ラズパイに2段階認証を導入してみる

[Raspberry Pi Blog](https://www.raspberrypi.org/blog/) を元に、２段階認証を導入してみました。
とりあえず、書いてあることをなぞりながら、お勉強です。

- [Setting up two-factor authentication on your Raspberry Pi](https://www.raspberrypi.org/blog/setting-up-two-factor-authentication-on-your-raspberry-pi/)

### 事前準備

```
$ sudo apt-get update
取得:1 http://raspbian.raspberrypi.org/raspbian buster InRelease [15.0 kB]                               
取得:2 http://raspbian.raspberrypi.org/raspbian buster/main armhf Packages [13.0 MB]                                                                                            
取得:3 http://archive.raspberrypi.org/debian buster InRelease [25.1 kB]                                                                                                         
取得:4 http://archive.raspberrypi.org/debian buster/main armhf Packages [329 kB]                                                                                                
13.4 MB を 4分 28秒 で取得しました (50.0 kB/s)                                                                                                                                  
パッケージリストを読み込んでいます... 完了
```
```
$ sudo apt-get full-upgrade
パッケージリストを読み込んでいます... 完了
依存関係ツリーを作成しています                
状態情報を読み取っています... 完了
アップグレードパッケージを検出しています... 完了
以下のパッケージはアップグレードされます:
  dphys-swapfile rpi-eeprom rpi-eeprom-images
アップグレード: 3 個、新規インストール: 0 個、削除: 0 個、保留: 0 個。
472 kB のアーカイブを取得する必要があります。
この操作後に 506 kB のディスク容量が解放されます。
続行しますか? [Y/n] Y
取得:1 http://archive.raspberrypi.org/debian buster/main armhf dphys-swapfile all 20100506-5+rpt1 [21.4 kB]
取得:2 http://archive.raspberrypi.org/debian buster/main armhf rpi-eeprom-images all 7.0-1 [433 kB]
取得:3 http://archive.raspberrypi.org/debian buster/main armhf rpi-eeprom all 7.0-1 [18.0 kB]
472 kB を 6秒 で取得しました (84.3 kB/s)
changelog を読み込んでいます... 完了
(データベースを読み込んでいます ... 現在 180048 個のファイルとディレクトリがインストールされています。)
.../dphys-swapfile_20100506-5+rpt1_all.deb を展開する準備をしています ...
dphys-swapfile (20100506-5+rpt1) で (20100506-5 に) 上書き展開しています ...
.../rpi-eeprom-images_7.0-1_all.deb を展開する準備をしています ...
rpi-eeprom-images (7.0-1) で (6.0-1 に) 上書き展開しています ...
.../rpi-eeprom_7.0-1_all.deb を展開する準備をしています ...
rpi-eeprom (7.0-1) で (6.0-1 に) 上書き展開しています ...
dphys-swapfile (20100506-5+rpt1) を設定しています ...
rpi-eeprom-images (7.0-1) を設定しています ...
rpi-eeprom (7.0-1) を設定しています ...
man-db (2.8.5-2) のトリガを処理しています ...
systemd (241-7~deb10u4+rpi1) のトリガを処理しています ...
```

### SSH有効化

```
$ sudo systemctl enable ssh
Synchronizing state of ssh.service with SysV service script with /lib/systemd/systemd-sysv-install.
Executing: /lib/systemd/systemd-sysv-install enable ssh
```
```
$ sudo systemctl start ssh
```

### "challenge-response"有効化

あまり ```nano``` は使わないので、少し迷いました。
デフォルト **no** になっているところを **yes** に変更。

```
$ sudo nano /etc/ssh/sshd_config
```
***BEFORE***
![20200519_IMG_0001.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/244560/b9352045-a9e0-f85f-005f-f76778718677.png)

***AFTER***
![20200519_IMG_0002.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/244560/1769c767-8281-1367-6f53-ad758f0899c0.png)

```
$ sudo systemctl restart ssh
```

### SmartphoneにGoogle Authenticatorをインストール

QiitaやAWSで利用しているので、インストール済みでした。
ここは割愛します。
AppStoreやGooglePlayでインストールをすればOK。

### Raspberry Pi 3にGoogle Authenticator PAM moduleをインストール

```
$ sudo apt install libpam-google-authenticator
パッケージリストを読み込んでいます... 完了
依存関係ツリーを作成しています                
状態情報を読み取っています... 完了
以下のパッケージが新たにインストールされます:
  libpam-google-authenticator
アップグレード: 0 個、新規インストール: 1 個、削除: 0 個、保留: 0 個。
30.4 kB のアーカイブを取得する必要があります。
この操作後に追加で 104 kB のディスク容量が消費されます。
取得:1 http://ftp.tsukuba.wide.ad.jp/Linux/raspbian/raspbian buster/main armhf libpam-google-authenticator armhf 20170702-2 [30.4 kB]
30.4 kB を 1秒 で取得しました (27.8 kB/s)        
以前に未選択のパッケージ libpam-google-authenticator を選択しています。
(データベースを読み込んでいます ... 現在 180063 個のファイルとディレクトリがインストールされています。)
.../libpam-google-authenticator_20170702-2_armhf.deb を展開する準備をしています ...
libpam-google-authenticator (20170702-2) を展開しています...
libpam-google-authenticator (20170702-2) を設定しています ...
man-db (2.8.5-2) のトリガを処理しています ...
```

### ２段階認証の設定

Google Authenticatorを実行すると、QRコードが表示されるので、それをSmartphoneのGoogle Authenticatorで読み込む。
QRコード部分は表示から抜いています。

```
$ google-authenticator

Do you want authentication tokens to be time-based (y/n) y
Warning: pasting the following URL into your browser exposes the OTP secret to Google:
  https://www.google.com/chart?chs=200x200&chld=M|0&cht=qr&chl=otpauth://totp/pi@hogehoge%3Fsecret%3DMMVFVGWSMY57RLTG5SOGXWAZEY%26issuer%3Dhogehoge

Your new secret key is: hogehoge
Your verification code is 000000
Your emergency scratch codes are:
  11111111
  22222222
  33333333
  44444444
  55555555

Do you want me to update your "/home/pi/.google_authenticator" file? (y/n) y

Do you want to disallow multiple uses of the same authentication
token? This restricts you to one login about every 30s, but it increases
your chances to notice or even prevent man-in-the-middle attacks (y/n) y

By default, a new token is generated every 30 seconds by the mobile app.
In order to compensate for possible time-skew between the client and the server,
we allow an extra token before and after the current time. This allows for a
time skew of up to 30 seconds between authentication server and client. If you
experience problems with poor time synchronization, you can increase the window
from its default size of 3 permitted codes (one previous code, the current
code, the next code) to 17 permitted codes (the 8 previous codes, the current
code, and the 8 next codes). This will permit for a time skew of up to 4 minutes
between client and server.
Do you want to do so? (y/n) y

If the computer that you are logging into isn't hardened against brute-force
login attempts, you can enable rate-limiting for the authentication module.
By default, this limits attackers to no more than 3 login attempts every 30s.
Do you want to enable rate-limiting? (y/n) y
```

ちゃんと追加されました。

<img width="375" alt="20200519_IMG_2427.png" src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/244560/52f6801e-6cd9-4560-a0f5-62f68096a615.png">



### ２段階認証の有効化

**Starndart Un*x authentication.** の下に **2FA** を追記。

```
$ sudo nano /etc/pam.d/sshd
```

***BEFORE***
![20200519_IMG_0003.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/244560/b93abf78-4970-6c5f-4a7b-9a87e450e859.png)

***AFTER***
![20200519_IMG_0004.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/244560/22bca502-c7f0-f14b-73d2-d8180d529739.png)

```
$ sudo systemctl restart ssh
```

### ２段階認証でログインできるか確認

今までは出なかった **Verification code:** が表示されました。
ここでSmartphoneのGoogle Authenticatorに表示されているコードを入力して、Enter。
ちゃんと２段階認証でRaspberry Pi 3にログインすることができました！

```
$ ssh pi@hogehoge.local
Password: 
Verification code: 
Linux hogehoge 4.19.97-v7+ #1294 SMP Thu Jan 30 13:15:58 GMT 2020 armv7l

The programs included with the Debian GNU/Linux system are free software;
the exact distribution terms for each program are described in the
individual files in /usr/share/doc/*/copyright.

Debian GNU/Linux comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY, to the extent
permitted by applicable law.
Last login: Tue May 19 21:08:31 2020 from fe80::839:7184:a015:be73%wlan0
```

### 最後に

思っていたより、ずっと簡単に２段階認証が設定できてびっくりしました。
Raspberry Pi 3以外のものにも設定を試してみようかと思います。