SSH (Secure Shell) là giao thức mạng cho phép thiết lập kết nối bảo mật, mã hóa giữa máy khách và máy chủ trên nền TCP/IP. Với SSH, người dùng có thể truy cập dịch vụ, thực thi lệnh từ xa trên máy chủ một cách an toàn.
Các tính năng bảo mật của SSH bao gồm:
Xác thực người dùng
Khi kết nối SSH tới máy chủ, client sẽ yêu cầu xác thực danh tính người dùng dựa trên mật khẩu hoặc SSH key. Người dùng phải cung cấp thông tin đăng nhập chính xác mới được kết nối tới máy chủ.
Điều này ngăn chặn truy cập trái phép vào máy chủ từ xa. Chỉ những người dùng hợp lệ mới có quyền điều khiển máy chủ thông qua SSH.
Có 2 phương thức xác thực người dùng phổ biến:
- Xác thực mật khẩu (Password Authentication): Người dùng nhập tên đăng nhập và mật khẩu để xác thực. Đây là phương thức đơn giản nhưng kém an toàn nếu mật khẩu bị đánh cắp.
- Xác thực SSH Key (Public Key Authentication): Sử dụng cặp khóa bất đối xứng gồm public key và private key để xác thực. Private key được lưu bí mật trên máy khách, public key được đăng ký với máy chủ. Phương thức này an toàn hơn so với mật khẩu.
Mã hóa dữ liệu
Sau khi xác thực, toàn bộ dữ liệu truyền tải giữa client và server sẽ được mã hóa để đảm bảo bảo mật. Các thuật toán đối xứng phổ biến được SSH sử dụng gồm AES, DES, Blowfish, IDEA,…
Cụ thể, quá trình mã hóa diễn ra như sau:
- Client và server thỏa thuận chung một khóa bí mật để mã hóa dữ liệu.
- Trước khi gửi đi, dữ liệu sẽ được mã hóa bằng khóa bí mật này.
- Khi nhận được, máy nhận sẽ giải mã dữ liệu bằng cùng khóa để lấy lại dữ liệu ban đầu.
Ưu điểm của thuật toán đối xứng là tốc độ mã hóa và giải mã nhanh. Tuy nhiên, nó đòi hỏi phải trao đổi khóa bí mật giữa hai bên một cách an toàn.
Đảm bảo toàn vẹn dữ liệu
Để chắc chắn dữ liệu không bị tiết lộ hay thay đổi trên đường truyền, SSH sử dụng kỹ thuật đóng gói và kiểm tra tính toàn vẹn dữ liệu bằng mã băm.
Cụ thể, mỗi gói tin trước khi gửi đi sẽ được tính toán băm bằng hàm băm một chiều như MD5, SHA-1. Kết quả băm này được gửi kèm theo gói tin.
Khi nhận gói tin, bên nhận sẽ kiểm tra giá trị băm có khớp với dữ liệu nhận được hay không. Nếu khớp, dữ liệu đảm bảo tính toàn vẹn. Ngược lại, dữ liệu bị thay đổi trên đường truyền và sẽ bị loại bỏ.
Chứng thực máy chủ
Khi kết nối SSH tới máy chủ lần đầu tiên, client sẽ lưu trữ khóa công khai (public key) của máy chủ. Public key này đại diện cho danh tính của máy chủ.
Các lần kết nối sau, client sẽ sử dụng khóa công khai để xác thực máy chủ, đảm bảo đúng là máy chủ chứ không phải máy giả mạo (MITM attack).
Nếu public key khớp với kết quả lưu trữ ban đầu, máy chủ được xác nhận là hợp lệ. Ngược lại, đây có thể là máy chủ giả mạo và kết nối sẽ bị từ chối.
Thiết lập kênh kết nối an toàn
Sau khi xác thực thành công client và server, SSH sẽ thiết lập một kênh kết nối được mã hóa giữa hai bên. Toàn bộ giao tiếp, dữ liệu sau đó sẽ được truyền qua kênh riêng này thay vì trực tiếp trên mạng.
Điều này ngăn chặn việc nghe trộm, đánh cắp thông tin trên đường truyền. Kẻ tấn công không thể đọc được nội dung được truyền tải trong phiên SSH.
Chuyển tiếp cổng TCP
Một tính năng nâng cao của SSH là cho phép chuyển tiếp cổng TCP từ máy khách đến máy chủ.
Ví dụ, nếu máy chủ cung cấp dịch vụ web trên cổng 80, người dùng có thể sử dụng câu lệnh sau để tạo tunnel SSH chuyển tiếp cổng:
ssh -L 8080:127.0.0.1:80 username@serverKhi đó, kết nối tới cổng 8080 trên máy khách sẽ được chuyển tiếp qua kênh SSH đến cổng 80 trên máy chủ. Người dùng có thể truy cập website trên máy chủ thông qua cổng 8080 được bảo mật bởi SSH.
Ưu điểm của SSH
Nhờ các cơ chế bảo mật nêu trên, SSH cung cấp những ưu điểm sau:
- Bảo mật: Mã hóa mạnh mẽ, ngăn chặn đánh cắp dữ liệu trên mạng.
- Xác thực danh tính người dùng: Tránh truy cập trái phép vào máy chủ.
- Toàn vẹn dữ liệu: Kiểm tra dữ liệu không bị thay đổi trên đường truyền.
- Khả năng quản trị từ xa: Cho phép thực thi lệnh, vận hành máy chủ từ máy khách một cách an toàn.
- Linh hoạt: Có thể dễ dàng cấu hình, tích hợp SSH với các ứng dụng khác.
Vì thế, SSH trở thành giao thức quan trọng đối với quản trị viên hệ thống, những người cần kết nối an toàn từ xa đến các máy chủ. SSH thay thế telnet và các giao thức kém bảo mật khác.
Hy vọng bài viết đã giúp bạn hiểu rõ hơn cơ chế hoạt động và những ưu điểm của giao thức bảo mật SSH. Đây chắc chắn là một kỹ năng quan trọng đối với bất kỳ quản trị viên hệ thống nào.