目录

1、SSH概念

2、SSH基本原理

2.1 SSH处理流程

3、配置客户端的公钥方法

1、SSH概念

SSH是Secure Shell（安全壳）的简称，标准协议端口号为22。telnet缺少安全的认证方式，而且传输过程采用TCP进行明文传输，存在很大的安全隐患。单纯提供Telnet服务容易招致DOS、主机IP地址欺骗、路由欺骗等恶意攻击。SSH 通过TCP进行数据交互，它在TCP之上构建了一个安全的通道。另外SSH服务除了支持标准端口22外，还支持其他服务端口，以防止受到非法攻击。

SSH支持Password认证和RSA认证，对数据进行DES、3DES、AES等加密，有效防止了对密码的窃听，保护了数据的完整性和可靠性，保证了数据的安全传输。特别是对于RSA认证的支持，对称加密和非对称加密的混合应用，密钥的安全交换，最终实现了安全的会话过程。由于SSH数据加密传输，认证机制更加安全，SSH已经越来越被广泛应用，成为当前最重要的网络协议之一。


SSH 协议有两个版本： SSH1 （ SSH1.5 ）协议和 SSH2 （ SSH 2.0 ）协议，两者是不同的协 议，不兼容。 SSH2.0 在安全、功能和性能上均比 SSH 1.5 有优势。


2、SSH基本原理

SSH采用了传统Client/Server应用模型，其安全特性通过以下方式保证：

  • 数据加密：通过Client/Server协商交换生成的Encryption Key，实现对数据报文的对称加密，确保数据在传输过程中的机密性。
  • 数据完整性：通过Client/Server协商交换生成的Integrity Key唯一标识一条会话链路，所有会话交互报文被Integrity key标识。一旦数据被第三方修改，接收方就能检查出来，并丢弃报文，确保数据在传输过程中的完整性。
  • 权限认证：通过提供多种认证方式，确保唯有认证通过的合法用户才能和Server进行会话，提高系统安全，同时保障合法用户的权益。

2.1 SSH处理流程

1. 版本号协商阶段

具体步骤：

  1. 服务器打开端口22，等待客户端连接。
  2. 客户端向服务端发起TCP初始连接请求，TCP连接后，服务器向客户端发送第一个报文，包括版本标志字符串，格式为“SSH-<主协议版本号>.<次协议版本号>-<软件版本号>”，协议版本号由主版本号和次版本号组成，软件版本号主要为调试使用。
  3. 客户端收到报文后，解析该数据包，如果服务器端的版本号比自己低，且客户端能支持服务端的低版本，就使用服务器的低版本协议号，否则使用自己的协议版本号。
  4. 客户端回应服务器一个报文，包含了客户端决定使用的协议版本号。服务器比较客户端发来的版本号，如果服务器支持该版本，则版本协商结果为使用该版本，否则，版本协商失败。
  5. 如果协商成功，则进入算法协商阶段，否则断开TCP连接。

注：该阶段报文都是采用明文传输的。

2. 密钥和算法协商阶段

具体步骤：

  1. 服务器端和客户端分别发送算法协商报文给对端，报文中包含自己支持的公钥算法列表、加密算法列表、MAC（Message Authentication Code，消息验证码）算法列表、压缩算法列表等。服务器和客户端根据对端和本端支持的算法列表得出最终使用的算法。任何一种算法协商失败都会导致服务器端和客户端的算法协商失败，服务器将断开与客户端的连接。
  2. 服务器和客户端利用DH交换（Diffie-Hellman Exchange）算法、主机密钥对等参数，生成会话密钥和会话ID，并完成客户端对服务器身份的验证。
  3. 通过以上补助，服务器和客户端取得了相同的会话密钥和会话ID。对于后续传输的数据，两端都会使用会话密钥进行加密和解密，保证了数据传送的安全。会话ID用来标识一个SSH连接，在认证阶段，会话ID还会用于两端的认证过程。

注：在密钥和算法协商之前，服务器需要生成DSA或RSA密钥对，他们不仅用于生成会话密钥和会话ID，还用于客户端验证服务器身份。

3. 认证阶段

SSH提供两种认证方法：

  • Password认证：利用AAA（认证、授权、计费）对客户端身份进行认证。客户端向服务器发出Password认证请求，将用户和密码加密后发送给服务器；服务器将该信息解密后得到用户和密码的明文，通过本地认证或远程认证验证用户名和密码的合法性，并返回认证成功或失败的消息。如果远程认证服务器要求用户进行二次密码认证，则会在发送给服务器端的认证回应消息中一个提示信息，该提示信息被服务器端透传给客户端，由客户端输出并要求用户再次输入一个指定类型的密码，当用户提交正确的密码并成功通过认证服务器验证后，服务端才会返回认证成功的消息。
  • Publickey认证：采用数字签名的方法来认证客户端。目前，设备上可以利用DSA和RSA两种公钥算法实现数字签名。客户端发送包含用户名、公钥和公钥算法的PublicKey认证请求给服务器端。服务器对公钥合法性检测，如果不合法，则直接发送失败消息；否则，服务器利用数字签名对客户端进行认证，并返回认证成功或失败的消息。

对于SSH2，除了上述两种认证方法外，还提供了Password-publickey认证和any认证：

（1）password-publickey认证：指定客户端版本为SSH2的用户认证方式必须同时进行Password和Publickey两种认证；客户端版本为SSH1的用户方式只要进行其中一种认证即可。

（2）any认证：不知道用户的认证方式，用户既可以采用Password认证，也可采用publickey认证。

认证阶段的具体步骤如下：

客户端向服务器端发送认证请求，认证请求中包含用户名、认证方法（Password认证或Publickey认证）、与该认证方法相关的内容（如：password认证是，内容为密码）。

服务器对客户端进行认证，如果认证失败，则向客户端发送认证失败消息，其中包含可以再次认证的方法列表。

客户端从认证方法列表中选取一种认证方法再次进行认证。

该过程反复进行，直到认证成功或者认证次数达到上限，服务器关闭连接为止。

注：设备作为SSH服务器发起的二次密码认证，仅SSH2及以后版本的SSH客户端才能支持。

4. 会话请求阶段

认证通过后，客户端向服务器发送会话请求。服务器等待并处理客户端的请求。请求被成功处理后，服务器会向客户端回应SSH_SMSG_SUCCESS包，SSH进入交互会话阶段：否则回应SSH_SMSG_FAILURE包，表示服务器处理请求失败挥着不能识别请求。

5. 交互会话阶段

会话请求成功后，连接进入交互会话阶段。在这个阶段，数据被双向传送。客户端将要执行的命令加密后传给服务器，服务器接收到报文，解密后执行该命令，将执行的结果加密发送给客户端，客户端将接收到的结果解密后显示在终端上。

3、配置客户端的公钥方法

SSH 用户采用 publickey 认证方式时，需要在服务器端配置客户端的 DSA 或 RSA 主机公钥，并在客户端为该 SSH 用户指定与主机公钥对应的 DSA 或 RSA 主机私钥，以便当客户端登录服务器端时，对客户端进行验证。（华为只有 RSA）

可以通过手工配置和从公钥文件中导入两种方式来配置客户端的公钥：

  1. 手工配置客户端的公钥时，可以采用手工输入或拷贝粘贴的方式将客户端的公钥配置到服务器本地。这种方式要求手工输入或拷贝粘贴的主机公钥必须是未经转换的 DER（Distinguished Encoding Rules，特异编码规则）公钥编码格式。
  2. 从公钥文件中导入客户端的公钥时，系统会自动将客户端的公钥转换为 PKCS（Public Key Cryptography Standards，公共密钥加密标准）编码形式，并实现客户端公钥的配置。这种方式需要客户端事先将公钥文件通过 FTP/TFTP 以二进制（binary）方式上传到服务器上。

注：通过定时更新服务器密钥以及对用户认证时间、认证次数的限制，可以防止恶意地对密钥和用户名的猜测和破解，从而提高了 SSH 连接的安全性