透過詢問-響應身份認證提高桌面登入安全

介紹

今天，Fedora 提供了多種方式來提高我們賬戶的身份認證的安全性。當然，它有我們熟悉的使用者名稱密碼登入方式，它也同樣提供了其他的身份認證選項，比如生物識別、指紋、智慧卡、一次性密碼，甚至是詢問-響應challenge-response身份認證。

每種認證方式都有明確的優缺點。這點本身就可以成為一篇相當冗長的文章的主題。Fedora 雜誌之前就已經介紹過了這其中的一些選項：

• 在 Fedora 中使用 YubiKey4
• Fedora 28：在 OpenSSH 中更好的支援智慧卡

在現在的 Fedora 版本中，最安全的方法之一就是離線硬體詢問-響應。它也同樣是最容易部署的方法之一。下面是具體方法。

詢問-響應認證

從技術上來講，當你輸入密碼的時候，你就正在響應使用者名稱詢問。離線的詢問、響應包含了這些部分：首先是需要你的使用者名稱，接下來，Fedora 會要你提供一個加密的物理硬體的令牌。令牌會把另一個其儲存的加密金鑰透過可插入式身份認證Pluggable Authentication Module模組（PAM）框架來響應詢問。最後，Fedora 才會提示你輸入密碼。這可以防止其他人僅僅使用了找到的硬體令牌，或是隻使用了賬戶名密碼而沒有正確的加密金鑰。

這意味著除了你的賬戶名密碼之外，你必須事先在你的作業系統中註冊了一個或多個加密硬體令牌。你必須保證你的物理硬體令牌能夠匹配你的使用者名稱。

一些詢問-響應的方法，比如一次性密碼（OTP），在硬體令牌上獲取加密的程式碼金鑰，然後將這個金鑰透過網路傳輸到遠端身份認證伺服器。然後這個伺服器會告訴 Fedora 的 PAM 框架，這是否是該使用者的一個有效令牌。如果身份認證伺服器在本地網路上，這個方法非常好。但它的缺點是如果網路連線斷開或是你在沒有網的遠端端工作。你會被鎖在系統之外，直到你能透過網路連線到身份認證伺服器。

有時候，生產環境會採用透過 Yubikey 使用一次性密碼（OTP）的設定，然而，在家庭或個人的系統上，你可能更喜歡詢問-響應設定。一切都是本地的，這種方法不需要透過遠端網路呼叫。下面這些過程適用於 Fedora 27、28 和 29.

準備

硬體令牌金鑰

首先，你需要一個安全的硬體令牌金鑰。具體來說，這個過程需要一個 Yubikey 4、Yubikey NEO，或者是最近釋出的、同樣支援 FIDO2 的 Yubikey 5 系列裝置。你應該購買它們中的兩個，一個做備份，以避免其中一個丟失或遭到損壞。你可以在不同的工作地點使用這些金鑰。較為簡單的 FIDO 和 FIDO U2F 版本不適用於這個過程，但是非常適合使用 FIDO 的線上服務。

備份、備份，以及備份

接下來，為你所有的重要資料製作備份，你可能想在克隆在 VM 裡的 Fedora 27/28/29 裡測試配置，來確保你在設定你自己的個人工作環境之前理解這個過程。

升級，然後安裝

現在，確定你的 Fedora 是最新的，然後透過 dnf 命令安裝所需要的 Fedora Yubikey 包。

$ sudo dnf upgrade
$ sudo dnf install ykclient* ykpers* pam_yubico*

如果你使用的是 VM 環境，例如 Virtual Box，確保 Yubikey 裝置已經插進了 USB 口，然後允許 VM 控制的 USB 訪問 Yubikey。

配置 Yubikey

確認你的賬戶訪問到了 USB Yubikey：

$ ykinfo -v
version: 3.5.0

如果 Yubikey 沒有被檢測到，會出現下面這些錯誤資訊：

Yubikey core error: no yubikey present

接下來，透過下面這些 ykpersonalize 命令初始化你每個新的 Yubikey。這將設定 Yubikey 配置插槽 2 使用 HMAC-SHA1 演算法（即使少於 64 個字元）進行詢問響應。如果你已經為詢問響應設定好了你的 Yubikey。你就不需要再次執行 ykpersonalize 了。

ykpersonalize -2 -ochal-resp -ochal-hmac -ohmac-lt64 -oserial-api-visible

一些使用者在使用的時候將 YubiKey 留在了他們的工作站上，甚至用於對虛擬機器進行詢問-響應。然而，為了更好的安全性，你可能會更願意使用手動觸發 YubiKey 來響應詢問。

要新增手動詢問按鈕觸發器，請新增 -ochal-btn-trig 選項，這個選項可以使得 Yubikey 在請求中閃爍其 LED。等待你在 15 秒內按下硬體金鑰區域上的按鈕來生成響應金鑰。

$ ykpersonalize -2 -ochal-resp -ochal-hmac -ohmac-lt64 -ochal-btn-trig -oserial-api-visible

為你的每個新的硬體金鑰執行此操作。每個金鑰執行一次。完成程式設計之後，使用下面的命令將 Yubikey 配置儲存到 ~/.yubico：

$ ykpamcfg -2 -v
debug: util.c:222 (check_firmware_version): YubiKey Firmware version: 4.3.4

Sending 63 bytes HMAC challenge to slot 2
Sending 63 bytes HMAC challenge to slot 2
Stored initial challenge and expected response in '/home/chuckfinley/.yubico/challenge-9992567'.

如果你要設定多個金鑰用於備份，請將所有的金鑰設定為相同，然後使用 ykpamcfg 工具儲存每個金鑰的詢問-響應。如果你在一個已經存在的註冊金鑰上執行 ykpersonalize 命令，你就必須再次儲存配置資訊。

配置 /etc/pam.d/sudo

現在要去驗證配置是否有效，在同一個終端視窗中，你需要設定 sudo 來要求使用 Yubikey 的詢問-響應。將下面這幾行插入到 /etc/pam.d/sudo 檔案中。

auth required pam_yubico.so mode=challenge-response

將上面的 auth 行插入到檔案中的 auth include system-auth 行的上面，然後儲存並退出編輯器。在預設的 Fedora 29 設定中，/etc/pam.d/sudo 應該像下面這樣：

#%PAM-1.0
auth required pam_yubico.so mode=challenge-response
auth include system-auth
account include system-auth
password include system-auth
session optional pam_keyinit.so revoke
session required pam_limits.so
session include system-auth

保持這個初始的終端視窗開啟，然後開啟一個新的終端視窗進行測試，在新的終端視窗中輸入：

$ sudo echo testing

你應該注意到了 Yubikey 上的 LED 在閃爍。點選 Yubikey 按鈕，你應該會看見一個輸入 sudo 密碼的提示。在你輸入你的密碼之後，你應該會在終端螢幕上看見 “testing” 的字樣。

現在去測試確保失敗也正常，啟動另一個終端視窗，並從 USB 插口中拔掉 Yubikey。使用下面這條命令驗證，在沒有 Yubikey 的情況下，sudo 是否會不再正常工作。

$ sudo echo testing fail

你應該立刻被提示輸入 sudo 密碼，但即使你輸入了正確密碼，登入也應該失敗。

設定 Gnome 桌面管理器（GDM）

一旦你的測試完成後，你就可以為圖形登入新增詢問-響應支援了。將你的 Yubikey 再次插入進 USB 插口中。然後將下面這幾行新增到 /etc/pam.d/gdm-password 檔案中：

auth required pam_yubico.so mode=challenge-response

開啟一個終端視窗，然後執行下面這些命令。如果需要，你可以使用其他的編輯器：

$ sudo vi /etc/pam.d/gdm-password

你應該看到 Yubikey 上的 LED 在閃爍，按下 Yubikey 按鈕，然後在提示符處輸入密碼。

修改 /etc/pam.d/gdm-password 檔案，在已有的 auth substack password-auth 行上新增新的行。這個檔案的頂部應該像下面這樣：

auth [success=done ignore=ignore default=bad] pam_selinux_permit.so
auth required pam_yubico.so mode=challenge-response
auth substack password-auth
auth optional pam_gnome_keyring.so
auth include postlogin

account required pam_nologin.so

儲存更改並退出編輯器，如果你使用的是 vi，輸入鍵是按 Esc 鍵，然後在提示符處輸入 wq! 來儲存並退出。

結論

現在登出 GNOME。將 Yubikey 插入到 USB 口，在圖形登入介面上點選你的使用者名稱。Yubikey LED 會開始閃爍。觸控那個按鈕，你會被提示輸入你的密碼。

如果你丟失了 Yubikey，除了重置密碼之外，你還可以使用備份的 Yubikey。你還可以給你的賬戶增加額外的 Yubikey 配置。

如果有其他人獲得了你的密碼，他們在沒有你的物理硬體 Yubikey 的情況下，仍然不能登入。恭喜！你已經顯著提高了你的工作環境登入的安全性了。

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via: https://fedoramagazine.org/login-challenge-response-authentication/

作者：nabooengineer 選題：lujun9972 譯者：hopefully2333 校對：wxy

本文由 LCTT 原創編譯，Linux中國 榮譽推出