Full Circle Magazine FR

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**Titre : Website with Infrastructure from Scratch

The goal of this series, mainly targeted to beginners, is to guide you step-by-step in building a website, with the entire Linux infrastructure – from scratch. Basically, deploy a Linux distribution (Ubuntu) in the cloud, secure the OS, install the Apache web server and secure Apache.

You may wonder why should we go through all the trouble when it is very easy and possible to get a cheap and full featured hosting solution such as Wordpress?

I strongly believe there is no “One size fits all solution” – building from scratch will totally fulfill your needs, while a ready-to-use solution probably won't. On the other hand, a “ready-to-use solution”, especially open-source, may provide right away (complex) functionality out of the box, therefore saving on development time, and usually for free.

But my main reason for building from scratch is learning! When I built my wife's website from scratch, I learned a lot – mainly around security, OS setup and Apache – in other words, I gathered invaluable Linux experience.**

Titre : Site Web avec infrastructure à partir de 0

Le but de cette série, surtout destinée aux débutants, est de vous guider pas à pas dans la construction d'un site Web, avec toute l'infrastructure Linux, à partir de zéro. En bref, déployer une distribution Linux (Ubuntu) dans le Nuage, sécuriser l'OS, installer le serveur Web Apache et sécuriser Apache.

Vous pourriez vous demander pourquoi nous ferions tout ça alors qu'il est si facile et possible de prendre une solution hôte peu chère et complète comme Wordpress ?

Je crois fortement qu'il n'y a pas de « solution universelle », la construction à partir de zéro répondra entièrement à vos besoins, alors que la solution toute faite ne le fera probablement pas. À l'inverse, une solution « prête à l'emploi », particulièrement en Open Source, peut fournir une fonctionnalité (complexe) directement à l'installation, épargnant du temps de développement et, en général, gratuite.

Mais la raison principale d'une construction intégrale est d'apprendre ! Quand j'ai construit le site Web de ma femme à partir de rien, j'ai beaucoup appris, principalement pour ce qui concerne la sécurité et le paramétrage de l'OS et d'Apache ; autrement dit, j'ai acquis une expérience inestimable de Linux.

**Enough talking – let's start!

Here, at a high level, is what we will achieve:
• First, deploy a Linux VM (Virtual Machine) in the cloud
• Then, we'll secure this Linux VM
• We'll then install and secure Apache (web server)
• Finally, I'll show how to register a domain and link this domain to the Apache hosted on the Linux VM

Deploy Linux in the Cloud

There are many available solutions to deploy a VM in the cloud. Just as an example, Amazon Web Services is probably known Worldwide.

In my document, I will use Digital Ocean. I am not trying to make any commercial argument for Digital Ocean. I personally chose this provider because it is cheap, (charged by the hour of usage, equivalent of $5 / month for the smallest configuration with limited network usage), very easy to deploy a Linux VM, and somehow local (several data centers available – I chose New York).

Let's spin a new VM, and we'll choose Ubuntu 14.04:
• Go to https://www.digitalocean.com and log in.
• Choose “Create a new droplet” (“droplet” is just a VM).**

Assez parlé - commençons !

Voici, au niveau global, ce que nous allons réaliser :
• Premièrement, déployer une VM (Virtual Machine - machine virtuelle) Linux dans le Nuage,
• Puis, nous allons sécuriser cette VM Linux,
• Ensuite, nous nous occupérons de l'installation et de la sécurisation d'Apache (serveur Web),
• Enfin, je vous montrerai comment enregistrer un domaine et relier ce domaine à Apache, hébergé dans la VM Linux.

Déployer Linux dans le Nuage

Il y a beaucoup de solutions disponibles pour déployer une VM dans le Nuage. Juste un exemple : Amazon Web Services (service Web d'Amazon), probablement connu dans le monde entier.

Dans mon document, je vais utiliser Digital Ocean. Je n'essaie pas de faire de la publicité pour Digital Ocean. Personnellement, j'ai choisi ce fournisseur parce qu'il est bon marché (il facture à l'heure de connexion, soit environ 5€/mois pour la plus petite configuration avec un usage réseau limité), très pratique pour déployer une VM Linux et, d'une certaine façon, de proximité (j'ai choisi New York).

Faisons tourner une nouvelle VM et nous choisirons Ubuntu 14.04 :
• allez sur https://www.digitalocean.com et connectez-vous,
• choisissez « Create a new droplet » (créer une nouvelle droplet - droplet égale VM).

**Key in a VM name and choose the VM size. The smallest size runs really well. Yes, it doesn't have a lot of memory – but remember, we'll be running Linux, so it's more than enough to run a couple of websites.

Then choose the Linux flavor – we'll go for Ubuntu 14.04 64-bit - and finally use the “Create Droplet” button at the bottom of the page.

A few seconds later, the VM will be created and root password with IP address will be sent to you by email. We'll need this to connect to the VM. Note that I will not hide the IP address – after all it's temporary, and since I am supposed to secure this VM, I should not be worried about being hacked.

IMPORTANT

Digital Ocean charges by the hour even if the VM is powered off. Please go and read the Digital Ocean billing documentation for all the details.


If you'd like to stop any charges, take a snapshot (so the VM can be restored later) and then destroy the VM.

Please note that we'll continue setting up the server using only the command-line.
• First, the bandwidth is limited (only 1Tb is included in our monthly allowance) and graphical interface uses a lot of that.
• Second, command-line is faster.

As convention, all commands starting with # should run as root while all starting with $ will start as regular user.**

Saisissez un nom de VM et choisissez la taille de la VM. Le plus petit format fonctionne vraiment bien. Oui, il n'y a pas beaucoup de mémoire, mais souvenez-vous que nous allons faire tourner Linux ; aussi, c'est largement suffisant pour une paire de sites.

Ensuite, choisissez la saveur de Linux - pour nous, Ubuntu 14.04 64-bits - et, enfin, utilisez le bouton « Create Droplet » (Créer la droplet) en bas de la page.

Quelques secondes plus tard, la VM sera créée et un mot de passe administrateur (root) avec l'adresse IP vous sera envoyé par mail. Nous en aurons besoin pour nous connecter à la VM. Notez que je ne vais pas cacher l'adresse IP (après tout, c'est temporaire) et, puisque je dois sécuriser cette VM, je n'ai pas peur d'être attaqué.

IMPORTANT

Digital Ocean facture à l'heure, même si la VM est éteinte. Merci de lire la documentation de Digital Ocean sur la facturation pour tous les détails.

Si vous voulez arrêter tout coût supplémentaire, faites un instantané de votre VM (vous pourrez ainsi la restaurer plus tard) et détruisez la VM.

Veuillez noter que nous allons continuer la préparation du serveur en utilisant uniquement la ligne de commande.
• Premièrement, la bande passante est limitée (1 To seulement est compris dans notre abonnement mensuel) et l'interface graphique en utilise une bonne partie.
• Deuxièmement, la ligne de commande est plus rapide.

Par convention, toutes les commandes commençant par # devront être lancées par root alors que celles avec $ le seront par un utilisateur normal.

**Basic Security

Now that the VM is up & running, it is available via SSH from anywhere – no security is provided by default except the root password – we need to address this rapidly.

Let me make a parallel with Real Estate - when purchasing a house, the motto is “location, location, location”. Likewise, to secure a Linux server with SSH, the motto should be “no root access”, “RSA key”, “no password”.

Step 0 – Create a new user

The first time, login to your brand new Linux VM as root and create a new user called tux. Then we'll assign the password linux to our user (obviously, choose a better password).

Login to the VM – we must log in as root this 1st time. Open a terminal:

ssh root@104.236.124.121

Then add the new user:

useradd -m -s /bin/bash tux

passwd tux

 Follow the prompt and key in linux

The -m flag for useradd is to create the home folder, and -s means we want bash as shell.**

Sécurité minimum

Maintenant que la VM est configurée et fonctionne, elle est accessible depuis n'importe où par SSH - aucune sécurité n'est fournie par défaut, sauf le mot de passe root - et nous devons régler cela rapidement.

Laissez-moi faire un parallèle avec l'immobilier : quand vous achetez une maison, la devise est « localisation, emplacement, environnement ». De même, pour sécuriser un serveur Linux avec SSH, la devise devrait être « pas d'accès root », « Clé RSA », « pas de mot de passe ».

Etape 0 - Créer un utilisateur

La première fois que vous vous connectez à votre VM Linux toute neuve, créez un nouvel utilisateur nommé « tux ». Ensuite, nous attribuons le mot de passe « linux » à ce nouvel utilisateur (bien entendu, il faut choisir un meilleur mot de passe).

Connectez-vous à la VM - nous nous connectons comme root cette première fois. Ouvrez un terminal :

ssh root@104.236.124.121

Puis ajoutez un nouvel utilisateur :

useradd -m -s /bin/bash tux

passwd tux

Attendez l'invite et saisissez linux.

Le commutateur -m pour useradd crée un répertoire home et le -s indique que nous voulons bash comme shell.

**Now we must ensure that we can log in with the new user created. Open a new terminal session and let's try it out:

ssh tux@104.236.124.121

and key in your password you should now be connected. Please make sure this step works before moving forward.

1 - “no root access”

Never allow root access to SSH  if for whatever reason an attacker can get root access to your system, you are doomed.

vi /etc/ssh/sshd_config

And add these 2 lines in the beginning of the file:

AllowUsers      tux

DenyUsers       root

I am using vi as text editor but you could use another editor (I hear nano is probably better suited for beginners).

In order to take effect, we must restart the ssh daemon:

service ssh restart

Now the user root cannot connect anymore to iceberg.

Try it out – ssh root@104.236.124.121 - error message should be “Permission Denied”.

Level 1 of security completed!**

Maintenant, nous devons vérifier que nous pouvons nous connecter avec le nouvel utilisateur. Ouvrez un nouveau terminal et essayez :

ssh tux@104.236.124.121

Saisissez votre mot de passe et vous devriez être connecté. Bien vérifier que cette étape fonctionne avant de poursuivre.

1 - « pas d'accès root »

N'autorisez pas l'accès root à SSH ; si, par hasard, un assaillant peut disposer de l'accès root à votre système, vous êtes fichu.

vi /etc/ssh/sshd_config

Et ajoutez ces deux lignes au début du fichier :

AllowUsers      tux

DenyUsers       root

J'utilise l'éditeur de texte vi, mais vous pouvez en choisir un autre (on m'a dit que nano est probablement meilleur pour des débutants).

Pour que ça prenne effet, nous devons redémarrer le démon ssh :

service ssh restart

Maintenant, l'utilisateur root ne peut plus du tout se connecter à iceberg (le serveur ssh).

Essayez ssh root@104.236.124.121 ; le message d'erreur devrait être « permission denied » (autorisation refusée).

Le niveau 1 sécuritaire est terminé !

**2 – RSA key

An RSA key is a pretty secure way to login to an SSH server. Generating an RSA key will create 2 components – a private key and a public key. In plain English, a private key is a small file. A public key is also a small file. In order to access the system with the RSA keys (so we'll do what is called “RSA authentication”), SSH will ensure that both files go together – if they do, you'll be able to log in.

Let me make a parallel with a dollar bill – let's imagine we randomly tear the bill in 2 pieces. Only these 2 pieces will go together. Same for RSA keys.

The public key will be stored on the SSH server (iceberg in our example), while tux will hold the private key. When tux tries to connect to iceberg, tux must show the private key matching with the public key. And we'll make the size of the key so large that the probability somebody can reproduce the match is virtually not possible.

In summary, without the right private key, there will be no access to the server.

IMPORTANT – we'll generate the keys for tux and not root (remember – no root access!!!).

Generate the pair public/private key. We'll hit it hard and ask for a 10Kb key (I believe default is 4Kb). This process can take some time – up to 1 min at most (large key).

ssh-keygen -t rsa -b 10240

You can accept the default selection or change the name. Let's change the name on purpose to id_rsa_iceberg (but keep the same folder).

You can choose a password or leave it blank.**

2 - Clé RSA

Une clé RSA est une façon bien sécurisée de se connecter à un serveur SSH. La génération de la clé RSA créera deux composantes : une clé privée et une clé publique. En français ordinaire, une clé privée, c'est un petit fichier. Une clé publique est un autre petit fichier. Pour accéder au système avec les clés RSA (ce que nous appellerons « l’authentification RSA »), SSH vérifiera que les deux fichiers se correspondent et, si c'est le cas, vous pourrez vous connecter.

Laissez-moi faire un nouveau parallèle avec un billet de banque : imaginez que nous coupions aléatoirement le billet en deux. Seules ces deux parties vont ensemble. C'est pareil pour les clés RSA.

La clé publique est stockée dans le serveur SSH (iceberg dans notre exemple), alors que tux conservera la clé privée. Quand tux essaie de se connecter à iceberg, tux doit montrer la clé privée correspondant à la clé publique. Et la taille de la clé sera si grande que la probabilité que quelqu'un puisse reproduire la correspondance est virtuellement impossible.

En résumé, sans la bonne clé privée, il n'y a pas d'accès au serveur.

IMPORTANT - Nous allons générer des clés pour tux et pas pour root (souvenez-vous : « pas d'accès root »).

Pour la génération de la paire de clés privée/publique, nous allons les taper en dur et demander une clé de 10 Ko (je crois que par défaut la taille est de 4 Ko). Ce processus peut prendre du temps, jusqu'à une minute maximum (pour une grosse clé).

ssh-keygen -t rsa -b 10240

Vous pouvez accepter la sélection par défaut ou changer le nom. Changeons-le pour id_rsa_iceberg (mais gardons le même répertoire).

Vous pouvez choisir un mot de passe, ou le laisser en blanc.

**Some explanation here – the password is used to protect the private key itself. In the unlikely scenario somebody steals the private key, that attacker could then be able to connect to your server. But if he doesn't know the private key password, he will not be able to use the key.

I know that a few of you will not agree, but think about it – what is really the chance somebody will steal your key? Virtually none, right? This is my point – it may therefore not need a password for our purposes.

But let's make it the way we should – let choose a password: 12345 (again – if you plan to go it right - do not use a weak password, this is just a tutorial).

We should now have 2 files in the folder /home/tux/.ssh
• id_rsa_iceberg is the private key
• id_rsa_iceberg.pub is the public key

Now make a copy of the public key as follows – the name is important since ssh will be looking specifically for authorized_keys (you can change this default feature by tweaking /etc/ssh/sshd_config):


cp id_rsa_iceberg.pub authorized_keys

Special private key password security

Now, before we continue, let's talk a little bit about the private key password security.

As a general rule, modern encryption systems are pretty robust. However corners are sometimes cut and the entire system will be easier to defeat.**

Un peu d'explication : le mot de passe est utilisé pour protéger la clé privée elle-même. Dans le scénario improbable où quelqu'un vole votre clé privée, l'attaquant serait capable de se connecter à votre serveur. Mais s'il ne connaît pas le mot de passe de la clé privée, il ne pourra pas l'utiliser.

Je sais que certains d'entre vous ne sont pas d'accord, mais réfléchissez à ceci : quel est le risque réel que quelqu'un vous vole votre clé ? Virtuellement aucun, non ? Voici ce que je veux dire - nous n'avons peut-être pas besoin d'un mot de passe.

Mais faisons-le selon les règles de l'art : choisissons le mot de passe 12345 (à nouveau, si vous prévoyez de tout faire comme il faut, ne choisissez pas un mauvais mot de passe - ceci n'est qu'un tutoriel).

Nous devrions avoir 2 fichiers dans le répertoire /home/tux/.ssh
• id_rsa_iceberg pour la clé privée.
• id_rsa_iceberg.pub pour la clé publique.

Maintenant, faites une copie de la clé publique comme suit : le nom est important car ssh cherchera spécifiquement les clés autorisées (vous pouvez changer ce comportement par défaut en ajustant /etc/ssh/sshd_config) :

cp id_rsa_iceberg.pub authorized_keys

Sécurité spéciale du mot de passe de la clé privée.

Avant de poursuivre, parlons un peu de la sécurité du mot de passe de la clé privée.

En règle générale, les systèmes modernes de chiffrage sont plutôt robustes. Cependant, parfois des libertés sont prises et on pourrait plus facilement faire tomber les défenses de tout le système. 

**If you are familiar with the Enigma encryption system used by Germans during World War 2 – that was a really robust encryption system. For whatever (good?) reason, the creators decided that a character could not be encrypted as itself. Well, this feature inserted a weakness because it reduced the number of combinations the cypher could produce. It's obviously not the only reason why the code was broken – my point is that a small decision (by sloppiness or not) lowered the encryption strength of a well thought system.

Same with SSH - private keys can be encrypted with a password (remember – 12345 in our example), however the encryption used is not as strong as you may think. Thanks to Open Source, somebody noticed this weakness and it is easily possible to seriously beef up the private key encryption. If you have any interest in doing this – just for fun actually - I recommend reading this excellent blog: http://martin.kleppmann.com/2013/05/24/improving-security-of-ssh-private-keys.html

To summarize:
• make a copy of the private key.
• create 2 files - file1.txt with the original password and file2.txt with a new password. Both files can have the same password (12345 for us) but you must have both files created.
• change the encryption.

As tux (su – tux if you are root):

cd /home/tux/.ssh

mv id_rsa_iceberg id_rsa_iceberg.bak

cat >> file1.txt

Key in 12345 and hit control+d

cat >> file2.txt

Key in 12345 and hit control+d

openssl pkcs8 -topk8 -v2 des3 -in /home/tux/.ssh/id_rsa_iceberg.bak -out /home/tux/.ssh/id_rsa_iceberg -passin file:file1.txt -passout file:file2.txt

[NOTE: the above is all one line]**

Si vous connaissez le système de chiffrage Enigma utilisé par les Allemands pendant la Seconde Guerre mondiale, c'était un système de chiffrage vraiment robuste. Pour quelque (bonne ?) raison, les créateurs avaient décidé qu'un caractère ne pouvait pas s'encoder lui-même. Eh bien, cette fonctionnalité a introduit une faiblesse parce qu'elle réduisait le nombre de combinaisons que le codeur pouvait produire. Ce n'est pas l'unique raison pour laquelle le code fut cassé mais il me semble que cette décision mineure (par négligence ou non) a réduit la force de chiffrage de tout le système.

C'est pareil pour SSH : les clés privées peuvent être protégées par mot de passe (rappel : 12345 dans notre exemple), cependant, le chiffrage n'est pas aussi fort que vous pourriez le penser. Grâce à l'Open Source, quelqu'un a remarqué la faiblesse et il est facilement possible d'augmenter sérieusement le chiffrage de la clé privée. Si vous le faire vous intéresse - juste pour le plaisir, en fait - je vous recommande de lire cet excellent blog : http://martin.kleppmann.com/2013/05/24/improving-security-of-ssh-private-keys.html.

En résumé :
• Faites une copie de votre clé privée,
• créez 2 fichiers - file1.txt avec le mot de passe d'origine et file2.txt avec le nouveau mot de passe. Les deux fichiers peuvent avoir le même mot de passe (12345 pour nous), mais vous devez créer les deux fichiers,
• modifiez le chiffrage.

Comme tux (su - tux, si vous êtes root) :

cd /home/tux/.ssh

mv id_rsa_iceberg id_rsa_iceberg.bak

cat >> file1.txt

Tapez 12345 puis appuyez sur Ctrl+d

cat >> file2.txt

Tapez 12345 puis appuyez sur Ctrl+d

openssl pkcs8 -topk8 -v2 des3 -in /home/tux/.ssh/id_rsa_iceberg.bak -out /home/tux/.ssh/id_rsa_iceberg -passin file:file1.txt -passout file:file2.txt

[NOTE : Ci-dessus, il ne s'agit que d'une seule ligne !)

**Now the private key will be protected with the password included in file2.txt, and properly encrypted!

In order to connect to iceberg, we need to copy the private key id_rsa_iceberg to our computer. There are a few ways of doing this (scp for example – or secure copy), however what about a simple copy / paste?

Let's do this:

cat id_rsa_iceberg

• select everything starting with -----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- up to -----END RSA PRIVATE KEY----- and copy into the clipboard.

Back to your desktop:

cd

(this will go back to your home folder).

cd .ssh

vi id_rsa_iceberg

Now paste, save and close.

• Change the file persmission:

chmod 400 id_rsa_iceberg

(this is read-only and expected by ssh).**

À partir de maintenant, la clé privée sera protégée par le mot de passe inclus dans file2.txt, et chiffrée comme il faut !

Pour pouvoir se connecter à iceberg, nous avons besoin d'une copie de la clé privée id_rsa_iceberg sur notre ordinateur. On peut le faire de différentes façons (scp par exemple, ou une copie sécurisée) ; cependant, pourquoi pas un simple copier/coller ?

Faisons-le :

cat id_rsa_iceberg

• Sélectionnez tout ce qui commence à -----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- jusqu'à -----END RSA PRIVATE KEY----- et copiez-le dans le presse-papier.

Sur votre bureau :

cd

(pour revenir à votre dossier home)

cd .ssh

vi id_rsa_iceberg

Là, collez, enregistrez et fermez.

• Changez les permissions du fichier :

chmod 400 id_rsa_iceberg

(il est en lecture seule et ssh s'y attend).

**We should now try to connect to iceberg using our ssh key.

From your desktop:

ssh -i ~/.ssh/id_rsa_iceberg tux@104.236.124.121

You should be prompted for the password of the private key (that is 12345) and then should be connected to iceberg!

Final security setup – we'll now forbid any password connection to iceberg.

Back to the file /etc/ssh/sshd_config and make some changes:

vi /etc/ssh/sshd_config

• Change PermitRootLogin yes to PermitRootLogin no
• Change #PasswordAuthentication yes to PasswordAuthentication no
• Change LoginGraceTime from 120 to 20 (this will allow 20s to login – it's more than enough).

Save & exit and restart the ssh service (service ssh restart).

Try ssh tux@104.236.124.121

You should get Permission denied (publickey). It means that password authentication is not allowed.

Now we are fully secure!**

Nous devons maintenant essayer de nous connecter à iceberg en utilisant notre clé ssh.

Sur le bureau :

ssh -i ~/.ssh/id_rsa_iceberg tux@104.236.124.121

Vous devriez avoir une demande de mot de passe pour la clé privée (c'est 12345) et vous devriez ensuite être connecté à iceberg.

Réglage final de la sécurité : nous allons maintenant interdire toutes les connexions par mot de passe à iceberg.

Revenez au fichier /etc/ssh/sshd_config et faites quelques modifications :

vi /etc/ssh/sshd_config

• Changez PermitRootLogin yes en PermitRootLogin no
• Changez #PasswordAuthentication yes en PasswordAuthentication no
• Changez LoginGraceTime de 120 à 20 (ceci autorise 20 connexions simultanées – c'est largement assez).

Enregistrez, quittez et redémarrez le service ssh (service ssh restart).

Essayez ssh tux@104.236.124.121

Vous devriez recevoir Permission denied (publickey) - permission refusée (clé publique). Cela signifie que l'authentification du mot de passe n'est pas autorisée.

Maintenant, nous sommes complètement sécurisés.

**To summarize:
• root cannot connect.
• only RSA keys are allowed for authentication.

Next time we will secure the server using firewall rules (the server is wide open, however safe enough for right now).

We will then install apache (web server) and secure apache.

Last important note

If you are using Digital Ocean, just shutting down the VM will not stop the billing cycle! Take a snapshot of the VM, and when this is completed, destroy the VM.

With the snapshot, the VM can be re-created to the same state as when the snapshot was taken.

If you are using any other Cloud provider, make sure to check their documentation so you do not pay while the VM is not up & running.**

En résumé :
• root ne peut pas se connecter.
• seules les clés RSA sont autorisées pour l'authentification.

La prochaine fois, nous sécuriserons le serveur en utilisant les règles du pare-feu (le serveur est grand ouvert, mais quand même assez sécurisé pour aujourd'hui).

Nous installerons apache (le serveur Web) et nous le sécuriserons.

Dernière note importante

Si vous utilisez Digital Ocean, le simple arrêt de la VM n'arrête pas le compteur de facturation ! Faites un instantané de la VM et, quand c'est fini, détruisez la VM.

Avec l'instantané, la VM peut être recréée dans le même état qu'au moment où il a été pris.

Si vous utilisez un autre fournisseur de Nuage, vérifiez leur documentation pour vous assurer de ne pas payer quand la VM n'est pas en cours d'utilisation.