Le protocole SSH (Secure Shell)

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1 Solution transparente pour la constitution de réseaux privés virtuels (RPV) INEO.VPN Le protocole SSH (Secure Shell) Tous droits réservés à INEOVATION. INEOVATION est une marque protégée

2 PLAN Introduction Bénéfice de SSH L architecture de SSH v2 SSH v1 vs SSH v2 La couche transport SSH (SSH-TRANS) La couche d authentification (SSH-AUTH) La couche de connexion SSH (SSH-CONN) La phase d initialisation de SSH v2 Les méthodes d authentification avec SSH Les fonctionnalités de SSH Les limites du protocole SSH L avenir de l exploitation du protocole SSH 19/04/ :54

3 Introduction (1/2) SSH Secure Shell est développé pour remplacer l accès non-sécurisé des r-commandes de Unix Les r-commandes (rlogin, rcp, rsh) Les mots de passe à «usage unique» Telnet avec chiffrement Début du travaille en 1995 développé par Tatu Ylönen, chercheur dans le laboratoire informatique de l Université de Helsinki 19/04/ :54

4 Introduction (2/2) Fait en 2 version, la version 2 est une réécriture complète de SSHv1( v1.3 et v1.5), c est la version 2 qui a été accepter comme draft a l IETF. Actuellement V2 est en cours de normalisation à l IETF par le groupe SECSH (http://www.ietf.org/html.charters/secsh-charter.html) SSH est un protocole couche transport qui travaille au dessus de TCP est qui utilise la port 22 19/04/ :54

5 Bénéfice de SSH Connexion à distance ( remplacement sécurisé de rlogin, rsh, rcp et telnet) Évité la circulation du mot de passe en clair sur le réseau Authentification des machines et des clients Redirection des sessions X11 Redirection de tous flux TCP dans le «tunnel» de la session Chiffrement ou même compression de cette session Utilisations des infrastructure de certification (SPKI, X509,..) Implémentation très simple. 19/04/ :54

6 L architecture de SSH v2 Le groupe de travail à l IETF qui s occupe de Secure Shell (SECSH WG), dirigé par Bill Sommerfeld, est alors lancé. En 1997, ce groupe a fourni le premier draft IETF pour le protocole SSH v2. En 2006, il a réussi à normaliser le protocole SSH sous forme de trois «couches» : 1. SSH Transport Layer Protocol (SSH-TRANS) [RFC 4253] ; 2. SSH Authentication Protocol (SSH-AUTH) [RFC 4252] ; 3. SSH Connection Protocol (SSH-CONN) [RFC 4254].

7 L architecture de SSHv2 Les sous protocole de SSH v2 Couche Transport Authentification Connexion Description Authentification du serveur, négociation des algorithmes, mise en place d une clef de session, intégrité et confidentialité des données, compression, identification de session Authentification du client (clef publique, mot de passe, clef d hôte), changement du mot de passe Transfert de port TCP et transfert X, Transfert d agent d authentification Gestion des sessions interactives, Exécution de programmes distants Contrôle de flux, Gestion des terminaux (modes et tailles des fenêtres) Compression des données

8 C est quoi la différence entre SSH v1 et SSH v2? SSHv1 SSHv2 Un seul protocole monolithique Séparation des protocoles de transport, d authentification et de connexion Un seul canal de données par session SSH Nombre indéterminé de canaux de données par session SSH Vérification faible de l intégrité Vérification cryptographique forte de l intégrité - Possibilité de modifier le mot de passe Mêmes algorithmes et clefs utilisés dans Les algorithmes de chiffrement, de calcul de contrôle les deux sens de la communication cryptographique et de compression sont négociés séparément pour chaque sens de communication, avec des clefs indépendantes Encodage fixé interdisant tout ajout de Schéma de noms des algorithmes/protocoles extensible, nouveaux choix d algorithmes permettant d intégrer de nouveaux choix d algorithmes tout en préservant l interopérabilité Confidentialité de la clé de session Mise en place d une clé de session basée sur Diffietransmise sur le réseau par la clef du serveur Hellman uniquement et donc inutilité de la clef du serveur SSH - Reconnaissance des certificats de clefs publiques Méthodes d authentification des utilisateurs : - Clef publique (RSA), RHostsRSA, - Mot de passe - Rhosts (à l image de rsh dans Unix) - Kerberos (à base de tickets) Une seule forme d authentification par session Méthodes d authentification des utilisateurs : - Clef publique (RSA, DSA, OpenPGP) associée à une machine, - Mot de passe - Clef d Hôte (clef asymétrique permettant d identifier les hôtes exécutant SSH, ou les instances du serveur SSH de la machine elle même) Plusieurs méthodes d authentification sont configurables pour un même utilisateur pour un même accès et le choix est fait lors de la phase d initialisation (cf. section 2.2) L authentification RhostsRSA est liée à En principe, l authentification basée sur l hôte est l adresse de l hôte client, ce qui limite indépendante de l adresse réseau du client et peut ainsi son utilité fonctionner avec des mandataires, des clients mobiles, etc. - Renouvellement périodique des clefs de session

9 La couche transport SSH (SSH-TRANS) C est sur cette couche que reposent les deux autres couches SSH. SSH-TRANS fournit l'authentification du serveur, la confidentialité et l'intégrité des données au moyen d'un chiffrement symétrique. Elle fournit en option la compression des données de session en utilisant le mécanisme zlib (LZ77) défini dans les IETF RFC 1950 et Packet length Payload Padding lengt h Random padding Une fois que la couche transport a créé un tunnel sécurisé pour envoyer les informations entre les deux systèmes, le serveur indique au client les différentes méthodes d'authentification prises en charge pour l authentification comme l'utilisation d'une clef asymétrique, ou l'entrée d'un mot de passe. MAC 19/04/ :54

10 La couche d authentification (SSH-AUTH) Après l échange des méthodes d authentification supportées à travers la couche SSH-TRANS, la couche d authentification (SSH-AUTH) permet de certifier l'identité du client auprès du serveur. En effet, étant donné que les serveurs peuvent être configurés de façon à permettre différents types d'authentification, cette couche donne aux deux parties un niveau de contrôle optimal. Le serveur peut décider quelles méthodes d'authentification prendre en charge en fonction de son modèle de sécurité et le client peut choisir la méthode d'authentification à utiliser parmi celles qui sont disponibles. Les messages échangés par cette couche sont sécurisés par la clef de chiffrement créée dans la couche SSH-TRANS. Après l'authentification du client auprès du serveur, de nombreux services peuvent être utilisés de façon sécurisée, tels qu'une session Shell interactive, des applications X11 et des ports TCP/IP tunnellisés 19/04/ :54

11 La couche de connexion SSH (SSH-CONN) Cette couche s'appuie sur la couche d'authentification. Elle offre une variété de services riche aux clients en se servant de l unique tunnel fourni par SSH-TRANS. Ces services comprennent tout ce qu il faut pour gérer plusieurs sessions interactives : exécution de programmes à distance (shell, applications commandes systèmes, etc.), multiplexage de plusieurs flux (ou canaux), gestion des transferts X11, de port et d agent. Le transfert de port TCP permet d encapsuler des protocoles applicatifs non sécurisés dans SSH de manière à apporter aux applications des services de chiffrement et d intégrité de manière transparente.

12 La phase d initialisation de SSH v2 La phase d initialisation du protocole SSH v2 t (SSH-TRAN) Couche tansport Couche authentification (SSH-AUTH) Cette phase peut se répéter n fois jusqu à que l authentification réussi

13 Les méthodes d authentification avec SSH Trois méthodes d authentification existent dans la version 2 normalisée à l IETF : Password Il s agit de l authentification «traditionnelle», où lors de la connexion et après avoir décliné son identité, l utilisateur tape son mot de passe qui sera transmis de façon protégé au serveur. Ce dernier récupère le mot de passe, calcule son empreinte (condensât) et compare le résultat avec l empreinte du mot de passe associé à l utilisateur et stocké dans sa base de données. Notons que les mots de passe stockés sous Unix sont chiffrés à l aide de l algorithme DES (via la fonction crypt()). D autres systèmes utilisent des fonctions de hachage telles que MD5 ou SHA-1. 19/04/ :54

14 Les méthodes d authentification avec SSH Trois méthodes d authentification existent dans la version 2 normalisée à l IETF : Publickey L authentification à l aide d une clef publique est basée sur la cryptographique asymétrique des clefs RSA ou DSA où aucun secret ne circule sur le réseau. En effet, la clef publique de l utilisateur doit tout d abord être stockée sur le serveur SSH et sa clef privée doit être stockée sur sa machine de façon sécurisée. Ce système possède un niveau de sécurité plus élevé que le précédent. Cependant, sa sécurité repose quasi exclusivement sur un système de confiance «hors ligne». 19/04/ :54

15 Les méthodes d authentification avec SSH Trois méthodes d authentification existent dans la version 2 normalisée à l IETF : hostbased Il s agit d une authentification similaire à celle utilisée par les rcommandes et les fichiers tels que /etc/rhosts et ~/.rhosts, qui «certifient» les sites clients en ayant préalablement enregistré leur adresse dans le serveur. Avec cette méthode d authentification, quand le client demande une connexion à un serveur SSH, ce dernier va chercher dans le fichiers rhosts un nom d hôte qui correspond à l adresse source de la connexion réseau du client. 19/04/ :54

16 Les méthodes d authentification avec SSH L authentification avec des certificats X.509 La seule méthode pour remédier aux problèmes des clés asymétriques est l utilisation des certificats X.509 basée sur une infrastructure de gestion de clefs (ou PKI). Un certificat X.509, fourni par une autorité de confiance (AC), permet à la fois d authentifier un individu, un serveur, une entreprise, ou toute autre entité et d associer l identité de cette entité avec sa clef publique. Un certificat X.509 fournit principalement à son émetteur deux services de sécurité : l authentification forte et la non répudiation des transactions ou des données. Dans le protocole SSH, même si l authentification par certificat X.509 des deux entités communicantes n est pas encore normalisée au niveau de l IETF [SSHX509], il existe des implémentations qui permettent l utilisation de ces certificats pour l authentification dans deux entités SSH.

17 Les fonctionnalités de SSH L accès à distance par le shell SSH Le shell SSH (la commande SSH) est une version sécurisée de rsh (et rlogin). SSH veut dire «Secure Shell» à l image de rsh qui veut dire «Remote Shell». Quand rsh permet d obtenir un shell distant aisément, mais sans mécanisme d authentification satisfaisant (du point de vue de la sécurité), SSH procure le même service de façon sécurisée. Ainsi, pour utiliser SSH, il suffit d utiliser la commande ssh à la place des commandes telnet, rsh et rlogin. Donc, à la place d utiliser la commande : % rlogin serveur, il suffit d utiliser maintenant %ssh serveur.

18 Les fonctionnalités de SSH Le transfert de fichiers par SFTP SFTP (Secure File Transfer Protocol) est un sous protocole séparé qui se situe au-dessus du protocole SSH. Il est utilisé dans le transfert sécurisé des fichiers. SFTP a plusieurs avantages par rapport au protocole non sécurisé FTP. D'abord, SFTP chiffre le couple username/password ainsi que les données transférées en se basant sur les algorithmes cryptographiques négociés dans la phase d initialisation du protocole SSH. En second lieu, il utilise le même port que le protocole SSH, ce qui élimine la nécessité d'ouvrir un autre port sur les parefeux. Ainsi, l utilisation de SFTP résout également les problèmes connus dans le protocole FTP avec la translation des adresses NAT.

19 Les fonctionnalités de SSH Le tunneling En plus de fournir l'équivalent des commandes rcp, rlogin et rsh de manière chiffrée avec une authentification bien plus sécurisée, les protocoles SSH permettent la mise en œuvre du tunneling de manière relativement simple. Lorsque vous ouvrez une session sur un hôte ssh, vous pouvez également ouvrir un canal de communication sécurisé pour tous les autres protocoles. Il est indéniable que la plupart des protocoles envoient les informations en clair sur le réseau. L'astuce ici est de se servir du canal ouvert par ssh pour encapsuler les informations en clair et les faire transiter d'une machine à l'autre.

20 Les fonctionnalités de SSH La redirection de ports (Port forwarding) SSH permet de rediriger n importe quel flux TCP dans le «tunnel» de la session SSH. Cela veut dire que le flux de n importe quelle application circulant entre les ports client et serveur habituels, pourra être «encapsulé» à l intérieur du «tunnel» créé par la session SSH. Cette fonctionnalité permet d établir, entre deux points, un canal sécurisé par lequel peut transiter n importe quel type de donnée IP

21 Les fonctionnalités de SSH La redirection de l authentification (Agent Forwarding) L'agent SSH est un mécanisme d authentification auprès de multiples serveurs SSH qui reconnaissent la clef privée d un client sans devoir retaper à chaque fois sur sa machine sa passphrase. Un agent SSH est un programme, qui s appelle ssh-agent, qui garde les clefs privées en mémoire et qui fournit les services d authentification aux clients SSH. Cette méthode permet à un utilisateur d introduire sa passphrase lors de la première connexion à un serveur SSH. L ouverture d une session sécurisée avec un nouveau serveur SSH se fait de manière transparente pour l utilisateur.

22 SSH vs les autres solutions VPN SSH IPSec SSL Normalisation 2006 à l IETF 1998 à l IETF IETF Principale utilisation Interconnections entre des utilisateurs Interconnections des sites d entreprise via l Internet Interconnections entre des utilisateurs nomades et le site de leur entreprise via Internet nomades et le site de leur entreprise via une session Web Niveau OSI Sécurisation des applications au dessus de Sécurité transparente pour les applications au Sécurisation des applications au dessus Service de sécurité Gestion des clefs TCP - Confidentialité - Intégrité - Authentification non rejeu des paquets (grâce aux cookies, et aux numéros aléatoires utilisés dans la phase dessus d IP - Confidentialité - Intégrité - Authentification non rejeu des paquets (grâce aux cookies, et aux numéros aléatoires utilisés dans la phase de TCP - Confidentialité - Intégrité - Authentification non rejeu des paquets (grâce aux numéros aléatoires utilisés dans la phase d initialisation du protocole (SSH-CONN), les d initialisation du protocole (IKE), les données handshake du protocole, les données données envoyées ne peuvent pas être envoyées ne peuvent pas être rejouées après un envoyées ne peuvent pas être rejouées rejouées après un certain temps) certain temps) après un certain temps) - Protection d identité - Protection d identité - Autorisation, (c.a.d, contrôle d accès aux comptes), tunnel sécurisé, port forwarding, service de SSO (Single Sign On) Gestion des clefs à travers un échange Diffie- Hellman Dépend du protocole externe IKE (basé sur DH ou sur un chiffrement asymétrique) SSL utilise une méthode de chiffrement asymétrique (RSA ou DSA) ou des clefs DH pour la création d un secret partagé Méthodes d authentification Username/mot de passe, clef asymétrique Clef partagée, clef asymétrique, certificat X.509 Clef partagée (rfc 4279), certificat X.509 définies dans les normes Mécanisme de filtrage Impossible après l ouverture d un tunnel SSH Contrôle d accès Comme pour SSL, plus adapté pour l accès sur demande des utilisateurs. Sécurise tout le trafic entre le client et le serveur SSH. Contrôle d accès au niveau serveur SSH basé sur un fichier de configuration statique Solution idéale pour les environnements Unix. Problème de gestion des clefs chez les utilisateurs et un manque d interface complète Par paquet (niveau réseau), lié aux politiques de sécurité définies par les administrateurs pour IPSec Plus adapté pour l'accès à un ensemble défini des utilisateurs. Accès total pour les clients VPN à un segment d un réseau. Solution idéale pour la sécurisation au niveau réseau. Problème de complexité Impossible après l ouverture d une session SSL Plus adapté pour l'accès sur demande des utilisateurs. Sécurise tout le trafic du navigateur au serveur principal. Accès " oui non " au niveau d'application basé sur une liste d accès statiques (ACL). Solution limitée aux applications qui supportent une interface Web ou qui intègrent SSL/TLS

23 Les limites du protocole SSH La première authentification non sécurisée du client avec le serveur SSH Puisque SSH n utilise pas de tiers de confiance pour distribuer les clefs publiques, la première fois qu un client SSH se connecte à une nouvelle machine distante, il effectue un travail supplémentaire en vérifiant lui-même la clef publique du serveur, soit en comparant le hachage, soit en contactant l administrateur du serveur distant. Une fausse acceptation de la clef publique envoyée par le serveur SSH peut laisser une personne malveillante détourner le trafic SSH en envoyant une fausse clef lors de la première connexion au serveur SSH.

24 Les limites du protocole SSH Les attaques sur le mot de passe En encapsulant les données applicatives dans des paquets SSH, ce dernier ajoute du bourrage à chaque paquet (bourrage de taille fixe pour SSHv1, bourrage de taille variable en fonction des méthodes de chiffrement par blocs pour SSH v2) ; SSH chiffre les données et les envoie en clair dans le champ plaintextlength. Ainsi, un attaquant passif, espionnant le trafic SSH, est capable de détecter la taille des données envoyées sur le réseau et ainsi de mener à bien des attaques par analyse de trafic.

25 Les limites du protocole SSH L authentification non sûre par «hôte de confiance» Par définition, l authentification par hôte de confiance renvoie aux méthodes d authentification Rhosts, RhostsRSA de SSH-1 et hôte de SSH-2 [Dbar02]. Plutôt que de demander au client de prouver son identité à tous les hôtes qu il visite, l authentification par hôte de confiance établit des relations de confiance entre les machines. Même si l authentification par hôte de confiance est pratique pour les utilisateurs et les administrateurs (car elle permet de mettre en place une authentification automatique entre des hôtes), cette technique dépend lourdement d une administration correcte et de la sécurité des hôtes concernés.

26 L avenir de l exploitation du protocole SSH Même si SSH a pu contourner de nombreuses menaces à la sécurité liées au réseau, il reste rattaché, dans sa spécification, à une conception logicielle plus qu à un vrai protocole de sécurité. Même si SSH, dans sa version 2, est devenu plus modulaire et extensible, nous pouvons remarquer que les fonctionnalités de chaque sous-protocole dépendent fortement des autres sous-protocoles. Jusqu à présent, la meilleure utilisation du protocole SSH était dans le cadre de la sécurisation des connexions à distance vers les serveurs d applications ou les machines réseaux telles que les routeurs et les points d accès. Cependant, la plupart de ces équipements réseaux proposent actuellement un mécanisme d accès simple basé sur une interface Web non sécurisée basée sur le protocole SSL/TLS. La nouvelle version du protocole SSL/TLS (TLS-PSK) pourra sans doute un nouveau concurrent au protocole SSH

27 Nous contacter Pour plus d'informations, consultez le site

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