SSH原理與應用

ssh在程序員的生活中還是非常常見的，ssh具有很多種功能，也可以用在很多種場合。

什么是SSH

SSH是一種網(wǎng)絡協(xié)議，用于計算機之間的加密登錄

當我們在一臺電腦上面，運用ssh登錄了另一臺計算機，我們便可以認為，這種登錄是安全的了，因為即使中途被截獲，我們的密碼也不會泄漏。

最早的時候，互聯(lián)網(wǎng)通信都是明文通信，一旦被截獲，內(nèi)容就暴露無疑。1995年，芬蘭學者Tatu Ylonen設計了SSH協(xié)議，將登錄信息全部加密，成為互聯(lián)網(wǎng)安全的一個基本解決方案，迅速在全世界獲得推廣，目前已經(jīng)成為Linux系統(tǒng)的標準配置。

需要指出的是，SSH只是一種協(xié)議，存在多種實現(xiàn)，既有商業(yè)實現(xiàn)，也有開源實現(xiàn)。本文針對的實現(xiàn)是OpenSSH，它是自由軟件，應用非常廣泛。

此外，本文只討論SSH在Linux Shell中的用法。如果要在Windows系統(tǒng)中使用SSH，會用到另一種軟件PuTTY，這需要另文介紹。

用法

1. 登錄遠程服務器
   ssh root@host

2. 如果當前用戶與遠程用戶同名
   ssh host

3. ssh默認的端口是22，如果我們要修改登錄的默認端口
   ssh -p xx root@host

中間人攻擊

ssh采用的是非對稱加密，也就是要采用公鑰和私鑰的方式進行加密。

整個通信的過程是這樣的：

1. 遠程主機收到用戶的登錄請求，將公鑰發(fā)送給用戶
2. 用戶使用這個公鑰，將登錄的密碼進行加密，發(fā)送給后臺
3. 遠程主機，用自己的私鑰進行解密，判斷用戶名密碼是否正確

整個過程看起來是很完美的，但是容易產(chǎn)生一種中間人攻擊的現(xiàn)象：

我們發(fā)送出去的登錄的信息，被中途截獲了，一個中間人，將他的公鑰發(fā)送過來，這樣用戶加密之后，他便可以用自己的私鑰解密了，這樣他就擁有了我們的密碼，并且可以一直在中間監(jiān)聽我們的通話。

當然，這是基于口令的通信方式，我們也可以采用基于密鑰的加密方式：

第二種級別（基于密匙的安全驗證）需要依靠密匙，也就是你必須為自己創(chuàng)建一對密匙，并把公用密匙放在需要訪問的服務器上。 如果你要連接到SSH服務器上，客戶端軟件就會向服務器發(fā)出請求，請求用你的密匙進行安全驗證。服務器收到請求之后，先在你在該服務器的家目錄下尋找你的公用密匙，然后把它和你發(fā)送過來的公用密匙進行比較。如果兩個密匙一致，服務器就用公用密匙加密“質詢”（challenge）并把它發(fā)送給客戶端軟件?？蛻舳塑浖盏健百|詢”之后就可以用你的私人密匙解密再把它發(fā)送給服務器。

這樣我們便可以防止中間人攻擊的現(xiàn)象了。

口令登錄

$ ssh user@host
The authenticity of host 'host (12.18.429.21)' can't be established.
RSA key fingerprint is 98:2e:d7:e0:de:9f:ac:67:28:c2:42:2d:37:16:58:4d.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)?

這段話的意思是，無法確認host主機的真實性，只知道它的公鑰指紋，問你還想繼續(xù)連接嗎？
所謂"公鑰指紋"，是指公鑰長度較長（這里采用RSA算法，長達1024位），很難比對，所以對其進行MD5計算，將它變成一個128位的指紋。上例中是98:2e:d7:e0:de:9f:ac:67:28:c2:42:2d:37:16:58:4d，再進行比較，就容易多了。
很自然的一個問題就是，用戶怎么知道遠程主機的公鑰指紋應該是多少？回答是沒有好辦法，遠程主機必須在自己的網(wǎng)站上貼出公鑰指紋，以便用戶自行核對。
假定經(jīng)過風險衡量以后，用戶決定接受這個遠程主機的公鑰。

Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes

系統(tǒng)會出現(xiàn)一句提示，表示host主機已經(jīng)得到認可。

Warning: Permanently added 'host,12.18.429.21' (RSA) to the list of known hosts.

然后，會要求輸入密碼。

Password: (enter password)

如果密碼正確，就可以登錄了。
當遠程主機的公鑰被接受以后，它就會被保存在文件$HOME/.ssh/known_hosts之中。下次再連接這臺主機，系統(tǒng)就會認出它的公鑰已經(jīng)保存在本地了，從而跳過警告部分，直接提示輸入密碼。
每個SSH用戶都有自己的known_hosts文件，此外系統(tǒng)也有一個這樣的文件，通常是/etc/ssh/ssh_known_hosts，保存一些對所有用戶都可信賴的遠程主機的公鑰。

公鑰登錄

使用密碼登錄，每次都必須輸入密碼，非常麻煩。好在SSH還提供了公鑰登錄，可以省去輸入密碼的步驟。

所謂"公鑰登錄"，原理很簡單，就是用戶將自己的公鑰儲存在遠程主機上。登錄的時候，遠程主機會向用戶發(fā)送一段隨機字符串，用戶用自己的私鑰加密后，再發(fā)回來。遠程主機用事先儲存的公鑰進行解密，如果成功，就證明用戶是可信的，直接允許登錄shell，不再要求密碼。
這種方法要求用戶必須提供自己的公鑰。如果沒有現(xiàn)成的，可以直接用ssh-keygen生成一個：

$ ssh-keygen

運行上面的命令以后，系統(tǒng)會出現(xiàn)一系列提示，可以一路回車。其中有一個問題是，要不要對私鑰設置口令（passphrase），如果擔心私鑰的安全，這里可以設置一個。
運行結束以后，在$HOME/.ssh/目錄下，會新生成兩個文件：id_rsa.pub和id_rsa。前者是你的公鑰，后者是你的私鑰。
這時再輸入下面的命令，將公鑰傳送到遠程主機host上面：

$ ssh-copy-id user@host

好了，從此你再登錄，就不需要輸入密碼了。
如果還是不行，就打開遠程主機的/etc/ssh/sshd_config這個文件，檢查下面幾行前面"#"注釋是否取掉。

RSAAuthentication yes
PubkeyAuthentication yes
AuthorizedKeysFile .ssh/authorized_keys

然后，重啟遠程主機的ssh服務。

    // ubuntu系統(tǒng)
　　service ssh restart
　　// debian系統(tǒng)
　　/etc/init.d/ssh restart

authorized_keys文件

遠程主機將用戶的公鑰，保存在登錄后的用戶主目錄的$HOME/.ssh/authorized_keys文件中。公鑰就是一段字符串，只要把它追加在authorized_keys文件的末尾就行了。

這里不使用上面的ssh-copy-id命令，改用下面的命令，解釋公鑰的保存過程：

$ ssh user@host 'mkdir -p .ssh && cat >> .ssh/authorized_keys' < ~/.ssh/id_rsa.pub

這條命令由多個語句組成，依次分解開來看：（1）"$ ssh user@host"，表示登錄遠程主機；（2）單引號中的mkdir .ssh && cat >> .ssh/authorized_keys，表示登錄后在遠程shell上執(zhí)行的命令：（3）"$ mkdir -p .ssh"的作用是，如果用戶主目錄中的.ssh目錄不存在，就創(chuàng)建一個；（4）'cat >> .ssh/authorized_keys' < _{/.ssh/id_rsa.pub的作用是，將本地的公鑰文件}/.ssh/id_rsa.pub，重定向追加到遠程文件authorized_keys的末尾。
寫入authorized_keys文件后，公鑰登錄的設置就完成了。

配置ssh config

vi ~/.ssh/config
 
 
// 文件內(nèi)容如下
 
Host js //別名, 可以直接執(zhí)行 ssh js
 
HostName 172.16.6.84 //Host別名指向的服務器 IP
 
User zhangsan //登錄所用的用戶名
 
PreferredAuthentications publickey //鑒權方式
 
IdentityFile ~/.ssh/zhangsan.pem //認證所需的密鑰

這樣我們便可以通過ssh js來代替曾經(jīng)的ssh xxx@111.11.11.11
并且采用公鑰+私鑰的加密方式，不用輸入密碼，非常的方便。

參考文獻

• SSH原理與運用

• 網(wǎng)絡安全協(xié)議比較