SSH 的原理與應用

夢共裡醉發表於2020-10-22
本文件介紹 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  的縮寫，也叫做安全外殼協議。SSH的主要目的是實現安全遠端登入。

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（金鑰加密）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端把金鑰加密後傳送給Server端，Server用同一套金鑰解密。對稱加密的加密強度比較高，很難破解。但是，Client數量龐大，很難保證金鑰不洩漏。如果有一個Client端的金鑰洩漏，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，於是就產生了非對稱加密。非對稱加密有兩個金鑰：“公鑰”和“私鑰”。公鑰加密後的密文，只能透過對應的私鑰進行解密。想從公鑰推理出私鑰幾乎不可能，所以非對稱加密的安全性比較高。

SSH的加密原理中，使用了RSA非對稱加密演算法。
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，將登入密碼加密後，傳送回來。
（3）遠端主機用自己的私鑰，解密登入密碼，如果密碼正確，就同意使用者登入。

三、中間人攻擊

SSH之所以能夠保證安全，原因在於它採用了公鑰加密，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，將偽造的公鑰發給使用者，那麼使用者很難辨別真偽。因為不像https協議，SSH協議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），用偽造的公鑰，獲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協議是怎樣應對的呢？

四、口令登入

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（採用RSA演算法，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。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。下次再連線這臺主機，系統就會認出它的公鑰已經儲存在本地了，從而跳過警告部分，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，就是使用者將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傳送一段隨機字串，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

執行上面的 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，要不要對私鑰設定口令（passphrase），如果擔心私鑰的安全，這裡可以設定一個。
執行結束以後，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 ，將公鑰傳送到遠端主機host上面：

$ ssh-copy-id user@host

遠端主機將使用者的公鑰，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開啟遠端主機的/etc/ssh/sshd_config這個檔案，將以下幾行的註釋去掉。

RSAAuthentication yes 　　PubkeyAuthentication yes 　　AuthorizedKeysFile .ssh/authorized_keys

然後，重啟遠端主機的ssh服務。

Redhat6系統
service ssh restart
Redhat7系統
systemctl restart sshd
ubuntu系統
service ssh restart
debian系統
/etc/init.d/ssh restart
實戰
生成秘鑰
[root@Jaking ~]# ifconfig
ens33: flags=4163mtu 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=73mtu 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 root@Jaking.localdomain
The key's randomart image is:
+--[ RSA 2048]----+
|    o +.o        |
|   o + B .       |
|  o o o o o      |
| .   = . +       |
|  . o + S        |
|   o .           |
|    .            |
|  Eoo            |
| o+o .           |
+-----------------+
[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 root@Jaking.localdomain
[root@Jaking .ssh]# 
[root@Jaking .ssh]# 
[root@Jaking .ssh]# 
[root@Jaking .ssh]# ssh-copy-id root@192.168.10.10
/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
root@192.168.10.10's password: 
Number of key(s) added: 1
Now try logging into the machine, with:   "ssh 'root@192.168.10.10'"
and check to make sure that only the key(s) you wanted were added.
驗證免密登入
[root@Jaking .ssh]# ssh root@192.168.10.10
Last login: Wed Nov 20 15:18:11 2019 from 192.168.10.88
[root@Jaking ~]# ifconfig
ens32: flags=4163mtu 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
lo: flags=73mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10
六、SSH埠轉發

SSH埠轉發有三種：動態埠轉發、本地埠轉發、遠端埠轉發。
這三種方式說起來有點難理解，透過例子會好理解一點。假設有三臺主機，host1、host2、host3。

動態埠轉發是找一個代理埠，然後透過代理埠去連相應的埠。動態埠轉發的好處在於透過代理埠可以去找很多需要連線的埠，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，然後透過host3去連線host2的相應埠

本地埠轉發也是找到第三方，透過第三方再連線想要連線的埠，但這種方式的埠轉發是固定的，是點對點的。比如假定host1是本地主機，host2是遠端主機。由於種種原因，這兩臺主機之間無法連通。但是，另外還有一臺host3，可以同時連上host1和host2這兩臺主機。透過host3，將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”，透過這條隧道host1就可以連上host2。

遠端埠轉發和本地埠轉發就是反過來了。假如host1在外網，host2在內網，正常情況下，host1不能訪問host2。透過遠端埠轉發，host2可以反過來訪問host1。host2和host1之間形成了一條道路，host1就可以透過這條道路去訪問host2。

七、SSH基本用法

SSH主要用於遠端登入:
假定你要以使用者名稱user，登入遠端主機host，只要一條簡單命令就可以了。

$ ssh user@host

如果本地使用者名稱與遠端使用者名稱一致，登入時可以省略使用者名稱。

$ ssh host

SSH的預設埠是22，也就是說，你的登入請求會送進遠端主機的22埠。使用p引數，可以修改這個埠。

$ ssh -p 2018 user@host

上面這條命令表示，ssh直接連線遠端主機的2018埠。

總結

以上就是 SSH 的原理與應用，希望大家能好好理解，給實際工作帶來幫助。


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