SSH（Secure Shell，安全外殼）是一種網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議，通過加密和認證機制實現(xiàn)安全的訪問和文件傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)。傳統(tǒng)遠程登錄或文件傳輸方式，例如Telnet、FTP，使用明文傳輸數(shù)據(jù)，存在很多的安全隱患。隨著人們對網(wǎng)絡(luò)安全的重視，這些方式已經(jīng)慢慢不被接受。SSH協(xié)議通過對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行加密和驗證，在不安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供了安全的登錄和其他安全網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。作為Telnet和其他不安全遠程shell協(xié)議的安全替代方案，目前SSH協(xié)議已經(jīng)被全世界廣泛使用，大多數(shù)設(shè)備都支持SSH功能。

目錄

SSH端口號是什么？
SSH是如何工作的？
使用PuTTY和OpenSSHSSH密鑰

SSH端口號是什么？

當SSH應(yīng)用于STelnet，SFTP以及SCP時，使用的默認SSH端口都是22。當SSH應(yīng)用于NETCONF時，可以指定SSH端口是22或者830。SSH端口支持修改，更改后當前所有的連接都會斷開，SSH服務(wù)器開始偵聽新的端口。

SSH是如何工作的？

SSH由服務(wù)器和客戶端組成，在整個通信過程中，為建立安全的SSH通道，會經(jīng)歷如下幾個階段：

連接建立

SSH服務(wù)器在指定的端口偵聽客戶端的連接請求，在客戶端向服務(wù)器發(fā)起連接請求后，雙方建立一個TCP連接。

版本協(xié)商

SSH協(xié)議目前存在SSH1.X（SSH2.0之前的版本）和SSH2.0版本。SSH2.0協(xié)議相比SSH1.X協(xié)議來說，在結(jié)構(gòu)上做了擴展，可以支持更多的認證方法和密鑰交換方法，同時提高了服務(wù)能力。SSH服務(wù)器和客戶端通過協(xié)商確定最終使用的SSH版本號。

算法協(xié)商

SSH支持多種加密算法，雙方根據(jù)各自支持的算法，協(xié)商出最終用于產(chǎn)生會話密鑰的密鑰交換算法、用于數(shù)據(jù)信息加密的加密算法、用于進行數(shù)字簽名和認證的公鑰算法以及用于數(shù)據(jù)完整性保護的HMAC算法。

密鑰交換

服務(wù)器和客戶端通過密鑰交換算法，動態(tài)生成共享的會話密鑰和會話ID，建立加密通道。會話密鑰主要用于后續(xù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)募用�，會話ID用于在認證過程中標識該SSH連接。

用戶認證

SSH客戶端向服務(wù)器端發(fā)起認證請求，服務(wù)器端對客戶端進行認證。SSH支持以下幾種認證方式：

• 密碼（password）認證：客戶端通過用戶名和密碼的方式進行認證，將加密后的用戶名和密碼發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器解密后與本地保存的用戶名和密碼進行對比，并向客戶端返回認證成功或失敗的消息。
• 密鑰（publickey）認證：客戶端通過用戶名，公鑰以及公鑰算法等信息來與服務(wù)器進行認證。
• password-publickey認證：指用戶需要同時滿足密碼認證和密鑰認證才能登錄。
• all認證：只要滿足密碼認證和密鑰認證其中一種即可。

會話請求

認證通過后，SSH客戶端向服務(wù)器端發(fā)送會話請求，請求服務(wù)器提供某種類型的服務(wù)，即請求與服務(wù)器建立相應(yīng)的會話。

會話交互

會話建立后，SSH服務(wù)器端和客戶端在該會話上進行數(shù)據(jù)信息的交互。

使用PuTTY和OpenSSH

PuTTY是Windows上經(jīng)典的免費SSH連接工具，通常用于使用SSH協(xié)議遠程登錄設(shè)備，最新版本可以在PuTTY官網(wǎng)下載。

OpenSSH是SSH協(xié)議的開源實現(xiàn)，支持在Unix操作系統(tǒng)上運行，最新版本可以在OpenSSH官網(wǎng)下載。目前Windows10已經(jīng)包含OpenSSH客戶端和服務(wù)器軟件，可在“設(shè)置—應(yīng)用—應(yīng)用與功能—可選功能”中搜索安裝。

SSH密鑰

對稱加密和非對稱加密

提高安全性的基本方式就是加密，加密算法通過密鑰將明文轉(zhuǎn)換為密文進行安全傳輸。SSH在工作過程中結(jié)合使用了對稱加密和非對稱加密兩種類型的算法，通過事先生成的SSH密鑰來保證信息傳輸?shù)陌踩�性。兩種加密算法的加解密過程見下圖。

對稱加密算法

非對稱加密算法 

對稱加密算法使用同一個密鑰對數(shù)據(jù)進行加密和解密。SSH連接建立過程中生成的會話密鑰就是對稱密鑰，該對稱密鑰是由客戶端和服務(wù)器端基于共享的部分信息和各自的私有數(shù)據(jù)使用密鑰交換算法分別生成的。因為對稱加密算法加解密的速度很快，所以適用于傳輸大量數(shù)據(jù)的場景。

非對稱加密的發(fā)送和接收需要使用一對關(guān)聯(lián)的SSH密鑰，公鑰和私鑰。私鑰由生成的一方自己保管，公鑰可以發(fā)送給任何請求通信的其他人。發(fā)送方用收到的公鑰對自己的通信內(nèi)容進行加密，只有接收方可以使用私鑰進行解密獲取通信內(nèi)容。非對稱加密的私鑰不需要暴露在網(wǎng)絡(luò)中，安全性大大增加，但是加解密的速度比對稱密鑰慢得多。

SSH連接過程中的兩個階段使用了非對稱加密。一個是在密鑰交換階段，服務(wù)器和客戶端都生成了自己臨時的公鑰和私鑰，用于計算出同一個用于后續(xù)加密通信內(nèi)容的會話密鑰。另外一個就是在用戶認證階段，利用只有匹配的私鑰可以唯一解密公鑰加密的內(nèi)容這一特點，通過客戶端的公鑰私鑰對驗證客戶端的身份。

密鑰認證

SSH用戶認證最基本的兩種方式是密碼認證和密鑰認證。密碼認證是將自己的用戶名和密碼發(fā)送給服務(wù)器進行認證，這種方式比較簡單，且每次登錄都需要輸入用戶名和密碼。密鑰認證使用公鑰私鑰對進行身份驗證，實現(xiàn)安全的免密登錄，是一種廣泛使用且推薦的登錄方式。密鑰認證的基本原理是服務(wù)器端使用客戶端的公鑰對隨機內(nèi)容加密，客戶端使用自己的私鑰解密并發(fā)送給服務(wù)器以證實自己的身份，具體的過程見下圖。

SSH密鑰認證登錄流程

• 在進行SSH連接之前，SSH客戶端需要先生成自己的公鑰私鑰對，并將自己的公鑰存放在SSH服務(wù)器上。
• SSH客戶端發(fā)送登錄請求，SSH服務(wù)器就會根據(jù)請求中的用戶名等信息在本地搜索客戶端的公鑰，并用這個公鑰加密一個隨機數(shù)發(fā)送給客戶端。
• 客戶端使用自己的私鑰對返回信息進行解密，并發(fā)送給服務(wù)器。
• 服務(wù)器驗證客戶端解密的信息是否正確，如果正確則認證通過。