SSH 的原理與應用

本文檔介紹 SSH 的原理與應用，這是企業級非常實用的技術，希望能給大家帶來幫助。

一、SSH簡介

SSH是Secure Shell的縮寫，也叫做安全外殼協定。SSH的主要目的是實作安全遠端登入。

二 、SSH工作原理

SSH的安全性比較好，其對資料進行加密的方式主要有兩種：對稱加密（密鑰加密）和非對稱加密（公鑰加密）。

對稱加密指加密解密使用的是同一套秘鑰。Client端把密鑰加密後發送給Server端，Server用同一套密鑰解密。對稱加密的加密強度比較高，很難破解。但是，Client數量龐大，很難保證密鑰不洩漏。如果有一個Client端的密鑰洩漏，那麼整個系統的安全性就存在嚴重的漏洞。為了解決對稱加密的漏洞，于是就産生了非對稱加密。非對稱加密有兩個密鑰：“公鑰”和“私鑰”。公鑰加密後的密文，隻能通過對應的私鑰進行解密。想從公鑰推理出私鑰幾乎不可能，是以非對稱加密的安全性比較高。

SSH的加密原理中，使用了RSA非對稱加密算法。

整個過程是這樣的：

（1）遠端主機收到使用者的登入請求，把自己的公鑰發給使用者。

（2）使用者使用這個公鑰，将登入密碼加密後，發送回來。

（3）遠端主機用自己的私鑰，解密登入密碼，如果密碼正确，就同意使用者登入。

三、中間人攻擊

SSH之是以能夠保證安全，原因在于它采用了公鑰加密，這個過程本身是安全的，但是實際用的時候存在一個風險：如果有人截獲了登入請求，然後冒充遠端主機，将僞造的公鑰發給使用者，那麼使用者很難辨識真僞。因為不像https協定，SSH協定的公鑰是沒有證書中心（CA）公證的，是自己簽發的。

如果攻擊者插在使用者與遠端主機之間（比如在公共的wifi區域），用僞造的公鑰，擷取使用者的登入密碼。再用這個密碼登入遠端主機，那麼SSH的安全機制就不存在了。這種風險就是著名的"中間人攻擊"（Man-in-the-middle attack）。那麼SSH協定是怎樣應對的呢？

四、密碼登入

如果是第一次登入遠端機，會出現以下提示：

$ 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)?

因為公鑰長度較長（采用RSA算法，長達1024位），很難比對，是以對其進行MD5計算，将它變成一個128位的指紋。如98:2e:d7:e0:de:9f:ac:67:28:c2:42:2d:37:16:58:4d，這樣比對就容易多了。

經過比對後，如果使用者接受這個遠端主機的公鑰，系統會出現一句提示語：

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

表示host主機已得到認可，然後再輸入登入密碼就可以登入了。

當遠端主機的公鑰被接受以後，它就會被儲存在檔案~/.ssh/known_hosts之中。下次再連接配接這台主機，系統就會認出它的公鑰已經儲存在本地了，進而跳過警告部分，直接提示輸入密碼。每個SSH使用者都有自己的known_hosts檔案，此外系統也有一個這樣的檔案，一般是/etc/ssh/ssh_known_hosts，儲存一些對所有使用者都可信賴的遠端主機的公鑰。

五、公鑰登入

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

所謂"公鑰登入"，原理很簡單，就是使用者将自己的公鑰儲存在遠端主機上。登入的時候，遠端主機會向使用者發送一段随機字元串，使用者用自己的私鑰加密後，再發回來。遠端主機用事先儲存的公鑰進行解密，如果成功，就證明使用者是可信的，直接允許登入shell，不再要求密碼。

這種方法要求使用者必須提供自己的公鑰。如果沒有現成的，可以直接用ssh-keygen生成一個： $ ssh-keygen

運作上面的指令以後，系統會出現一系列提示，可以一路回車。其中有一個問題是，要不要對私鑰設定密碼（passphrase），如果擔心私鑰的安全，這裡可以設定一個。

運作結束以後，在~/.ssh/目錄下，會新生成兩個檔案：id_rsa.pub和id_rsa。前者是公鑰，後者是私鑰。

這時再輸入下面的指令，将公鑰傳送到遠端主機host上面：

$ ssh-copy-id user@host

遠端主機将使用者的公鑰，儲存在登入後的使用者主目錄的~/.ssh/authorized_keys檔案中。

這樣，以後就登入遠端主機不需要輸入密碼了。

如果還是不行，就用vim打開遠端主機的/etc/ssh/sshd_config這個檔案，将以下幾行的注釋去掉。

RSAAuthentication yes 　　PubkeyAuthentication yes 　　AuthorizedKeysFile .ssh/authorized_keys

然後，重新開機遠端主機的ssh服務。

Redhat6系統

service ssh restart

Redhat7系統

systemctl restart sshd

ubuntu系統

debian系統

/etc/init.d/ssh restart

實戰

生成秘鑰

[root@Jaking ~]# ifconfig

ens33: flags=4163 mtu 1500

inet 192.168.10.88  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.10.255
    inet6 fe80::1026:b2d7:b2bc:82be  prefixlen 64  scopeid 0x20
    ether 00:0c:29:57:18:93  txqueuelen 1000  (Ethernet)
    RX packets 993461  bytes 114570794 (109.2 MiB)
    RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
    TX packets 66404  bytes 45385043 (43.2 MiB)
    TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
           

lo: flags=73 mtu 65536

inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
    inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10           

[root@Jaking ~]# ssh-keygen #這裡要一直按回車

Generating public/private rsa key pair.

Enter file in which to save the key (/root/.ssh/id_rsa):

Enter passphrase (empty for no passphrase):

Enter same passphrase again:

Your identification has been saved in /root/.ssh/id_rsa.

Your public key has been saved in /root/.ssh/id_rsa.pub.

The key fingerprint is:

89:86:42:59:1f:27:f1:f4:26:e8:10:bb:ae:37:e2:69 [email protected]

The key's randomart image is:

+--[ RSA 2048]----+

| o +.o |

| o + B . |

| o o o o o |

| . = . + |

| . o + S |

| o . |

| . |

| Eoo |

[root@Jaking ~]# cat /root/.ssh/id_rsa

-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----

MIIEogIBAAKCAQEAuc8KoCp+dmHY99gOAt9ywPXv1YZyzdOKuDSaYZOMEp9c78sU

JDZl08LEQCSgiNKaUYZxd5XGMHkk2n9dDWKmH5NJ1KBP+Olp433A4W+BBFF71wRD

2OU8ulAwNNSsWB5Q2EXcCqHDtu9zN7fZvujPMVvVqprPqw+gXpskjRI2lG34iftf

lRJoChXSrEOJQEMwYJcps45xoy/7yOhPidpoU3BE1ojemMecL5bQTnd56eR1zjIE

pCtwNWaKm8VJfqHge/A75R60QKfv0SjsNQaddo7gqYBkj+2zbxiJY5K1WE5K4UyU

7wLzjBNZW0h/EaE73wHEKoFni8ydZ8cbjJJZhwIDAQABAoIBAARGg1QUJjzLG5b4

XborMhTGk/Ix2cpqp7J9Y2ADaSG0kQrjfV8n8UfiH2nqbdc4IVzm3w2FYL4Uy4hL

jfSU5IWtefFujuiHVmxppFqLmkhjJ5pW+siu3arb1YAhtKWCbRHM6bdE6Z/3+oq5

rET8TmgwWMZIMacaAPKsVzb3yFG5/AU4HS4V4XgmfoqEnjwrYUnySOcZKkYvoEPe

lJchN44SjrKd2MndtXRgm0GbSCbwrMj3Blmx8qutnaqzMZVIgicxu2tim6mTCWru

5SaydYQbDA3CX909qkvx4IVTYy2+6K1jfLy+ikhv3kJnivD0TAlEmJe4cR3G7zpV

kKdz1yECgYEA5Y971v7zz+GBeAhF9H2y7iUY9V3mSdWbwS2sCDXVpzwrjCYE9QGa

hbE6k5NyrUmK1GxhtWJbHUjDQMS8fvDIARJ23W3T/Y3sa6XBjN6Hq5DRyicy+0tJ

dxynEpqzFdkYt77bpcEKXhoAakpDrfrR182Wd4rk80UHdp1XlZcLIMsCgYEAzzWN

Yt2UJQ4aWRxTA0+H3NRZuzrSs8vl+i7Iw02ZsDxB39/0vCSsL0OczwdR6XK2tMvG

61Czve/8A9g/ERgFbWIGKqs777T9jgVS/JslRle4/JGCGeKZcw0msKOKqCHTYYOE

RAVZ2jPqaZZ8Gamc+TE6F5qupXhU8EB0csXpPrUCgYA5NeoqKb3/p/bJQF6W0SDf

wvUWaYF0Ez1PBp/iJ/CITjGYKv1/RhgJi6LKlqu0zihASoaLWujUQocOxDkp9b4S

rlRbWPzFKzKpnVTAU9FCC8SM+fn1sMytV8G3nEBXiJRlbrZ098gqrZY+5yU43dKg

UsdWIZJvolt6zzm9uTf3wwKBgGQo77oNf3HV+lh+v4XHKNZO8zz0tyrf8b/YY4U8

eoDc777G4+caFv0VwrO0Rx0ALV8BbZsLvIagfYJiQkICCYWRL4fqk6NQKow++JlQ

aVkySCIWN/xJM4GQptYVh420JBhr2UCEEaXPGI2Hh19kRJOT/w+v3qHvo6cqkN91

2URNAoGAGzMTIjaYBHVzdQAZT0Tb01xRXhV9BxH9WM8KPN2WH1pqxkMQ0DG0hnk9

hnC7Lv8W0kRUkDb56D+wxAyLe4GO4Zy51IGnAWGWivHmVxh6Q9ToggOiqsAGTGA/

HTGTElG7tOsXNIGu/eImgPeSKbAZ+Zi9HYNWx4SY/7OYnuwfXAM=

-----END RSA PRIVATE KEY-----

[root@Jaking ~]# cd /root/.ssh

[root@Jaking .ssh]# ls

id_rsa id_rsa.pub known_hosts

[root@Jaking .ssh]# cat id_rsa.pub

ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAADAQABAAABAQC5zwqgKn52Ydj32A4C33LA9e/VhnLN04q4NJphk4wSn1zvyxQkNmXTwsRAJKCI0ppRhnF3lcYweSTaf10NYqYfk0nUoE/46WnjfcDhb4EEUXvXBEPY5Ty6UDA01KxYHlDYRdwKocO273M3t9m+6M8xW9Wqms+rD6BemySNEjaUbfiJ+1+VEmgKFdKsQ4lAQzBglymzjnGjL/vI6E+J2mhTcETWiN6Yx5wvltBOd3np5HXOMgSkK3A1ZoqbxUl+oeB78DvlHrRAp+/RKOw1Bp12juCpgGSP7bNvGIljkrVYTkrhTJTvAvOME1lbSH8RoTvfAcQqgWeLzJ1nxxuMklmH [email protected]

[root@Jaking .ssh]#

[root@Jaking .ssh]# ssh-copy-id [email protected]

/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: attempting to log in with the new key(s), to filter out any that are already installed

/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: 1 key(s) remain to be installed -- if you are prompted now it is to install the new keys

[email protected]'s password:

Number of key(s) added: 1

Now try logging into the machine, with: "ssh '[email protected]'"

and check to make sure that only the key(s) you wanted were added.

驗證免密登入

[root@Jaking .ssh]# ssh [email protected]

Last login: Wed Nov 20 15:18:11 2019 from 192.168.10.88

ens32: flags=4163 mtu 1500

inet 192.168.10.10  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.10.255
    inet6 fe80::20c:29ff:fe84:eae5  prefixlen 64  scopeid 0x20
    ether 00:0c:29:84:ea:e5  txqueuelen 1000  (Ethernet)
    RX packets 16300  bytes 1107939 (1.0 MiB)
    RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
    TX packets 13043  bytes 17924190 (17.0 MiB)
    TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
           

inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
    inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10           

六、SSH端口轉發

SSH端口轉發有三種：動态端口轉發、本地端口轉發、遠端端口轉發。

這三種方式說起來有點難了解，通過例子會好了解一點。假設有三台主機，host1、host2、host3。

動态端口轉發是找一個代理端口，然後通過代理端口去連相應的端口。動态端口轉發的好處在于通過代理端口可以去找很多需要連接配接的端口，提高了工作效率。比如host1本來是連不上host2的，而host3卻可以連上host2。host1可以找到host3作代理，然後通過host3去連接配接host2的相應端口

本地端口轉發也是找到第三方，通過第三方再連接配接想要連接配接的端口，但這種方式的端口轉發是固定的，是點對點的。比如假定host1是本地主機，host2是遠端主機。由于種種原因，這兩台主機之間無法連通。但是，另外還有一台host3，可以同時連上host1和host2這兩台主機。通過host3，将host1連上host2。host1找到host3,host1和host3之間就像有一條資料傳輸的道路，通常被稱為“SSH隧道”，通過這條隧道host1就可以連上host2。

遠端端口轉發和本地端口轉發就是反過來了。假如host1在外網，host2在内網，正常情況下，host1不能通路host2。通過遠端端口轉發，host2可以反過來通路host1。host2和host1之間形成了一條道路，host1就可以通過這條道路去通路host2。

七、SSH基本用法

SSH主要用于遠端登入:

假定你要以使用者名user，登入遠端主機host，隻要一條簡單指令就可以了。

如果本地使用者名與遠端使用者名一緻，登入時可以省略使用者名。

$ ssh host

SSH的預設端口是22，也就是說，你的登入請求會送進遠端主機的22端口。使用p參數，可以修改這個端口。

$ ssh -p 2018 user@host

上面這條指令表示，ssh直接連接配接遠端主機的2018端口。

總結

以上就是 SSH 的原理與應用，希望大家能好好了解，給實際工作帶來幫助。