Schlüsselbasierte SSH-Verbindung über die Windows PowerShell einrichten

Worum geht es?

Die folgende Anleitung beschreibt die Einrichtung einer Schlüsselbasierte SSH-Verbindung bzw. SSH-Public-Key-Authentifizierung von einem lokalen Windows-Betriebssystem zu einem Synology NAS mit Hilfe der Windows PowerShell.

Einleitung

Secure Shell, abgekürzt SSH, ist ein Netzwerkprotokoll zum Aufbau verschlüsselter Verbindungen zwischen Geräten im lokalen Netzwerk oder über das Internet. Bei der SSH-Public-Key-Authentifizierung wird mithilfe eines Schlüsselpaares, bestehend aus einem privaten und einem öffentlichen Schlüssel, eine passwortfreie Anmeldung zu einem Remote-Server aufgebaut, die bei Bedarf durch die Eingabe einer zusätzlichen Passphrase weiter abgesichert werden kann. Die Verwendung eines solchen Schlüsselpaares ist daher wesentlich schwieriger zu kompromittieren als die Eingabe eines Passwortes.

Hinweis: Texte in Großbuchstaben innerhalb eckiger Klammern dienen als Platzhalter und müssen durch eigene Angaben ersetzt werden, können aber an einigen Stellen auch nur der Information dienen. Es ist zu beachten, dass die eckigen Klammern Teil des Platzhalters sind und beim Ersetzen durch eigene Angaben ebenfalls entfernt werden müssen.

Windows PowerShell öffnen

• Starte die PowerShell aus der Liste der Windows-Programme.
• Du solltest dich direkt im Home-Verzeichnis deines aktuell angemeldeten Windows-Benutzers befinden.

  PS C:\Users\[BENUTZERNAME]>

• Überprüfe sicherheitshalber noch einmal die Version der PowerShell. Diese sollte mindestens Version 5.1 oder höher sein. Dazu gibst du in der Eingabeaufforderung folgenden Befehl ein

  $PSVersionTable.PSVersion

  Anmerkung: Seit Windows 10 1809 ist der OpenSSH-Client bereits standardmäßig installiert. In Verbindung mit der Windows PowerShell 5.1 oder höher lassen sich SSH Schlüssel einfach erstellen.

Schlüsselpaar erstellen

• Du kannst nun beginnen, ein neues SSH-Schlüsselpaar zu erzeugen, das aus einem öffentlichen und einem privaten Schlüssel besteht. Dies geschieht mit dem Befehl ssh-keygen. Durch die einfache Eingabe des Befehls ssh-keygen können je nach Konfiguration verschiedene Verschlüsselungsalgorithmen zur Anwendung kommen. Daher sollte immer angegeben werden, welcher Algorithmus verwendet werden soll. Im Folgenden wird der RSA-Algorithmus mit einer Verschlüsselung von 4096 Bit verwendet.

  ssh-keygen -t rsa -b 4096 (-t steht für type, also den Verschlüsselungstyp, hier rsa für RSA Protokoll 2) (-b steht für Bit, also die Bitlänge des Verschlüsselungsschlüssels, hier 4096 Bit)

• Unmittelbar nach dem Ausführen des Befehls wirst du gefragt, unter welchem Dateinamen die SSH-Schlüssel gespeichert werden sollen. Wenn du den vorgeschlagenen Pfad und Dateinamen beibehalten möchtest, drücke zur Bestätigung einfach die Eingabetaste. Andernfalls kannst du unter Verwendung des vollständigen Pfads einen alternativen Dateinamen ohne Dateiendung eingeben. In diesem Beispiel wird der vorgeschlagene Dateiname verwendet.

  Generating public/private rsa key pair.
  Enter file in which to save the key (C:\Users\[BENUTZERNAME]/.ssh/id_rsa):
  Created directory 'C:\Users\[BENUTZERNAME]/.ssh'.
  

• Anschließend wirst du aufgefordert, eine Passphrase, also ein Passwort, einzugeben. Die Verwendung einer Passphrase wird einerseits dringend empfohlen, da sie verhindert, dass der private Schlüssel einfach kopiert und verwendet werden kann, selbst wenn dein Client-Betriebssystem kompromittiert wurde. Der Nachteil einer Passphrase ist, dass du sie jedes Mal eingeben musst, wenn du eine Verbindung über SSH herstellen möchtest. Dies kann kontraproduktiv sein, wenn man später unbeaufsichtigte und damit automatisierte SSH-Verbindungen aufbauen möchte, um z.B. automatisierte Backups durchzuführen. In diesem Fall ist von der Eingabe einer Passphrase dringend abzuraten. Es bleibt also jedem selbst überlassen, ob er eine Passphrase verwenden möchte oder nicht. In diesem Beispiel wird keine Passphrase verwendet, sondern die beiden folgenden Abfragen werden einfach durch Drücken der Eingabetaste übersprungen.

  Enter passphrase (empty for no passphrase):
  Enter same passphrase again:
  

• In der Folge erscheint eine ähnliche Ausgabe wie diese...

  Your identification has been saved in C:\Users\[BENUTZERNAME]/.ssh/id_rsa
  Your public key has been saved in C:\Users\[BENUTZERNAME]/.ssh/id_rsa.pub
  The key fingerprint is:
  SHA256:ScteBU5B3/m7/cod5OqlH8JSDpiNC8oGGYx0sEhoHFM [BENUTZERNAME]@[CLIENT-PC]
  The key's randomart image is:
  +---[RSA 4096]----+
  |o*+E     .=.     |
  |=o*      o o . . |
  |oo o    . . o o  |
  |    o  o o=.   . |
  |   o   .S+.o . ..|
  |    o ..... = o .|
  |     +  .. . + * |
  |    .       ..=.=|
  |            .+++=|
  +----[SHA256]-----+
  PS C:\Users\[BENUTZERNAME]>
  

• Nach der Ausführung befindet sich nun im Verzeichnis C:\Users[BENUTZERNAME]/.ssh> eine Datei mit dem Namen id_rsa, die den privaten Schlüssel enthält und eine Datei mit dem Namen id_rsa.pub, die den öffentlichen Schlüssel enthält.
• Wechsel mit cd (steht für "change Directory") in dieses Verzeichnis

  cd .ssh

• Der Prompt sollte an dieser Stelle das Verzeichnis .ssh als Bestätigung enthalten und etwa so aussehen

  PS C:\Users\[BENUTZERNAME]/.ssh>

• Der Inhalt des Verzeichnisses kann mit dem Befehl dir (steht für "directory") angezeigt werden. dir Beispiel für die Ausgabe

      Directory: C:\Users\[BENUTZERNAME]\.ssh
  
  Mode                 LastWriteTime         Length Name
  ----                 -------------         ------ ----
  -a---          31.12.2024    07:00           3389 id_rsa
  -a---          31.12.2024    07:00            749 id_rsa.pub
  

• Hinweis: Du kannst dir jederzeit den Inhalt des Verzeichnisses anzeigen lassen, in dem du dich gerade befindest.
• Bei Bedarf kannst du dir den Inhalt des öffentlichen Schlüssels mit dem Befehl type auf der Konsole der PowerShell anzeigen lassen. Wenn du den öffentlichen Schlüssel an andere Personen weitergeben möchtest, kannst du den Schlüssel auch kopieren und in einer separaten Textdatei speichern.

  type id_rsa.pub

• Beispiel für die Ausgabe

  ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAADAQABAAACAQCbTJMv9N+pU8n7SaDa9RLazZwB+cR0ke2ggq/Xbria3fsuLGG/wrd5mOt1KYSg7FWiiHUSec0s1sX0OAbWk8qX47UaJKe7SP6so39kVjkRGINACsojvYI773LBpDuKmGzBqsTpBSlYLGLtA7rs669YSEV+8M6Z7NJj6YySDRBL/TSx/cjiJyh5h6yHwW/+nqzFBteqzVoBQ241nGdVzcb5S16DnJLhn2MB7es70yOzq02y5XpFSPswme6sH5/jIkNhp1OU2++jPxLNOkcN73WB3pc3jz7bZxkBSh7zJxy1o39kVjkRGISbznxxbIGDn20iAFoLF6IHl0mWhiuYVwSRjZ8M1Kf71qYv7X3RHMrKQQM5qYtpk/R0NdGrvemDP/5gAI0wOG1D/RQD8nBHzHwuNvLGLtA7rs66tcfj1g+jwwMPzEgX5MsisbIKfhwLJZE34zyfWDj/Vl5n44yG7/YDkYmxtPRsYbfLUm5D+q5dhm5+g3H8t0/eQXHel7chM5I8j4pElDhFOCF8jeaCeawxAGrRn6Dab93BHF1wwowOp4kVWKw0lnvTQfbcIc5BSrxR2uYfQk9dwiiDeE6npEN11mTezRN/tsZ6JE4OrPL8oGha7Fa73AIMvyo+/kKsl2wMpBHYRZq70dp0MTUfIAQPAvNM31yNY4B8oIKV+wBxXw== [BENUTZERNAME]@[CLIENT-PC]
  

Die Datei authorized_keys erstellen und den eigenen öffentlichen Schlüssel hinzufügen

• In der Datei authorized_keys werden später neben dem eigenen Schlüssel auch alle öffentlichen Schlüssel bekannter Remote-Server eingetragen, die auf dein Client-Betriebssystem zugreifen wollen, um eine passwortlose SSH-Verbindung zu ermöglichen. Zur Erstellung der Datei authorized_keys gibts du folgenden Befehl ein

  New-Item -Path $env:USERPROFILE\.ssh\authorized_keys -ItemType File

• Der folgende Befehl trägt den eigenen öffentlichen Schlüssel in authorized_keys ein.

  type $env:USERPROFILE\.ssh\id_rsa.pub >> $env:USERPROFILE\.ssh/authorized_keys

Übertragen des öffentlichen Schlüssels auf ein Synology NAS

Um in Zukunft eine passwortfreie Anmeldung an einem Synology NAS zu ermöglichen, ist es notwendig, den öffentlichen Schlüssel dorthin zu kopieren. Der öffentliche Schlüssel kann auch auf weitere Remote-Server kopiert werden, mit denen man sich verbinden möchte, während der private Schlüssel immer auf dem lokalen Linux Betriebssystem verbleibt und niemals weitergegeben wird.

SSH Dienst aktivieren

Um eine SSH-Verbindung von deinem Windows-Betriebssystem zu deinem Synology NAS herzustellen, musst du zuerst den SSH-Dienst im DiskStation Manager (nachfolgend DSM genannt) aktivieren. Dazu meldest du dich am DSM deines Synology NAS mit einem Konto an, das zur Gruppe der Administratoren (administrators) gehört.

Anschließend navigierst du zu DSM-Hauptmenü > Systemsteuerung > Terminal & SNMP, wechselst dort auf die Registerkarte Terminal und aktivierst das Kontrollkästchen SSH-Dienst aktivieren. Direkt darunter kannst du bei Bedarf den Port anpassen, den der SSH-Dienst verwenden soll.

Hinweis: Standardmäßig ist hier der Port 22 voreingestellt. Aus Sicherheitsgründen wird jedoch empfohlen, diesen durch einen Port zu ersetzen, der bestenfalls im dynamischen und damit freien Portbereich zwischen 49152 und 65535 liegen sollte, wobei gegen die Verwendung von registrierten Ports, die im Portbereich zwischen 1024 und 49151 liegen, nach eingehender Prüfung nichts einzuwenden ist. In der folgenden Beschreibung wird jedoch beispielhaft Port 22 verwendet.

Durch Anklicken der Schaltfläche Übernehmen werden deine Einstellungen gespeichert.

Benutzer-Home-Dienst aktivieren

Um die erzeugten Schlüssel auf einem Synology NAS übertragen zu können, muss außerdem der Benutzer-Home-Dienst aktiviert werden. Melde dich dazu am DSM deines Synology NAS mit einem Konto an, das zur Gruppe der Administratoren (administrators) gehört.

Navigiere anschließend zu DSM-Hauptmenü > Systemsteuerung > Benutzer und Gruppe und wechsle dort auf die Registerkarte Erweitert. Aktiviere unter dem Menüpunkt Benutzerbasis das Kontrollkästchen Benutzer-Home-Dienst aktivieren.

Direkt darunter kann noch der homes-Speicherort ausgewählt werden, also das Volume, auf dem die Home-Verzeichnisse der Benutzer gespeichert werden sollen. Die Vorauswahl verweist hier zunächst auf das /volume1 und kann bei Bedarf angepasst werden, wenn mehrere Volumes zur Auswahl stehen.

SSH-Verbindung zu deinem Synology NAS aufbauen

• Um dich mit deinem Synology NAS verbinden zu können, benötigst du neben der IP-Adresse und dem Port auch den Benutzernamen sowie das zugehörige Passwort. Ersetze daher im folgenden Befehl die Platzhalter für [PORT], [BENUTZERNAME] und [IP-ADRESSE] durch deine eigenen Daten. Führe anschließend folgenden Befehl aus

  ssh -p [PORT] [BENUTZERNAME]@[IP-ADRESSE]

• Nachdem du den folgenden Befehl mit der Eingabetaste bestätigt hast, solltest du eine Meldung sehen, die dich am Ende des Textes auffordert, den Verbindungsaufbau mit yes zu bestätigen. Are you sure you want to continue connecting (yes/no/[fingerprint])? Diese Meldung erscheint nur, wenn du dich zum ersten Mal per SSH mit dem Remote-Server verbinden willst. Dabei wird ein sogenannter Fingerprint in der Datei C:\Users\[BENUTZERNAME]/.ssh/known_hosts auf deinem Windows Betriebssystem hinterlegt, um zukünftige Verbindungen zu erlauben.

  The authenticity of host '[IP-ADRESSE] ([IP-ADRESSE])' can't be established.
  ED25519 key fingerprint is SHA256:DosguIv2tIYP+9n3BIrSM2df1841CdXbIc4pAZ01ehA.
  This key is not known by any other names.
  Are you sure you want to continue connecting (yes/no/[fingerprint])?
  

• Nun wirst du aufgefordert dein Passwort für die Anmeldung an deinem Remote-Server einzugeben.

  [BENUTZERNAME]@[IP-ADRESSE]'s password:

• Nach erfolgreicher Anmeldung solltest du dich auf der Konsole deines Remote-Servers befinden. Überprüfe auch hier, ob du dich im Home-Verzeichnis des angemeldeten Benutzers befindest.

  [BENUTZERNAME]@[IP-ADRESSE]:~$ pwd
  /var/services/homes/[BENUTZERNAME]
  

• Erstelle auch hier ein neues verstecktes Verzeichnis mit dem Namen .ssh und weise diesem Verzeichnis die notwendigen Berechtigungen zu.

  mkdir .ssh chmod 700 .ssh

• Melde dich wieder vom Remote-Server ab, um zur Konsole deines Client-Betriebssystems zurückzukehren.

  exit

Den öffentlichen Schlüssel auf den Remote-Server übertragen.

• Nun kann der Inhalt der Datei id_rsa.pub und damit der öffentliche Schlüssel über eine SSH-Verbindung auf den Remote-Server in die Datei authorized_keys übertragen werden, die ggf. angelegt wird, wenn sie noch nicht existiert. Ersetze dafür im folgenden Befehl die Platzhalter für [PORT], [BENUTZERNAME] und [IP-ADRESSE] durch deine eigenen Daten, ohne die eckigen Klammern zu verwenden. Führe anschließend folgenden Befehl aus

  type $env:USERPROFILE\.ssh\id_rsa.pub | ssh -p [PORT] [BENUTZERNAME]@[IP-ADRESSE] "cat >> .ssh/authorized_keys"

• Nach erfolgreicher Anmeldung durch die Eingabe des Passwortes wurde der öffentliche Schlüssel in der Datei ~/.ssh/authorized_keys deines Remote-Servers gespeichert und die Verbindung wieder getrennt. Du befindest dich weiterhin in der lokalen Eingabeaufforderung der PowerShell.

  PS C:\Users\[BENUTZERNAME]\.ssh>

Erneute SSH-Verbindung zu deinem Remote-Server aufbauen...

• Ab jetzt solltest du dich am Remote Server anmelden können, ohne ein Passwort eingeben zu müssen. Um zu überprüfen, ob dies funktioniert, melde dich erneut am Remote-Server an.

  ssh -p [PORT] [BENUTZERNAME]@[IP-ADRESSE]

• Wenn alles geklappt hat, solltest du dich nun auf der Konsole deines Remote-Servers befinden, ohne ein Passwort eingegeben zu haben (es sei denn, du verwendest eine der oben genannten Passphrase). Und wenn du schon dabei bist, kannst du auch die Berechtigungen für die Datei authorized_keys korrigieren, indem du folgenden Befehl eingibst

  chmod 600 ~/.ssh/authorized_keys

• Du hast nun erfolgreich eine passwortlose SSH-Schlüssel-Authentifizierung eingerichtet.