セキュアシェル
セキュアシェル
プロトコルスタック
目的安全な接続、リモートアクセス
開発者Tatu Ylönen、インターネット エンジニアリング タスク フォース(IETF)
導入1995 （1995年）
OSI層トランスポート層からアプリケーション層まで
ポート22
RFC(s)4250、4251、4252、4253、4254​​​​​​​​

セキュアシェルプロトコル（SSHプロトコル）は、安全でないネットワーク上でネットワークサービスを安全に操作するための暗号化ネットワークプロトコルです。[ 1 ]その最も注目すべき用途は、リモートログインとコマンドライン実行です。

SSH は、Telnetや、Berkeley Remote Shell (rsh) や関連するrloginおよびrexecプロトコルなどの安全でないリモートUnix シェルプロトコル (パスワードなどの安全でないプレーンテキスト認証方法を使用するもの) の代わりとして、 Unix 系オペレーティング システム向けに設計されました。

Telnetやリモートシェルのようなメカニズムは、リモートコンピュータにアクセスして操作するために設計されているため、これらのコンピュータにアクセスするための認証トークン（ユーザー名とパスワードなど）をパブリックネットワーク経由で安全でない方法で送信すると、第三者がパスワードを入手してTelnetユーザーと同じレベルのリモートシステムへのアクセスを取得する大きなリスクが生じます。セキュアシェルは、たとえ観察者がデータストリーム全体にアクセスできる場合でも、送信内容を観察者から隠すことを目的とした暗号化メカニズムを使用することで、このリスクを軽減します。[ 2 ]

フィンランドのコンピュータ科学者Tatu Ylönenは1995年にSSHを設計し、rshとrloginのそれぞれを安全に置き換える2つのコマンド、 sshとsloginという形で実装を提供しました。その後、このプロトコルスイートの開発は複数の開発者グループによって進められ、いくつかの実装のバリエーションが生まれました。プロトコル仕様では、SSH-1とSSH-2と呼ばれる2つのメジャーバージョンが区別されています。最も広く実装されているソフトウェアスタックはOpenSSHで、1999年にOpenBSD開発者によってオープンソースソフトウェアとしてリリースされました。組み込みシステムを含む、一般的に使用されているあらゆる種類のオペレーティングシステム向けの実装が配布されています。

SSHアプリケーションは、 SSHクライアントインスタンスをSSHサーバーに接続するクライアントサーバーアーキテクチャに基づいています。[ 3 ] SSHは、3つの主要な階層コンポーネントで構成される階層化プロトコルスイートとして動作します。トランスポート層は、サーバー認証、機密性、整合性を提供します。ユーザー認証プロトコルは、サーバーに対してユーザーを検証します。接続プロトコルは、暗号化されたトンネルを複数の論理通信チャネルに多重化します。[ 1 ]

意味

SSHは公開鍵暗号を使用してリモートコンピュータを認証し、必要に応じてユーザーを認証できるようにします。[ 3 ]

SSHはいくつかの方法で使用できます。最も単純な方法は、通信チャネルの両端で自動生成された公開鍵と秘密鍵のペアを使用してネットワーク接続を暗号化し、パスワードを使用してユーザーを認証することです。

ユーザーが公開鍵と秘密鍵のペアを手動で生成する場合、認証は基本的に鍵ペアの作成時に実行され、パスワードを入力せずにセッションが自動的に開始されることがあります。このシナリオでは、公開鍵は、対応する秘密鍵の所有者（所有者は秘密に保持）へのアクセスを許可する必要があるすべてのコンピュータに配置されます。認証は秘密鍵に基づいて行われますが、認証中に秘密鍵がネットワーク経由で転送されることはありません。SSHは、公開鍵を提供する人物が、対応する秘密鍵も所有していることを確認するだけです。

SSH のすべてのバージョンにおいて、未知の公開鍵を有効なものとして受け入れる前に、検証、つまり公開鍵を ID と関連付けることが重要です。検証を行わずに攻撃者の公開鍵を受け入れると、権限のない攻撃者を有効なユーザーとして承認することになります。

認証: OpenSSH キー管理

Unix系システムでは、承認された公開鍵のリストは通常​​、リモートログインを許可されたユーザーのホームディレクトリ内のファイルに保存されます~/.ssh/authorized_keys。[ 4 ]このファイルは、所有者とroot以外のユーザーによる書き込みが禁止されている場合にのみSSHによって使用されます。リモート側に公開鍵が存在し、対応する秘密鍵がローカル側に存在する場合、パスワードの入力は不要になります。ただし、セキュリティを強化するために、秘密鍵自体をパスフレーズでロックすることもできます。

-i秘密鍵は標準的な場所から検索することもでき、コマンドライン設定（ sshのオプション）でフルパスを指定することもできます。ssh -keygenユーティリティは、公開鍵と秘密鍵を常にペアで生成します。

使用

SSHは通常、リモートコンピュータのシェルまたはコマンドラインインターフェース（CLI）にログインし、リモートサーバー上でコマンドを実行するために使用されます。また、トンネリング、TCPポート転送、X11接続のメカニズムもサポートしており、関連するSSHファイル転送プロトコル（SFTP）またはセキュアコピープロトコル（SCP）を使用したファイル転送にも使用できます。[ 3 ]

SSHはクライアント・サーバーモデルを採用している。SSHクライアントプログラムは通常、sshdなどのSSHデーモンへの接続を確立し、リモート接続を受け入れるために使用される。どちらもmacOS 、 Linuxのほとんどのディストリビューション、OpenBSD、FreeBSD、NetBSD、Solaris、OpenVMSなど、ほとんどの最新のオペレーティングシステムに一般的に搭載されている。特に、Windows 10バージョン1709より前のバージョンのWindowsにはデフォルトでSSHが含まれていないが、複雑さや完全性のレベルが異なるプロプライエタリバージョン、フリーウェアバージョン、オープンソースバージョンが存在していた（ SSHクライアントの比較を参照）。2018年に、MicrosoftはOpenSSHのソースコードをWindowsに移植し始め[ 5 ] 、 Windows 10バージョン1709ではOpenSSHの公式Win32ポートが利用可能になった。

UNIX系システムのファイルマネージャ（Konquerorなど）は、 FISHプロトコルを使用して、ドラッグアンドドロップで分割ペインのGUIを提供できます。オープンソースのWindowsプログラムWinSCP [ 6 ]は、 PuTTYをバックエンドとして使用して同様のファイル管理（同期、コピー、リモート削除）機能を提供します。WinSCP [ 7 ]とPuTTY [ 8 ]はどちらも、クライアントマシンにインストールすることなく、USBドライブから直接実行できるようにパッケージ化されています。ChromeOSのCrostiniには、デフォルトでOpenSSHが付属しています。WindowsでSSHサーバーをセットアップするには、通常、設定アプリで機能を有効にする必要があります。

SSHはクラウドコンピューティングにおいて、接続性の問題を解決するために重要であり、クラウドベースの仮想マシンをインターネットに直接公開することによるセキュリティ上の問題を回避することができます。SSHトンネルは、ファイアウォールを通過して仮想マシンへの安全なインターネット経由のパスを提供します。[ 9 ]

IANAはこのプロトコルにTCPポート22、UDPポート22、SCTPポート22を割り当てています。 [ 10 ] IANAは2001年には既にSSHサーバ用の標準TCPポート22を既知のポートの一つとしてリストしていました。 [ 11 ] SSHは接続指向トランスポート層プロトコルとしてTCPではなくSCTPを使用して実行することもできます。[ 12 ]

歴史的発展

バージョン1

1995年、フィンランドのヘルシンキ工科大学の研究者であるタトゥ・イロネンは、大学のネットワークでパスワードスニッフィング攻撃を受けたことをきっかけに、プロトコルの最初のバージョン（現在SSH-1と呼ばれている）を設計しました。[ 13 ] SSHの目的は、強力な認証機能も機密性の保証も提供していなかった従来のrlogin、TELNET、FTP [ 14 ]、rshプロトコルを置き換えることでした。彼はポート番号22を選択しました。これはポート23とポート21の間にあるためです。[ 15 ]telnetftp

Ylönenは1995年7月に実装をフリーウェアとしてリリースし、このツールは急速に人気を博しました。1995年末までに、SSHのユーザーベースは50カ国で2万人にまで拡大しました。[ 16 ]

1995年12月、イロネンはSSHの販売と開発を目的としてSSH Communications Security社を設立しました。SSHソフトウェアの初期バージョンは、GNU libgmpなどの様々なフリーソフトウェアを使用していましたが、SSH Communications Security社がリリースした後のバージョンは、次第にプロプライエタリソフトウェアへと進化していきました。

2000年までに利用者数は200万人にまで増加したと推定されている。[ 17 ]

バージョン2

2006年に、「secsh」というワーキンググループで議論された後、[ 18 ] SSHプロトコルの改訂版であるSSH-2が標準として採用されました。[ 19 ]このバージョンではセキュリティが向上し、新機能が追加されましたが、SSH-1との互換性はありません。たとえば、Diffie–Hellman鍵交換などの新しい鍵交換メカニズムや、クライアントとサーバー間でネゴシエート可能なMD5やSHA-1などのメッセージ認証コードによるデータ整合性チェックが改善されています。また、SSH-2ではAESなどのより強力な暗号化方式も追加され、最終的には以前の標準の3DESなどの脆弱で危うい暗号に取って代わりました。[ 20 ] [ 21 ] [ 19 ] SSH-2の新機能には、単一のSSH接続で任意の数のシェルセッションを実行できる機能が含まれます。 [ 22 ] SSH-2はSSH-1よりも優れており人気があったため、libssh（v0.8.0+）、[ 23 ] Lsh [ 24 ] Dropbear [ 25 ]などの実装では、最終的にSSH-2プロトコルのみをサポートするようになりました。

バージョン1.99

2006年1月、バージョン2.1が確立されてからかなり経ってから、RFC 4253は、2.0とそれ以前のバージョンをサポートするSSHサーバーは、プロトコルバージョンを1.99として識別する必要があることを規定しました。[ 26 ]このバージョン番号は、過去のソフトウェアリビジョンを反映したものではなく、下位互換性を識別するための方法です。  

OSSH と OpenSSH

1999年、開発者たちはフリーソフトウェア版の提供を望み、オープンソースライセンスの下で最後にリリースされたオリジナルのSSHプログラムのバージョン1.2.12からソフトウェア開発を再開しました。[ 27 ]これは、Björn GrönvallのOSSHソフトウェアのコードベースとして機能しました。[ 28 ]その後まもなく、OpenBSD開発者はGrönvallのコードをフォークし、OpenBSDリリース2.6に同梱されたOpenSSHを作成しました。このバージョンから、OpenSSHを他のオペレーティングシステムに移植するための「移植性」ブランチが形成されました。[ 29 ]

2005年時点では、OpenSSHは最も人気のあるSSH実装であり、多くのオペレーティングシステムディストリビューションのデフォルトバージョンでした。一方、OSSHは廃止されました。[ 30 ] OpenSSHは引き続きメンテナンスされ、SSH-2プロトコルをサポートしていますが、OpenSSH 7.6リリースではコードベースからSSH-1のサポートが削除されました。

未来

2023年には、従来のSSHに代わるプロトコルが、博士課程の学生であるフランソワ・ミシェルとオリヴィエ・ボナベンチャー教授によってSSH3 [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]という名前で提案され、そのコードはオープンソース化されました。[ 34 ]この新バージョンは、オリジナルのSSH接続プロトコルを実装していますが、 QUIC上で動作するHTTP/3上で動作します。以下のような複数の機能を提供します。

  • セッションの確立が高速化され、ラウンドトリップの遅延回数が5 ～ 7 回から 3 回に減少します。
  • 高いセキュリティ: SSHv2 は独自のプロトコルに依存しますが、 SSH3 はTLS 1.3、QUIC、およびHTTPを活用します。
  • UDPポート転送
  • X.509証明書
  • OpenIDコネクト

しかし、SSH3という名称については議論が続いており、プロジェクトではより適切な名前に変更することを目指しています。[ 35 ]この議論は、この新しい実装がSSHプロトコルを大幅に改訂するという事実から生じており、SSH3と呼ぶべきではないことを示唆しています。

用途

SSH 経由でX11アプリケーションをトンネリングする例: ユーザー「josh」は、ローカル マシン「foofighter」からリモート マシン「tengwar」に「SSHed」して、xeyesを実行します。
Windows上で実行されているPuTTYを使用して SSH 経由でOpenWrtにログインします。

SSHは、多くのプラットフォーム（ほとんどのUnix系OS（Linux、AppleのmacOSを含むBSD系OS、Solarisなど））で利用可能なプロトコルです。ただし、一部のアプリケーションでは、特定のSSHクライアントまたはサーバーでのみ利用可能な機能、または特定のSSHクライアントまたはサーバーでのみ利用可能な機能が必要となる場合があります。例えば、SSHプロトコルを使用してVPNを実装することは可能ですが、現時点ではOpenSSHサーバーおよびクライアント実装 でのみ利用可能です。

  • リモートホスト上のシェルにログインする場合（Telnetとrloginの置き換え）
  • リモートホスト上で単一のコマンドを実行する場合（rshの置き換え）
  • リモートサーバへの自動（パスワードなし）ログインを設定する場合（例えばOpenSSH [ 36 ]を使用）
  • rsyncと組み合わせて、ファイルを効率的かつ安全にバックアップ、コピー、ミラーリングします。
  • ポート転送の場合
  • トンネリング用(異なるネットワーク間でパケットをルーティングしたり、 2 つのブロードキャスト ドメインを 1 つにブリッジしたりするVPNと混同しないでください)。
  • 本格的な暗号化VPNとして使用する場合。この機能はOpenSSHサーバーとクライアントのみでサポートされます。
  • リモートホストからXを転送する場合（複数の中間ホストを経由可能）
  • SOCKS プロトコルをサポートする SSH クライアントとの暗号化されたプロキシ接続を介して Web を閲覧します。
  • SSHFSを使用して、リモート サーバー上のディレクトリをローカル コンピューター上のファイル システムとして安全にマウントします。
  • 上記の 1 つ以上のメカニズムを通じて、サーバーの自動リモート監視および管理を行います。
  • SSH をサポートするモバイル デバイスまたは組み込みデバイスでの開発用。
  • ファイル転送プロトコルを保護するため。

ファイル転送プロトコル

Secure Shell プロトコルは、いくつかのファイル転送メカニズムで使用されます。

建築

SSH-2 バイナリ パケットの図。

SSH プロトコルには、3 つの個別のコンポーネントを持つ階層型アーキテクチャがあります。

  • トランスポート層（RFC 4253）は通常、TCP/IPの伝送制御プロトコル（TCP）を使用し、ポート番号22をサーバーのリスニングポートとして予約します。この層は、初期の鍵交換とサーバー認証を処理し、暗号化、圧縮、整合性検証を設定します。この層は、最大32,768バイトのプレーンテキストパケットを送受信するためのインターフェースを上位層に公開しますが、実装によってはそれ以上のサイズも許容されます。トランスポート層はまた、通常1GBのデータが転送された後、または1時間が経過した後（どちらか早い方）に鍵の再交換を行います。 
  • ユーザー認証層（RFC 4252）はクライアント認証を処理し、一連の認証アルゴリズムを提供します。認証はクライアント主導です。パスワードの入力を求められる場合、サーバーではなくSSHクライアントが要求する場合があります。サーバーはクライアントの認証要求に応答するだけです。広く使用されているユーザー認証方式には、以下のものがあります。  
    • パスワード: パスワードの変更機能を含む、簡単なパスワード認証方式。すべてのプログラムがこの方式を実装しているわけではありません。
    • publickey :公開鍵ベースの認証方法。通常は少なくともDSA、ECDSA、またはRSA の鍵ペアをサポートし、他の実装ではX.509証明書もサポートされます。
    • キーボードインタラクティブ（RFC 4256）：サーバーが情報入力のための1つ以上のプロンプトを送信し、クライアントがそれらを表示してユーザーが入力した応答を返す多用途の認証方式。S /KeyやSecurIDなどのワンタイムパスワード認証を提供するために使用されます。PAMが基盤となるホスト認証プロバイダーである場合、一部のOpenSSH構成で効果的にパスワード認証を提供するために使用され、単純なパスワード認証方式のみをサポートするクライアントではログインできない場合があります。 
    • GSSAPI認証方式は、 Kerberos 5やNTLMなどの外部メカニズムを用いてSSH認証を実行するための拡張可能なスキームを提供し、 SSHセッションへのシングルサインオン機能を提供します。これらの方式は通常、組織内での使用を目的とした商用SSH実装によって実装されていますが、OpenSSHにもGSSAPI実装が実装されています。
  • 接続層（RFC 4254）は、チャネル、チャネル要求、およびグローバル要求の概念を定義し、提供されるSSHサービスを定義します。単一のSSH接続は、複数の論理チャネルに同時に多重化され、各チャネルは双方向にデータを転送します。チャネル要求は、端末ウィンドウのサイズ変更やサーバー側プロセスの終了コードなど、帯域外チャネル固有のデータを中継するために使用されます。さらに、各チャネルは受信ウィンドウサイズを使用して独自のフロー制御を実行します。SSHクライアントは、グローバル要求を使用してサーバー側ポートの転送を要求します。標準的なチャネルタイプには以下が含まれます。  
    • ターミナルシェル、SFTP、および exec リクエスト（SCP 転送を含む）用のシェル
    • クライアントからサーバーへの転送接続用のdirect-tcpip
    • サーバーからクライアントへの転送接続用のforwarded-tcpip
  • SSHFP DNS レコード (RFC 4255) は、ホストの信頼性の検証を支援するために、公開ホスト キーのフィンガープリントを提供します。

このオープンアーキテクチャは非常に柔軟性が高く、SSHをセキュアシェル以外にも様々な用途に使用できます。トランスポート層の機能だけでもトランスポート層セキュリティ（TLS）に匹敵します。ユーザー認証層はカスタム認証方式によって高度に拡張可能で、接続層は多数のセカンダリセッションを単一のSSH接続に多重化する機能を提供します。これはBEEPに匹敵する機能であり、TLSでは利用できません。

アルゴリズム

脆弱性

SSH-1

1998年、SSH 1.5に脆弱性が発見されました。この脆弱性は、このバージョンのプロトコルで使用されているCRC-32によるデータ整合性保護が不十分であったため、暗号化されたSSHストリームに不正なコンテンツを挿入できるものでした。 [ 42 ] [ 43 ] SSH補償攻撃検出器[ 44 ]として知られる修正がほとんどの実装に導入されました。これらの更新された実装の多くには、攻撃者がSSHデーモン（通常はroot）の権限で任意のコードを実行できる、 新たな整数オーバーフロー脆弱性[ 45 ]が含まれていました。

2001年1月、 IDEAで暗号化されたセッションの最後のブロックを攻撃者が変更できる脆弱性が発見されました。[ 46 ]同月、悪意のあるサーバーがクライアント認証を別のサーバーに転送できる別の脆弱性も発見されました。[ 47 ]

SSH-1には脆弱性をもたらす固有の設計上の欠陥があるため、現在では一般的に廃止されていると考えられており、SSH-1へのフォールバックを明示的に無効にすることでSSH-1の使用を回避する必要があります。最近のサーバーとクライアントのほとんどはSSH-2をサポートしています。[ 47 ]

CBC平文復元

2008年11月、SSHの全バージョンに理論上の脆弱性が発見されました。この脆弱性により、当時の標準のデフォルト暗号化モードであるCBCを使用して暗号化された暗号文のブロックから最大32ビットの平文を復元できる可能性があります。[ 48 ]最も簡単な解決策は、 CBCモードの代わりにCTR（カウンターモード）を使用することです。これにより、SSHは攻撃に対して耐性を持つようになります。[ 48 ]

NSAによる暗号解読の疑い

2014年12月28日、デア・シュピーゲル誌は内部告発者エドワード・スノーデンが漏洩した機密情報[ 49 ]を公開しました。この情報によると、国家安全保障局（NSA）はSSHトラフィックの一部を解読できる可能性があります。このプロセスに関連する技術的な詳細は明らかにされていません。2017年に実施されたCIAのハッキングツールBothanSpyとGyrfalconの分析では、SSHプロトコルは侵害されていないことが示唆されています[ 50 ] 。

スッポンの攻撃

2023年に、現在のほとんどのssh実装に対する新しい中間者攻撃が発見されました。これは発見者によってTerrapin攻撃と名付けられました。 [ 51 ] [ 52 ]ただし、本物のsshセッションを傍受する必要があることでリスクは軽減され、攻撃の範囲は制限されているため、幸運にもほとんどの場合、接続が失敗します。[ 53 ] [ 54 ] ssh開発者は、この攻撃の主な影響はsshのキーストロークタイミング難読化機能を低下させることであると述べています。 [ 54 ]この脆弱性はOpenSSH 9.6で修正されましたが、修正を完全に有効にするには、クライアントとサーバーの両方をアップグレードする必要があります。

標準ドキュメント

IETF「secsh」ワーキング グループによる以下のRFC出版物では、提案されたインターネット標準としての SSH-2 が文書化されています。

  • RFC  4250 –セキュアシェル（SSH）プロトコルの割り当てられた番号
  • RFC  4251 –セキュアシェル（SSH）プロトコルアーキテクチャ
  • RFC  4252 –セキュアシェル（SSH）認証プロトコル
  • RFC  4253 –セキュアシェル（SSH）トランスポート層プロトコル
  • RFC  4254 –セキュアシェル（SSH）接続プロトコル
  • RFC  4255 – DNSを使用してセキュアシェル（SSH）キーフィンガープリントを安全に公開する
  • RFC  4256 –セキュアシェルプロトコル（SSH）の汎用メッセージ交換認証
  • RFC  4335 –セキュアシェル（SSH）セッションチャネルブレーク拡張
  • RFC  4344 –セキュアシェル（SSH）トランスポート層暗号化モード
  • RFC  4345 –セキュアシェル（SSH）トランスポート層プロトコルの改良された Arcfour モード

プロトコル仕様は、後に次の出版物によって更新されました。

  • RFC  4419 –セキュアシェル（SSH）トランスポート層プロトコルのためのDiffie-Hellmanグループ交換（2006年3月）
  • RFC  4432 –セキュアシェル（SSH）トランスポート層プロトコルのためのRSA鍵交換（2006年3月）
  • RFC  4462 –セキュアシェル（SSH）プロトコルのための汎用セキュリティサービスアプリケーションプログラムインターフェース（GSS-API）認証および鍵交換（2006年5月）
  • RFC  4716 –セキュアシェル（SSH）公開鍵ファイル形式（2006年11月）
  • RFC  4819 –セキュアシェル公開鍵サブシステム（2007年3月）
  • RFC  5647 –セキュアシェルトランスポート層プロトコルのAESガロアカウンタモード（2009年8月）
  • RFC  5656 –セキュアシェルトランスポート層における楕円曲線アルゴリズムの統合（2009年12月）
  • RFC  6187 –セキュアシェル認証のための X.509v3 証明書(2011 年 3 月)
  • RFC  6239 –セキュアシェル（SSH）用のスイートB暗号化スイート（2011年5月）
  • RFC  6594 – SSHFPリソースレコードにおけるRSA、デジタル署名アルゴリズム（DSA）、楕円曲線DSA（ECDSA）とSHA-256アルゴリズムの使用（2012年4月）
  • RFC  6668 –セキュアシェル（SSH）トランスポート層プロトコルにおけるSHA-2データ整合性検証（2012年7月）
  • RFC  7479 – Ed25519 SSHFPリソースレコード（2015年3月）
  • RFC  5592 –簡易ネットワーク管理プロトコル（SNMP）のセキュアシェルトランスポートモデル（2009年6月）
  • RFC  6242 –セキュアシェル（SSH）経由のNETCONFプロトコルの使用（2011年6月）
  • RFC  8332 –セキュアシェル（SSH）プロトコルにおけるSHA-256およびSHA-512を使用したRSA鍵の使用（2018年3月）
  • RFC  8709 –セキュアシェル（SSH）プロトコルのEd25519およびEd448公開鍵アルゴリズム（2020年2月）
  • draft-gerhards-syslog-transport-ssh – SYSLOG の SSH トランスポートマッピング(2006 年 7 月)
  • draft-ietf-secsh-filexfer – SSH ファイル転送プロトコル(2006 年 7 月)
  • draft-ietf-sshm-ssh-agent - SSH エージェント プロトコル (2025 年 3 月)

さらに、OpenSSHプロジェクトには、いくつかのベンダー プロトコル仕様/拡張機能が含まれています。

参照

参考文献

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さらに読む

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