ssh自学笔记

Ssh自学笔记

Ssh简介

传统的网络服务程序，如：ftp、pop和telnet在本质上都是不安全的，因为它们在网络上用明文传送口令和数据，别有用心的人非常容易就可以截获这些口令和数据。而且，这些服务程序的安全验证方式也是有其弱点的， 就是很容易受到“中间人”（man-in-the-middle）这种方式的攻击。所谓“中间人”的攻击方式， 就是“中间人”冒充真正的服务器接收你传给服务器的数据，然后再冒充你把数据传给真正的服务器。服务器和你之间的数据传送被“中间人”一转手做了手脚之后，就会出现很严重的问题。通过使用SSH，你可以把所有传输的数据进行加密，这样"中间人"这种攻击方式就不可能实现了，而且也能够防止DNS欺骗和IP欺骗。使用SSH，还有一个额外的好处就是传输的数据是经过压缩的，所以可以加快传输的速度。SSH有很多功能，它既可以代替Telnet，又可以为FTP、PoP、甚至为PPP提供一个安全的"通道"。

SSH的安全验证方式

从客户端来看，SSH提供两种级别的安全验证。

l  第一种级别（基于口令的安全验证）只要你知道自己帐号和口令，就可以登录到远程主机。所有传输的数据都会被加密，但是不能保证你正在连接的服务器就是你想连接的服务器。可能会有别的服务器在冒充真正的服务器，也就是受到“中间人”这种方式的攻击。

l  第二种级别（基于密匙的安全验证）需要依靠密匙，也就是你必须为自己创建一对密匙，并把公用密匙放在需要访问的服务器上。如果你要连接到SSH服务器上，客户端软件就会向服务器发出请求，请求用你的密匙进行安全验证。服务器收到请求之后，先在你在该服务器的家目录下寻找你的公用密匙，然后把它和你发送过来的公用密匙进行比较。如果两个密匙一致，服务器就用公用密匙加密“质询”（challenge）并把它发送给客户端软件。客户端软件收到“质询”之后就可以用你的私人密匙解密再把它发送给服务器。

　　用这种方式，你必须知道自己密匙的口令。但是，与第一种级别相比，第二种级别不需要在网络上传送口令。

第二种级别不仅加密所有传送的数据，而且“中间人”这种攻击方式也是不可能的（因为他没有你的私人密匙）。但是整个登录的过程可能需要10秒。

两种方式的机制

用户名、密码验证方式

说明：

1. 当客户端发起ssh请求，服务器会把自己的公钥发送给用户；
2. 用户会根据服务器发来的公钥对密码进行加密；
3. 加密后的信息回传给服务器，服务器用自己的私钥解密，如果密码正确，则用户登录成功。

公钥认证方式

说明：

1. 首先在客户端生成一对密钥（ssh-keygen）；
2. 并将客户端的公钥ssh-copy-id 拷贝到服务端；
3. 当客户端再次发送一个连接请求，包括ip、用户名；
4. 服务端得到客户端的请求后，会到authorized_keys中查找，如果有相应的IP和用户，就会随机生成一个字符串，例如：qwer；
5. 服务端将使用客户端拷贝过来的公钥进行加密，然后发送给客户端；
6. 得到服务端发来的消息后，客户端会使用私钥进行解密，然后将解密后的字符串发送给服务端；
7. 服务端接受到客户端发来的字符串后，跟之前的字符串进行对比，如果一致，就允许免密码登录。

个人对这两种方法的理解

仔细对比两种方式可以发现，第一种用户名和密码的验证方式，实际上只进行了服务器对客户端的验证，而没有客户端对服务器的验证，这就存在中间人假扮服务器的可能性。而第二种方式，公钥认证方式，由于在服务器中放置了客户端的公钥，而第5、6步实际上就是客户端对服务器的验证。所以公钥认证方式是双向认证的，应该更加安全。

非对称加密

对称加密算法在加密和解密时使用的是同一个秘钥；而非对称加密算法需要两个密钥来进行加密和解密，这两个秘钥是公开密钥（public key，简称公钥）和私有密钥（private key，简称私钥）。

与对称加密算法不同，非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（publickey）和私有密钥（privatekey）。公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法。

非对称加密的工作过程

l  乙方生成一对密钥（公钥和私钥）并将公钥向其它方公开。

l  得到该公钥的甲方使用该密钥对机密信息进行加密后再发送给乙方。

l  乙方再用自己保存的另一把专用密钥（私钥）对加密后的信息进行解密。乙方只能用其专用密钥（私钥）解密由对应的公钥加密后的信息。

在传输过程中，即使攻击者截获了传输的密文，并得到了乙的公钥，也无法破解密文，因为只有乙的私钥才能解密密文。

同样，如果乙要回复加密信息给甲，那么需要甲先公布甲的公钥给乙用于加密，甲自己保存甲的私钥用于解密。

非对称加密的优缺点

非对称加密与对称加密相比，其安全性更好：对称加密的通信双方使用相同的秘钥，如果一方的秘钥遭泄露，那么整个通信就会被破解。而非对称加密使用一对秘钥，一个用来加密，一个用来解密，而且公钥是公开的，秘钥是自己保存的，不需要像对称加密那样在通信之前要先同步秘钥（同步秘钥，也就意味着要再网络上传送秘钥，而这很可能会被恶意监听）。

非对称加密的缺点是加密和解密花费时间长、速度慢，只适合对少量数据进行加密。

在非对称加密中使用的主要算法有：RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC（椭圆曲线加密算法）等。

公钥加密与公钥认证

加密与认证

首先我们需要区分加密和认证这两个基本概念。

加密是将数据资料加密，使得非法用户即使取得加密过的资料，也无法获取正确的资料内容，所以数据加密可以保护数据，防止监听攻击。其重点在于数据的安全性。身份认证是用来判断某个身份的真实性，确认身份后，系统才可以依不同的身份给予不同的权限。其重点在于用户的真实性。两者的侧重点是不同的。

个人理解：加密是为了保证内容的安全性，认证则只需要验证私钥正确即可。

公钥加密过程：

比如有两个用户Alice和Bob，Alice想把一段明文通过双钥加密的技术发送给Bob，Bob有一对公钥和私钥，那么加密解密的过程如下：

l  Bob将他的公开密钥传送给Alice。

l  Alice用Bob的公开密钥加密她的消息，然后传送给Bob。

l  Bob用他的私人密钥解密Alice的消息。

注意，加密时使用的秘钥是对方的公钥，不能使用自己的私钥，因为自己的公钥是公开的，任何人都可以获取自己的公钥，如果用自己的私钥加密，那么任何人都可以进行解密了。

公钥认证过程：

身份认证和加密就不同了，主要用户鉴别用户的真伪。这里我们只要能够鉴别一个用户的私钥是正确的，就可以鉴别这个用户的真伪。

还是Alice和Bob这两个用户，Alice想让Bob知道自己是真实的Alice，而不是假冒的，因此Alice只要使用私钥密码，对文件签名，发送给Bob，Bob使用Alice的公钥对文件进行解密，如果可以解密成功，则证明Alice的私钥是正确的，因而就完成了对Alice的身份鉴别。整个身份认证的过程如下：

l  Alice用她的私人密钥对文件加密，从而对文件签名。

l  Alice将签名的文件传送给Bob。

l  Bob用Alice的公钥解密文件，从而验证签名。

个人理解：公钥人认证过程是用自己的私钥对文件进行加密，在这里叫对文件签名更合理一些，因为虽然这里我们对文件进行了加密，但是我们的目的并不在于对文件的内容进行保护，我们的目的在于用公钥验证私钥的正确性。用自己的私钥对文件进行加密意味着，任何人都可以对该文件进行解密，因为自己的公钥是公开的。但是这并没有影响，因为我们并不是再为文件加密，并不是在保护文件的内容，而是在让对方验证自己私钥的正确性，以便对方确认自己的身份。

SSH秘钥生成和免密码登录

使用ssh-keygen命令。该命令的manpage说明是

authentication key generation, management and conversion

认证秘钥的生成、管理和转换

常用参数

-t    type 指定密钥类型，有两种可供选择：RSA和DSA，默认为RSA

实际中使用ssh-keygen命令（不带任何参数），然后按三下回车，就会在家目录下生成.ssh文件，.ssh文件中有两个文件：id_rsa和id_rsa.pub，分别对应私钥和公钥。然后将公钥的内容拷贝到服务端的~/.ssh/authorized_keys文件中即可。但是要注意本地的.shh目录和服务端的.ssh目录的权限都是700，服务端authorized_keys的权限为600才可以。拷贝公钥的内容到服务端，可以使用scp命令复制id_rsa.pub到服务端，然后将内容添加在authorized_keys的后面即可。也可以使用ssh-copy-id命令。ssh-copy-id 的-i选项可以指定要拷贝的公钥文件，默认就是使用家目录下.shh中的id_rsa.pub。然后跟上ssh的地址，如，ssh-copy-id root@172.16.47.1就会把公钥拷贝到服务端的家目录下.ssh的authorized_key中。

上面的这种方法针对的是两台Linux电脑。如果要用Linux电脑ssh到Openwrt的无线路由器中这样是无效的，因为在OpenWrt中使用的是dropbear作为ssh协议的实现，而不是open ssh。这个时候，我们应该讲authorized_key放到/etc/dropbear/目录中，而不是家目录下的.shh目录中，这一点要注意。