通過詢問-響應身份認證提高桌面登錄安全
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，它有我們熟悉的用戶名密碼登錄方式，它也同樣提供了其他的身份認證選項，比如生物識別、指紋、智能卡、一次性密碼，甚至是詢問-響應身份認證。
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 雜志之前就已經介紹過了這其中的一些選項：
在現在的 Fedora 版本中，最安全的方法之一就是離線硬件詢問-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，你就正在響應用戶名詢問。離線的詢問、響應包含了這些部分：首先是需要你的用戶名，接下來，Fedora 會要你提供一個加密的物理硬件的令牌。令牌會把另一個其存儲的加密密鑰通過可插入式身份認證模塊（PAM）框架來響應詢問。最后，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件令牌，或是只使用了賬戶名密碼而沒有正確的加密密鑰。
這意味著除了你的賬戶名密碼之外，你必須事先在你的操作系統中注冊了一個或多個加密硬件令牌。你必須保證你的物理硬件令牌能夠匹配你的用戶名。
一些詢問-響應的方法，比如一次性密碼（OTP），在硬件令牌上獲取加密的代碼密鑰，然后將這個密鑰通過網絡傳輸到遠程身份認證服務器。然后這個服務器會告訴 Fedora 的 PAM 框架，這是否是該用戶的一個有效令牌。如果身份認證服務器在本地網絡上，這個方法非常好。但它的缺點是如果網絡連接斷開或是你在沒有網的遠程端工作。你會被鎖在系統之外，直到你能通過網絡連接到身份認證服務器。
有時候，生產環境會采用通過 Yubikey 使用一次性密碼（OTP）的設置，然而，在家庭或個人的系統上，你可能更喜歡詢問-響應設置。一切都是本地的，這種方法不需要通過遠程網絡調用。下面這些過程適用于 Fedora 27、28 和 29.
準備
硬件令牌密鑰
首先，你需要一個安全的硬件令牌密鑰。具體來說，這個過程需要一個 Yubikey 4、Yubikey NEO，或者是最近發布的、同樣支持 FIDO2 的 Yubikey 5 系列設備。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密鑰。較為簡單的 FIDO 和 FIDO U2F 版本不適用于這個過程，但是非常適合使用 FIDO 的在線服務。
備份、備份，以及備份
接下來，為你所有的重要數據制作備份，你可能想在克隆在 VM 里的 Fedora 27/28/29 里測試配置，來確保你在設置你自己的個人工作環境之前理解這個過程。
升級，然后安裝
現在，確定你的 Fedora 是最新的，然后通過 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 設備已經插進了 USB 口，然后允許 VM 控制的 USB 訪問 Yubikey。
配置 Yubikey
確認你的賬戶訪問到了 USB Yubikey：
$ ykinfo -vversion: 3.5.0
如果 Yubikey 沒有被檢測到，會出現下面這些錯誤信息：
Yubikey core error: no yubikey present
接下來，通過下面這些 ykpersonalize 命令初始化你每個新的 Yubikey。這將設置 Yubikey 配置插槽 2 使用 HMAC-SHA1 算法（即使少于 64 個字符）進行詢問響應。如果你已經為詢問響應設置好了你的 Yubikey。你就不需要再次運行 ykpersonalize 了。
ykpersonalize -2 -ochal-resp -ochal-hmac -ohmac-lt64 -oserial-api-visible
一些用戶在使用的時候將 YubiKey 留在了他們的工作站上，甚至用于對虛擬機進行詢問-響應。然而，為了更好的安全性，你可能會更愿意使用手動觸發 YubiKey 來響應詢問。
要添加手動詢問按鈕觸發器，請添加 -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 秒內按下硬件密鑰區域上的按鈕來生成響應密鑰。
$ ykpersonalize -2 -ochal-resp -ochal-hmac -ohmac-lt64 -ochal-btn-trig -oserial-api-visible
為你的每個新的硬件密鑰執行此操作。每個密鑰執行一次。完成編程之后，使用下面的命令將 Yubikey 配置存儲到 ~/.yubico：
$ ykpamcfg -2 -vdebug: util.c:222 (check_firmware_version): YubiKey Firmware version: 4.3.4Sending 63 bytes HMAC challenge to slot 2Sending 63 bytes HMAC challenge to slot 2Stored initial challenge and expected response in '/home/chuckfinley/.yubico/challenge-9992567'.
如果你要設置多個密鑰用于備份，請將所有的密鑰設置為相同，然后使用 ykpamcfg 工具存儲每個密鑰的詢問-響應。如果你在一個已經存在的注冊密鑰上運行 ykpersonalize 命令，你就必須再次存儲配置信息。
配置 /etc/pam.d/sudo
現在要去驗證配置是否有效，在同一個終端窗口中，你需要設置 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 文件中。
auth required pam_yubico.so mode=challenge-response
將上面的 auth 行插入到文件中的 auth include system-auth 行的上面，然后保存并退出編輯器。在默認的 Fedora 29 設置中，/etc/pam.d/sudo 應該像下面這樣：
#%PAM-1.0auth required pam_yubico.so mode=challenge-responseauth include system-authaccount include system-authpassword include system-authsession optional pam_keyinit.so revokesession required pam_limits.sosession include system-auth
保持這個初始的終端窗口打開，然后打開一個新的終端窗口進行測試，在新的終端窗口中輸入：
$ sudo echo testing
你應該注意到了 Yubikey 上的 LED 在閃爍。點擊 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后，你應該會在終端屏幕上看見 “testing” 的字樣。
現在去測試確保失敗也正常，啟動另一個終端窗口，并從 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，登錄也應該失敗。
設置 Gnome 桌面管理器（GDM）
一旦你的測試完成后，你就可以為圖形登錄添加詢問-響應支持了。將你的 Yubikey 再次插入進 USB 插口中。然后將下面這幾行添加到 /etc/pam.d/gdm-password 文件中：
auth required pam_yubico.so mode=challenge-response
打開一個終端窗口，然后運行下面這些命令。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，然后在提示符處輸入密碼。
修改 /etc/pam.d/gdm-password 文件，在已有的 auth substack password-auth 行上添加新的行。這個文件的頂部應該像下面這樣：
auth [success=done ignore=ignore default=bad] pam_selinux_permit.soauth required pam_yubico.so mode=challenge-responseauth substack password-authauth optional pam_gnome_keyring.soauth include postloginaccount required pam_nologin.so
保存更改并退出編輯器，如果你使用的是 vi，輸入鍵是按 Esc 鍵，然后在提示符處輸入 wq! 來保存并退出。
結論
現在注銷 GNOME。將 Yubikey 插入到 USB 口，在圖形登錄界面上點擊你的用戶名。Yubikey LED 會開始閃爍。觸摸那個按鈕，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件 Yubikey 的情況下，仍然不能登錄。恭喜！你已經顯著提高了你的工作環境登錄的安全性了。
