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很透徹啊，學(xué)習(xí)了

一、什么是SSH

SSH是英文Secure Shell的簡(jiǎn)寫形式。通過(guò)使用SSH，你可以把所有傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，這樣"中間人"這種攻擊方式就不可能實(shí)現(xiàn)了，而且也能夠防止DNS欺騙和IP欺騙。使用SSH，還有一個(gè)額外的好處就是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)壓縮的，所以可以加快傳輸?shù)乃俣取SH有很多功能，它既可以代替Telnet，又可以為FTP、Pop、甚至為PPP提供一個(gè)安全的"通道"。

二、SSH 基本框架

SSH協(xié)議框架中最主要的部分是三個(gè)協(xié)議：

* 傳輸層協(xié)議（The Transport Layer Protocol）提供服務(wù)器認(rèn)證，數(shù)據(jù)機(jī)密性，信息完整性 等的支持；

* 用戶認(rèn)證協(xié)議（The User Authentication Protocol） 則為服務(wù)器提供客戶端的身份鑒別；

* 連接協(xié)議（The Connection Protocol） 將加密的信息隧道復(fù)用成若干個(gè)邏輯通道，提供給更高層的應(yīng)用協(xié)議使用； 各種高層應(yīng)用協(xié)議可以相對(duì)地獨(dú)立于SSH基本體系之外，并依靠這個(gè)基本框架，通過(guò)連接協(xié)議使用SSH的安全機(jī)制。

同時(shí)SSH協(xié)議框架中還為許多高層的網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)用協(xié)議提供擴(kuò)展的支持。它們之間的層次關(guān)系可以用如下圖來(lái)表示：

三、主機(jī)密鑰機(jī)制

對(duì)于SSH這樣以提供安全通訊為目標(biāo)的協(xié)議，其中必不可少的就是一套完備的密鑰機(jī)制。由于SSH協(xié)議是面向互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)之間的互訪與信息交換，所以主機(jī)密鑰成為基本的密鑰機(jī)制。也就是說(shuō)，SSH協(xié)議要求每一個(gè)使用本協(xié)議的主機(jī)都必須至少有一個(gè)自己的主機(jī)密鑰對(duì)，服務(wù)方通過(guò)對(duì)客戶方主機(jī)密鑰的認(rèn)證之后，才能允許其連接請(qǐng)求。一個(gè)主機(jī)可以使用多個(gè)密鑰，針對(duì)不同的密鑰算法而擁有不同的密鑰，但是至少有一種是必備的，即通過(guò) DSS算法產(chǎn)生的密鑰。關(guān)于DSS算法，請(qǐng)參考[FIPS-186]。

SSH協(xié)議關(guān)于主機(jī)密鑰認(rèn)證的管理方案有兩種，如下圖所示：

每一個(gè)主機(jī)都必須有自己的主機(jī)密鑰，密鑰可以有多對(duì)，每一對(duì)主機(jī)密鑰對(duì)包括公開密鑰和私有密鑰。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中怎樣使用這些密鑰，并依賴它們來(lái)實(shí)現(xiàn)安全特性呢？如上圖所示，SSH協(xié)議框架中提出了兩種方案。

在第一種方案中，主機(jī)將自己的公用密鑰分發(fā)給相關(guān)的客戶機(jī)，客戶機(jī)在訪問(wèn)主機(jī)時(shí)則使用該主機(jī)的公開密鑰來(lái)加密數(shù)據(jù)，主機(jī)則使用自己的私有密鑰來(lái)解密數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)主機(jī)密鑰認(rèn)證，確定客戶機(jī)的可靠身份。在圖2（a）中可以看到，用戶從主機(jī)A上發(fā)起操作，去訪問(wèn)，主機(jī)B和主機(jī)C，此時(shí)，A成為客戶機(jī)，它必須事先配置主機(jī)B和主機(jī)C的公開密鑰，在訪問(wèn)的時(shí)候根據(jù)主機(jī)名來(lái)查找相應(yīng)的公開密鑰。對(duì)于被訪問(wèn)主機(jī)（也就是服務(wù)器端）來(lái)說(shuō)則只要保證安全地存儲(chǔ)自己的私有密鑰就可以了。

在 第二種方案中，存在一個(gè)密鑰認(rèn)證中心，所有系統(tǒng)中提供服務(wù)的主機(jī)都將自己的公開密鑰提交給認(rèn)證中心，而任何作為客戶機(jī)的主機(jī)則只要保存一份認(rèn)證中心的公開 密鑰就可以了。在這種模式下，客戶機(jī)在訪問(wèn)服務(wù)器主機(jī)之前，還必須向密鑰認(rèn)證中心請(qǐng)求認(rèn)證，認(rèn)證之后才能夠正確地連接到目的主機(jī)上。

很 顯然，第一種方式比較容易實(shí)現(xiàn)，但是客戶機(jī)關(guān)于密鑰的維護(hù)卻是個(gè)麻煩事，因?yàn)槊看巫兏急仨氃诳蛻魴C(jī)上有所體現(xiàn)；第二種方式比較完美地解決管理維護(hù)問(wèn)題， 然而這樣的模式對(duì)認(rèn)證中心的要求很高，在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上要實(shí)現(xiàn)這樣的集中認(rèn)證，單單是權(quán)威機(jī)構(gòu)的確定就是個(gè)大麻煩，有誰(shuí)能夠什么都能說(shuō)了算呢？但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā) 展來(lái)看，在企業(yè)應(yīng)用和商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，采用中心認(rèn)證的方案是必要的。

另外，SSH協(xié)議框架中還允許對(duì)主機(jī)密鑰的一個(gè)折中處理，那就是首次訪問(wèn)免認(rèn)證。首次訪問(wèn)免認(rèn)證是指，在某客戶機(jī)第一次訪問(wèn)主機(jī)時(shí)，主機(jī)不檢查主機(jī)密鑰，而向該客戶都發(fā)放一個(gè)公開密鑰的拷貝，這樣在以后的訪問(wèn)中則必須使用該密鑰，否則會(huì)被認(rèn)為非法而拒絕其訪問(wèn)。

四、SSH 的工作過(guò)程

在整個(gè)通訊過(guò)程中，為實(shí)現(xiàn) SSH的安全連接，服務(wù)器端與客戶端要經(jīng)歷如下五個(gè)階段：

* 版本號(hào)協(xié)商階段，SSH目前包括 SSH1和SSH2兩個(gè)版本， 雙方通過(guò)版本協(xié)商確定使用的版本

* 密鑰和算法協(xié)商階段，SSH支持多種加密算法， 雙方根據(jù)本端和對(duì)端支持的算法，協(xié)商出最終使用的算法

* 認(rèn)證階段，SSH客戶端向服務(wù)器端發(fā)起認(rèn)證請(qǐng)求， 服務(wù)器端對(duì)客戶端進(jìn)行認(rèn)證

* 會(huì)話請(qǐng)求階段， 認(rèn)證通過(guò)后，客戶端向服務(wù)器端發(fā)送會(huì)話請(qǐng)求

* 交互會(huì)話階段 ，會(huì)話請(qǐng)求通過(guò)后，服務(wù)器端和客戶端進(jìn)行信息的交互

1 . 版本號(hào)協(xié)商階段

1. 服務(wù)器打開端口 22，等待客戶端連接。

2. 客戶端向服務(wù)器端發(fā)起 TCP初始連接請(qǐng)求，TCP連接建立后，服務(wù)器向客戶端發(fā)送第一個(gè)報(bào)文，包括版本標(biāo)志字符串，格式為“SSH－<主協(xié)議版本號(hào)>.<次協(xié)議版本號(hào)>－<軟件版本號(hào)>”，協(xié)議版本號(hào)由主版本號(hào)和次版本號(hào)組成，軟件版本號(hào)主要是為調(diào)試使用。

3. 客戶端收到報(bào)文后，解析該數(shù)據(jù)包，如果服務(wù)器端的協(xié)議版本號(hào)比自己的低，且客戶端能支持服務(wù)器端的低版本，就使用服務(wù)器端的低版本協(xié)議號(hào)，否則使用自己的協(xié)議版本號(hào)。

4. 客戶端回應(yīng)服務(wù)器一個(gè)報(bào)文，包含了客戶端決定使用的協(xié)議版本號(hào)。服務(wù)器比較客戶端發(fā)來(lái)的版本號(hào)，決定是否能同客戶端一起工作。

5. 如果協(xié)商成功，則進(jìn)入密鑰和算法協(xié)商階段，否則服務(wù)器端斷開 TCP連接。

Note： 版本號(hào)協(xié)商階段報(bào)文都是采用明文方式傳輸?shù)摹?/p>

2. 密鑰和算法協(xié)商階段

1. 服務(wù)器端和客戶端分別發(fā)送算法協(xié)商報(bào)文給對(duì)端，報(bào)文中包含自己支持的公鑰算法列表、加密算法列表、MAC（Message Authentication Code，消息驗(yàn)證碼）算法列表、壓縮算法列表等;

2. 服務(wù)器端和客戶端根據(jù)對(duì)端和本端支持的算法列表得出最終使用的算法。

3. 服務(wù)器端和客戶端利用 DH交換（Diffie-Hellman Exchange）算法、主機(jī)密鑰對(duì)等參數(shù)，生成會(huì)話密鑰和會(huì)話 ID。

通過(guò)以上步驟，服務(wù)器端和客戶端就取得了相同的會(huì)話密鑰和會(huì)話ID。

* 對(duì)于后續(xù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，兩端都會(huì)使用會(huì)話密鑰進(jìn)行加密和解密，保證了數(shù)據(jù)傳送的安全

* 在認(rèn)證階段，兩端會(huì)使用會(huì)話 ID用于認(rèn)證過(guò)程。

Note：

在協(xié)商階段之前，服務(wù)器端已經(jīng)生成 RSA或 DSA密鑰對(duì)，他們主要用于參與會(huì)話密鑰的生成。

3. 認(rèn)證階段

1. 客戶端向服務(wù)器端發(fā)送認(rèn)證請(qǐng)求，認(rèn)證請(qǐng)求中包含用戶名、認(rèn)證方法、與該認(rèn)證方法相關(guān)的內(nèi)容（如：password認(rèn)證時(shí)，內(nèi)容為密碼）。

2. 服務(wù)器端對(duì)客戶端進(jìn)行認(rèn)證，如果認(rèn)證失敗，則向客戶端發(fā)送認(rèn)證失敗消息，其中包含可以再次認(rèn)證的方法列表。

3. 客戶端從認(rèn)證方法列表中選取一種認(rèn)證方法再次進(jìn)行認(rèn)證。

4. 該過(guò)程反復(fù)進(jìn)行， 直到認(rèn)證成功或者認(rèn)證次數(shù)達(dá)到上限， 服務(wù)器關(guān)閉連接為止。

SSH提供兩種認(rèn)證方式：

1. password認(rèn)證：客戶端向服務(wù)器發(fā)出 password認(rèn)證請(qǐng)求，將用戶名和密碼加密后發(fā)送給服務(wù)器；服務(wù)器將該信息解密后得到用戶名和密碼的明文，與設(shè)備上保存的用戶名和密碼進(jìn)行比較，并返回認(rèn)證成功或失敗的消息。

2. publickey 認(rèn)證：采用數(shù)字簽名的方法來(lái)認(rèn)證客戶端。目前，設(shè)備上可以利用RSA和 DSA兩種公共密鑰算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名。客戶端發(fā)送包含用戶名、公共密鑰和公共密鑰算法的 publickey 認(rèn)證請(qǐng)求給服務(wù)器端。服務(wù)器對(duì)公鑰進(jìn)行合法性檢查，如果不合法，則直接發(fā)送失敗消息；否則，服務(wù)器利用數(shù)字簽名對(duì)客戶端進(jìn)行認(rèn)證，并返回認(rèn)證成功或失敗的消息

SSH2.0還提供了 password-publickey 認(rèn)證和 any 認(rèn)證:

1. password-publickey 認(rèn)證：指定該用戶的認(rèn)證方式為 password 和 publickey認(rèn)證同時(shí)滿足。客戶端版本為 SSH1的用戶只要通過(guò)其中一種認(rèn)證即可登錄；客戶端版本為 SSH2的用戶必須兩種認(rèn)證都通過(guò)才能登錄。

2. any認(rèn)證：指定該用戶的認(rèn)證方式可以是 password，也可以是 publickey。

4.會(huì)話請(qǐng)求階段

1. 服務(wù)器等待客戶端的請(qǐng)求；

2. 認(rèn)證通過(guò)后，客戶端向服務(wù)器發(fā)送會(huì)話請(qǐng)求；

3. 服務(wù)器處理客戶端的請(qǐng)求。請(qǐng)求被成功處理后， 服務(wù)器會(huì)向客戶端回應(yīng) SSH_SMSG_SUCCESS包，SSH進(jìn)入交互會(huì)話階段；否則回應(yīng) SSH_SMSG_FAILURE包，表示服務(wù)器處理請(qǐng)求失敗或者不能識(shí)別請(qǐng)求。

5.交互會(huì)話階段

在這個(gè)模式下，數(shù)據(jù)被雙向傳送：

1. 客戶端將要執(zhí)行的命令加密后傳給服務(wù)器;

2. 服務(wù)器接收到報(bào)文，解密后執(zhí)行該命令,將執(zhí)行的結(jié)果加密發(fā)還給客戶端;

3. 客戶端將接收到的結(jié)果解密后顯示到終端上.

五、SSH的應(yīng)用

　　

　　　　首先，SSH最常見的應(yīng)用就是，用它來(lái)取代傳統(tǒng)的Telnet、FTP等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，通過(guò)SSH登錄到遠(yuǎn)方機(jī)器執(zhí)行你想進(jìn)行的工作與命令。在不安全的網(wǎng)路通訊環(huán)境中，它提供了很強(qiáng)的驗(yàn)證（authentication）機(jī)制與非常安全的通訊環(huán)境。實(shí)際上，SSH開發(fā)者的原意是設(shè)計(jì)它來(lái)取代原UNIX系統(tǒng)上的rcp、rlogin、rsh等指令程序的；但經(jīng)過(guò)適當(dāng)包裝后，發(fā)現(xiàn)它在功能上完全可以取代傳統(tǒng)的Telnet、FTP等應(yīng)用程序。

　　　　傳統(tǒng) BSD 風(fēng)格的 r 系列指令（如 rcp，rsh，rlogin）往往都被視為不安全的，很容易就被各種網(wǎng)絡(luò)攻擊手段所破解，幾乎所有找得到有關(guān)UNIX安全的書或文件，都會(huì)一而再、再而三地警告系統(tǒng)管理者，留心r系列指令的設(shè)定，甚至要求系統(tǒng)管理者將r系列指令通通關(guān)閉。

　　　　而用來(lái)替代r系列指令的SSH，則在安全方面做了極大的強(qiáng)化，不但對(duì)通訊內(nèi)容可以進(jìn)行極為安全的加密保護(hù)，同時(shí)也強(qiáng)化了對(duì)身份驗(yàn)證的安全機(jī)制，它應(yīng)用了在密碼學(xué)（Cryptography）中已發(fā)展出來(lái)的數(shù)種安全加密機(jī)制，如 Symmetric Key Cryptography，Asymmetric Key Cryptography， One-way Hash Function，Random-number Generation等，來(lái)加強(qiáng)對(duì)于身份驗(yàn)證與通訊內(nèi)容的安全保護(hù)。通訊時(shí)資料的加密有IDEA，three-key triple DES，DES，RC4-128，TSS，Blowfish 等數(shù)種多種安全加密算法可供選擇，加密的key則是通過(guò) RSA 進(jìn)行交換的。資料的加密可以對(duì)抗IP spoofing，RSA這種非對(duì)稱性的加密機(jī)制則可用來(lái)對(duì)抗DNS spoofing與IP routing spoofing，同時(shí)RSA也可以進(jìn)行對(duì)主機(jī)身份的驗(yàn)證。

　　　　其次，通過(guò)使用用SSH可以在本地主機(jī)和遠(yuǎn)程服務(wù)器之間設(shè)置"加密通道"，并且這樣設(shè)置的"加密通道"可以跟常見的Pop應(yīng)用程序、X應(yīng)用程序、Linuxconf應(yīng)用程序相結(jié)合，提供安全保障。

　　　　SSH的"加密通道"是通過(guò)"端口轉(zhuǎn)發(fā)"來(lái)實(shí)現(xiàn)的。你可以在本地端口（沒(méi)有用到的）和在遠(yuǎn)程服務(wù)器上運(yùn)行的某個(gè)服務(wù)的端口之間建立"加密通道"。然后只要連接到本地端口。所有對(duì)本地端口的請(qǐng)求都被SSH加密并且轉(zhuǎn)發(fā)到遠(yuǎn)程服務(wù)器的端口。當(dāng)然只有遠(yuǎn)程服務(wù)器上運(yùn)行SSH服務(wù)器軟件的時(shí)候"加密通道"才能工作。

六、SSH Q&A

Q1: SSH的版本和區(qū)別。

SSH2避免了RSA的專利問(wèn)題，并修補(bǔ)了CRC的缺陷。SSH2用數(shù)字簽名算法（DSA）和Diffie-Hellman（DH）算法代替RSA來(lái)完成對(duì)稱密鑰的交換，用HMAC來(lái)代替CRC。同時(shí)SSH2增加了AES和Twofish等對(duì)稱加密算法。

A1: SSH(Secure SHell)到目前為止有兩個(gè)不兼容的版本——SSH1和SSH2。SSH1又分為1.3和1.5兩個(gè)版本。SSH1采用DES、3DES、 Blowfish和RC4等對(duì)稱加密算法保護(hù)數(shù)據(jù)安全傳輸，而對(duì)稱加密算法的密鑰是通過(guò)非對(duì)稱加密算法（RSA）來(lái)完成交換的。SSH1使用循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）來(lái)保證數(shù)據(jù)的完整性，但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)這種方法有缺陷。

更多內(nèi)容請(qǐng)參考The SSHv1 Protocol & The SSHv2 Protocol

Q2: 什么是HMAC？

A2: HMAC(Hash Message Authentication Code) ，散列消息鑒別碼，基于密鑰的Hash算法的認(rèn)證協(xié)議。消息鑒別碼實(shí)現(xiàn)鑒別的原理是，用公開函數(shù)和密鑰產(chǎn)生一個(gè)固定長(zhǎng)度的值作為認(rèn)證標(biāo)識(shí)，用這個(gè)標(biāo)識(shí)鑒別消息的完整性。使用一個(gè)密鑰生成一個(gè)固定大小的小數(shù)據(jù)塊，即MAC，并將其加入到消息中，然后傳輸。接收方利用與發(fā)送方共享的密鑰進(jìn)行鑒別認(rèn)證等。

Q3: 什么是X11 forwarding？

A3: sh的X11 forwarding特性可以使X client和X server安全地通訊。使用X11 forwarding后，從X client到X Server方向的數(shù)據(jù)先被送至ssh server，ssh server利用和ssh client的安全通道轉(zhuǎn)發(fā)給ssh client，再由ssh client轉(zhuǎn)發(fā)給X server，從X server到X client的數(shù)據(jù)流同理。這里ssh server和ssh client充當(dāng)了X client和X server間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)器，由于ssh server和X client、ssh client和X server一般在同一臺(tái)機(jī)器上，它們之間是一種安全的進(jìn)程間通訊，而ssh server和ssh client間的通訊也是安全的，所以X client和X server間的通訊就是安全的。

Q4: 什么是TTY？

A4: 終端是一種字符型設(shè)備，它有多種類型，通常使用tty來(lái)簡(jiǎn)稱各種類型的終端設(shè)備。tty是 Teletype的縮寫。Teletype是最早出現(xiàn)的一種終端設(shè)備，很象電傳打字機(jī)，是由Teletype公司生產(chǎn)的。設(shè)備名放在特殊文件目錄/dev/下。

Q5: 簡(jiǎn)單描述下SSH運(yùn)行的過(guò)程？

A5:簡(jiǎn)要過(guò)程如下：

* Client端向Server端發(fā)起SSH連接請(qǐng)求。

* Server端向Client端發(fā)起版本協(xié)商。

* 協(xié)商結(jié)束后Server端發(fā)送Host Key公鑰 Server Key公鑰，隨機(jī)數(shù)等信息。到這里所有通信是不加密的。

* Client端返回確認(rèn)信息，同時(shí)附帶用公鑰加密過(guò)的一個(gè)隨機(jī)數(shù)，用于雙方計(jì)算Session Key。

* 進(jìn)入認(rèn)證階段。從此以后所有通信均加密。

* 認(rèn)證成功后，進(jìn)入交互階段。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的SSH协议详解的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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