0x00 基础
本文将描述如何实现一个具备安全认证的 WebConsole，基于 Golang-SSH 库 实现。WebConsole 的核心实现是打通了 WebSocket+SSH 的输入输出流，使得用户直接使用浏览器就可以运行 SSH 终端，非常适合于轻便运维的场景。WebSocket 基于 TCP 传输协议，并复用 HTTP 的握手通道，关于 WebSocket 和 Golang 的开发可以参见：How to Use Websockets in Golang: Best Tools and Step-by-Step Guide。
0x01 WebConsole 数据流
一个具备远程登陆的功能的 Web-Console，其数据流向大概如下：
User<--->Browser<--->WebSocket<--->SSH<--->(TTY)RemoteServer
+---------+ http +--------+ ssh +-----------+
| browser | <==========> | webssh | <=======> | ssh server|
+---------+ websocket +--------+ ssh +-----------+
数据流
中间的 Proxy 代理层，负责将 websocket 流转换为 SSH 流（核心是输入和输出的转发）：
0x02 实现
作为一个 SSH 远程登陆系统，认证是及其重要的一环，将上面的数据流扩展下，加入必要的身份及票据认证，如下图
组件
- CGI+WEB，采用开源的框架 Gin 实现
- Websocket
- SSH
- 认证采用临时（一次性）Token 兑换真实 Token（如 SSH 证书 / 秘钥 / 口令等）的方式，这种方式简单易理解，当然了也可以使用
OAuth2/OpenID这种开放认证协议
基本实现流程
-
用户 A 申请某一台机器的登录权限，后台服务返回一个一次性 token 构造的 url 给用户，如
https://1.2.3.4/cgi-bin/webconsole/check?token=token1（这里假设以 GET 方式请求） -
在 IOA 认证（为了获取合法用户的身份信息，或者
Oauth2认证）的前提下，用户使用浏览器访问上述登录 url, 后台服务先校验用户cookies及 HTTP 签名，然后再校验token1是否合法（使用次数 + 有效时间） -
当前一步的认证通过后，后台服务返回 Websocket 的地址，再加上另一个一次性票据，如
token2，如ws://1.2.3.4/cgi-bin/webconsole/login?token=token2，改地址返回给用户端浏览器 -
当 Websocket 请求（上一步的Response）到达后端，服务校验票据
token2，校验通过后，后台将 HTTP 请求升级为 WebSocket 协议, 后续的数据交换则遵照 WebSocket 协议（这里就得到一个和浏览器数据交换的连接通道） -
后台服务使用
token2换取真实票据后, 与远端 Server 建立一个 SSH Channel。然后后台将终端的大小等信息通过 SSHChannel请求远程主机创建PTY, 请求启动默认Shell -
后台服务通过 Socket 连接通道获取用户（键盘）输入, 再通过 SSH
Channel将输入传给PTY,PTY将这些数据交给远程主机处理后按照前面指定的终端标准输出到 SSHChannel中 -
后台服务从 SSH
Channel中拿到按照终端大小的标准输出后又通过 Socket 连接将输出返回给浏览器，至此一个 Web Terminal 建立成功
0x03 一些代码细节
升级 TCP 连接为 SSH 连接
对 Tcp 连接进行升级，这是 Golang 中非常常见的做法：
tcpConn, err := listener.Accept()
if err != nil {
log.Printf("failed to accept incoming connection (%s)", err)
continue
}
// Before use, a handshake must be performed on the incoming net.Conn.
sshConn, chans, reqs, err := ssh.NewServerConn(tcpConn, sshServerConfig)
if err != nil {
log.Printf("failed to handshake (%s)", err)
continue
}
升级 HTTP 连接为 Web Socket
定义常量，web socket 升级器:
var upgrader = websocket.Upgrader{
ReadBufferSize: 1024,
WriteBufferSize: 1024,
CheckOrigin: func(r *http.Request) bool {
return true
},
}
websock_conn, err := upgrader.Upgrade(c.Writer, c.Request, nil)
if err != nil {
c.Error(err)
return
}
SSH 的层次结构 Client/Channel/Request
下图直观展示了 SSH 的架构：
- Client: 实现了 SSH 抽象的客户端
- Channel 和 Request:
这二者是 SSH 协议里面的链接层, 该层主要是将多个加密隧道分成逻辑通道，通道可以复用
常见通道类型有：session、x11、forwarded-tcpip、direct-tcpip。通道里面的 Requests 是用于接收创建 SSH Channel 的请求的，而 SSH Channel 就是里面的 Connection, 数据的交互是基于 Connection 完成。
构建非交互式 SSH 客户端
现在看下如何创建一个非交互式的 SSH 客户端，作为 WebConsole 和用户的交互模块：
1、通过 ssh.Dial() 创建一个 SSH 客户端连接
sshclient,err = ssh.Dial("tcp", addr, clientConfig)
2、通过 SSH 客户端创建 SSH Channel, 并请求一个 pty 伪终端, 并开启用户的默认 Shell
channel, inRequests, err := sshclient.OpenChannel("session", nil)
if err != nil {
log.Println(err)
return nil
}
ok, err := channel.SendRequest("pty-req", true, ssh.Marshal(&req))
if !ok || err != nil {
log.Println(err)
return nil
}
ok, err = channel.SendRequest("shell", true, nil)
if !ok || err != nil {
log.Println(err)
return nil
}
Remote Server 与 Browser 实时数据交换
现在为止建立了两个 IO 通道，一个是 WebSocket 通道，另外一个是 SSH Channel。由于需要双向转发数据，这里新建 2 个 groutine：
groutine1不停的从 WebSocket 通道里读取用户的输入, 并通过 SSH Channel 传给远程主机groutine2负责将远程主机的数据（主要是终端屏显数据）传递给浏览器
1、groutine1 主要完成从 Websocket 中读取数据，通过 ssh 的 Channel 发送到目标服务器
go func() {
for {
// p 为用户输入
_, p, err := ws.ReadMessage()
if err != nil {
return
}
// 获取用户的输入，写入 Channel
_, err = this.channel.Write(p)
if err != nil {
return
}
}
}()
2、groutine2 主要完成从 SSH Channel 中读取数据，写入 Websocket，这样用户在浏览器上可以看到操作回显了：
go func() {
br := bufio.NewReader(this.channel)
buf := []byte{}
t := time.NewTimer(time.Microsecond * 100)
defer t.Stop()
// 构建一个信道, 一端将数据远程主机的数据写入, 一段读取数据写入 ws
r := make(chan rune)
// 另起一个协程, 一个死循环不断的读取 SSH Channel 的数据, 并传给 r-chan 直到连接断开
go func() {
defer this.Client.Close()
defer this.Session.Close()
for {
x, size, err := br.ReadRune()
if err != nil {
log.Println(err)
ws.WriteMessage(1, []byte("\033[31m 已经关闭连接!\033[0m"))
ws.Close()
return
}
if size > 0 {
r <- x
}
}
}()
// 主循环
for {
select {
// 每隔 100 微秒, 只要 buf 的长度不为 0 就将数据写入 ws, 并重置时间和 buf
case <-t.C:
if len(buf) != 0 {
err := ws.WriteMessage(websocket.TextMessage, buf)
buf = []byte{}
if err != nil {
log.Println(err)
return
}
}
t.Reset(time.Microsecond * 100)
// 前面已经将 SSH Channel 里读取的数据写入创建的通道 r, 这里读取数据, 不断增加 buf 的长度, 在设定的 100 microsecond 后由上面判定长度是否返送数据
case d := <-r:
if d != utf8.RuneError {
p := make([]byte, utf8.RuneLen(d))
utf8.EncodeRune(p, d)
buf = append(buf, p...)
} else {
buf = append(buf, []byte("@")...)
}
}
}
}()
0x04 登录效果验证
直接在浏览器中输入已认证的 url，成功通过 WebConsole 连上远端的 SSH 服务器，大功告成
0x05 总结
- 在整个系统中，最关键的点是怎样防止用户的身份被伪造，直观点，就是在第 2 步中，后台服务如何确定，当前的接口调用方就是用户 A。另外，如何解决共享权限的场景，假设 A 申请了某台机器的登录权限，假设 A 授权 B 也可以使用该票据登录，那么系统的认证如何完成呢？这个是很有趣的问题，待后面在工作中慢慢思考和实现吧。
- 此外，作为 SSH 连接代理的服务（本文中以
CGI服务承担）的稳定性也很重要，因为 WebConsole 的所有流量都会经由 SSH 连接代理转发，TCP 连接也由代理维持，一旦代理故障，所有的 WebConsole 连接都会断开，所以可用性的设计也是非常重要的一环。 - 整个 Web 页面需要前置认证机制，比如接入 Github 的
Oauth、Onelogin等等
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