpenSSHUtils module to the server. This will be valuable when deploying user keys.
Install-Module -Force OpenSSHUtils -Scope AllUsers

# Start the ssh-agent service to preserve the server keys
Start-Service ssh-agent

# Now start the sshd service
Start-Service sshd

Da dem SSHD-Dienst kein Benutzer zugeordnet ist, werden die Hostschlüssel unter „\ProgramData\ssh“ gespeichert.Since there is no user associated with the sshd service, the host keys are stored under \ProgramData\ssh.

Generierung des BenutzerschlüsselsUser key generation

Sie müssen für den Client zunächst einige Schlüsselpaare aus öffentlichen und privaten Schlüsseln generieren, um die schlüsselbasierte Authentifizierung verwenden zu können.To use key-based authentication, you first need to generate some public/private key pairs for your client. Verwenden Sie in PowerShell oder cmd „ssh-keygen“, um einige Schlüsseldateien zu generieren.From PowerShell or cmd, use ssh-keygen to generate some key files.

cd ~\.ssh\
ssh-keygen

Anschließend sollte in etwa Folgendes angezeigt werden („Benutzername“ wird dabei durch Ihren Benutzernamen ersetzt):This should display something like the following (where "username" is replaced by your user name)

Generating public/private ed25519 key pair.
Enter file in which to save the key (C:\Users\username\.ssh\id_ed25519):

Sie können die EINGABETASTE drücken, um die Standardeinstellung zu übernehmen, oder einen Pfad angeben, in dem die Schlüssel generiert werden sollen.You can hit Enter to accept the default, or specify a path where you'd like your keys to be generated. An diesem Punkt werden Sie aufgefordert, eine Passphrase zum Verschlüsseln der Dateien für den privaten Schlüssel zu verwenden.At this point, you'll be prompted to use a passphrase to encrypt your private key files. Zusammen mit der Schlüsseldatei kann mit der Passphrase die zweistufige Authentifizierung bereitgestellt werden.The passphrase works with the key file to provide 2-factor authentication. In diesem Beispiel wird die Passphrase leer gelassen.For this example, we are leaving the passphrase empty.

Enter passphrase (empty for no passphrase): 
Enter same passphrase again: 
Your identification has been saved in C:\Users\username\.ssh\id_ed25519.
Your public key has been saved in C:\Users\username\.ssh\id_ed25519.pub.
The key fingerprint is: 
SHA256:OIzc1yE7joL2Bzy8!gS0j8eGK7bYaH1FmF3sDuMeSj8 username@server@LOCAL-HOSTNAME

The key's randomart image is:
+--[ED25519 256]--+
|        .        |
|         o       |
|    . + + .      |
|   o B * = .     |
|   o= B S .      |
|   .=B O o       |
|  + =+% o        |
| *oo.O.E         |
|+.o+=o. .        |
+----[SHA256]-----+

Nun haben Sie ein ED25519-Schlüsselpaar aus öffentlichen und privaten Schlüsseln (die PUB-Dateien sind öffentliche Schlüssel, und die übrigen sind private Schlüssel):Now you have a public/private ED25519 key pair (the .pub files are public keys and the rest are private keys):

Mode                LastWriteTime         Length Name
----                -------------         ------ ----
-a----        9/28/2018  11:09 AM           1679 id_ed25519
-a----        9/28/2018  11:09 AM            414 id_ed25519.pub

Beachten Sie, dass die Dateien des privaten Schlüssels dem Kennwort entsprechen und daher auf dieselbe Weise geschützt werden müssen wie Ihr Kennwort.Remember that private key files are the equivalent of a password should be protected the same way you protect your password. Verwenden Sie hierfür „ssh-agent“, um die privaten Schlüssel innerhalb eines sicheren Windows-Sicherheitskontexts zu speichern, der Ihrem Windows-Anmeldenamen zugeordnet ist.To help with that, use ssh-agent to securely store the private keys within a Windows security context, associated with your Windows login. Starten Sie hierzu den „ssh-agent“-Dienst als Administrator, und verwenden Sie „ssh-add“, um den privaten Schlüssel zu speichern.To do that, start the ssh-agent service as Administrator and use ssh-add to store the private key.

# Make sure you're running as an Administrator
Start-Service ssh-agent

# This should return a status of Running
Get-Service ssh-agent

# Now load your key files into ssh-agent
ssh-add ~\.ssh\id_ed25519

Nachdem Sie diese Schritte ausgeführt haben, ruft „ssh-agent“ immer automatisch den privaten Schlüssel ab und übergibt ihn an Ihren SSH-Client, wenn für die Authentifizierung dieses Clients ein privater Schlüssel erforderlich ist.After completing these steps, whenever a private key is needed for authentication from this client, ssh-agent will automatically retrieve the local private key and pass it to your SSH client.

Hinweis

Es wird dringend empfohlen, dass Sie den privaten Schlüssel an einem sicheren Speicherort verwahren und aus dem lokalen System löschen, nachdem Sie ihn zu „ssh-agent“ hinzugefügt haben.It is strongly recommended that you back up your private key to a secure location, then delete it from the local system, after adding it to ssh-agent. Der private Schlüssel kann nicht vom Agent abgerufen werden.The private key cannot be retrieved from the agent. Wenn Sie keinen Zugriff mehr auf den privaten Schlüssel haben, müssten Sie ein neues Schlüsselpaar erstellen und den öffentlichen Schlüssel auf allen Systemen aktualisieren, mit denen Sie interagieren.If you lose access to the private key, you would have to create a new key pair and update the public key on all systems you interact with.

Bereitstellen des öffentlichen SchlüsselsDeploying the public key

Der öffentliche Schlüssel muss auf dem Server in einer Textdatei namens authorized_keys unter „Benutzer\Benutzername\.ssh.“ platziert werden, um den oben erstellten Schlüssel zu verwenden.To use the user key that was created above, the public key needs to be placed on the server into a text file called authorized_keys under users\username.ssh. Das OpenSSH-Tool umfasst mit scp ein sicheres Dienstprogramm für den Dateitransfer.The OpenSSH tools include scp, which is a secure file-transfer utility, to help with this.

Auf diese Weise verschieben Sie den Inhalt Ihres öffentlichen Schlüssels (~.ssh\id_ed25519.pub) in eine Textdatei namens „authorized_keys“ in „~.ssh\“ auf Ihrem Server/Host.To move the contents of your public key (~.ssh\id_ed25519.pub) into a text file called authorized_keys in ~.ssh\ on your server/host.

In diesem Beispiel wird die Funktion „Repair-AuthorizedKeyPermissions“ im OpenSSHUtils-Modul verwendet, das wie in den obigen Anweisungen beschrieben auf dem Host installiert wurde.This example uses the Repair-AuthorizedKeyPermissions function in the OpenSSHUtils module which was previously installed on the host in the instructions above.

# Make sure that the .ssh directory exists in your server's home folder
ssh user1@domain1@contoso.com mkdir C:\users\user1\.ssh\

# Use scp to opy the public key file generated previously to authorized_keys on your server
scp C:\Users\user1\.ssh\id_ed25519.pub user1@domain1@contoso.com:C:\Users\user1\.ssh\authorized_keys

# Appropriately ACL the authorized_keys file on your server  
ssh --% user1@domain1@contoso.com powershell -c $ConfirmPreference = 'None'; Repair-AuthorizedKeyPermission C:\Users\user1\.ssh\authorized_keys

Mit diesen Schritten wird die Konfiguration vervollständigt, die für die Verwendung der schlüsselbasierten Authentifizierung mit SSH unter Windows erforderlich ist.These steps complete the configuration required to use key-based authentication with SSH on Windows. Danach kann der Benutzer von jedem Client, der über den privaten Schlüssel verfügt, eine Verbindung mit dem SSHD-Host herstellen.After this, the user can connect to the sshd host from any client that has the private key.