1 背景

SSH协议出现之前，在网络设备管理上广泛应用的一种方式是Telnet。Telnet协议的优势在于通过它可以远程地登录到网络设备上，对网络设备进行配置，为网络管理员异地管理网络设备提供了极大的方便。但是，Telnet协议存在三个致命的弱点：

A、明文传输：数据传输采用明文方式，传输的数据没有任何机密性可言。

B、认证机制脆弱。用户的认证信息在网络上以明文方式传输，很容易被窃听； Telnet 只支持传统的密码认证方式，很容易被攻击。

C、“伪服务器欺骗”：客户端无法真正识别服务器的身份，攻击者很容易进行“伪服务器欺骗”。SSH协议正是为了克服Telnet协议存在的问题而诞生的。

D、数据传输过程被篡改，无法保证传输过程数据完整性

2 安全措施

ssh如果解决上述几个安全问题？我们一个个来分析

2.1明文传输问题

通过 在 通信双方建立“加密通道”，保证传输的数据不被窃听。并且需要有合适的手段保证通信双方秘钥的安全

2.1.1使用加密通道保证数据不被窃听

所谓加密通道，是指发送方在发送数据前，使用加密密钥对数据进行加密，然后将

数据发送给对方；接收方接收到数据后，利用解密密钥从密文中获取明文。

加解密算法分为两类：  对称密钥算法：数据加密和解密时使用相同的密钥和相同的算法。  非对称密钥算法：数据加密和解密时使用不同的密钥，一个是公开的公钥，

一个是由用户秘密保存的私钥。

由于非对称密钥算法比较耗时，一般多用于数字签名以及身份认证。SSH加密通道

上的数据加解密使用对称密钥算法，目前主要支持的算法有DES、3DES、AES

等，这些算法都可以有效地防止交互数据被窃听，而且由于采用了初始化向量保

护，可以防止类似于密码流复用等密码分析工具的攻击。

2.1.2使用密钥交换算法保证密钥本身的安全

对称密钥算法要求解密密钥和加密密钥完全一致，才能顺利从密文中解密得到明

文。因此，要建立加密通道，必须先在通信双方部署一致的加解密密钥。部署加解

密密钥的方式有多种：手工配置和第三方机构分配等。手工配置的方式扩展性差，

只适合一些小型的本地网络；使用第三方机构分配密钥的方式，需要额外的第三方

服务器，而且密钥在网络中传输容易被窃听。

SSH协议使用一种安全的方式在通信双方部署密钥：密钥交换算法。利用密钥交换

算法可以在通信双方动态地产生密钥，这个密钥只能被通信的双方获得，任何第三

者都无法窃听，这就在源头上保证了加解密使用密钥的安全性，很好地解决了密钥

分发问题。

2.1.3 openssh中传输数据加密算法/秘钥交换算法的配置

1、传输数据加密算法配置

支持的数据加密算法有：

3des-cbc

aes128-cbc

aes192-cbc

aes256-cbc

aes128-ctr

aes192-ctr

aes256-ctr

aes128-gcm@openssh.com

aes256-gcm@openssh.com

chacha20-poly1305@openssh.com

默认使用的算法：

chacha20-poly1305@openssh.com,

aes128-ctr,aes192-ctr,aes256-ctr,

aes128-gcm@openssh.com,aes256-gcm@openssh.com

可以通过关键字 “Ciphers”指定使用的算法，多个算法间，需要使用逗号相隔

有三种方式指定算法

方式一：Ciphers 关键字后接算法名称，比如：Ciphers aes256-ctr，aes192-ctr表示只使用

aes256-ctr，aes192-ctr两种算法

方式二：Ciphers 关键字后接算法名称，并且算法名称前带上“+”，表示在默认算法基础上，新增“+”后的算法

方式三：Ciphers 关键字后接算法名称，并且算法名称前带上“-”，表示在默认算法基础上，裁剪“-”后的算法

2.密钥交换算法配置

支持的密钥交换算法有：

curve25519-sha256

curve25519-sha256@libssh.org

diffie-hellman-group1-sha1

diffie-hellman-group14-sha1

diffie-hellman-group-exchange-sha1

diffie-hellman-group-exchange-sha256

ecdh-sha2-nistp256

ecdh-sha2-nistp384

ecdh-sha2-nistp521

默认使用的密钥交换算法有：

curve25519-sha256,curve25519-sha256@libssh.org,

ecdh-sha2-nistp256,ecdh-sha2-nistp384,ecdh-sha2-nistp521,

diffie-hellman-group-exchange-sha256,

diffie-hellman-group14-sha1

可以通过关键字 “

KexAlgorithms”指定使用的算法，多个算法间，需要使用 逗号相隔

有三种方式指定算法

方式一：KexAlgorithms关键字后接算法名称，比如：KexAlgorithms

diffie-hellman-group-exchange-sha256，diffie-hellman-group14-sha1

表示只使用diffie-hellman-group-exchange-sha256，diffie-hellman-group14-sha1

两种算法

方式二：KexAlgorithms关键字后接算法名称，并且算法名称前带上“+”，表示在默认算法基础上，新增“+”后的算法

方式三：KexAlgorithms关键字后接算法名称，并且算法名称前带上“-”，表示在默认算法基础上，裁剪“-”后的算法

2.2认证机制脆弱问题（服务端认证客户端）

2.2.1密码认证

传统的方式，采用的是密码认证模式：用户在ssh客户端输入账号、密码，openssh完成对登录用户进行密码认证。用户的身份信息等关键数据都保存在认证服务器上

2.2.2公钥认证

由于密码认证方式的认证强度较弱，SSH协议引入了公钥认证方式。目前，openssh

可以利用RSA和DSA两种非对称密钥算法实现公钥认证。

公钥认证的过程分为两个部分：：

(1)  公钥验证：客户端首先将自己本地密钥对的公钥部分，按照字符串格式发送

到服务器。服务器使用本地保存的客户端公钥，与报文中携带的客户端公钥

进行比较，验证客户端持有公钥的正确性。

(2)  数字签名验证：如果公钥验证成功，客户端继续使用自己本地密钥对的私钥

部分，对特定报文进行摘要运算，将所得的结果（即数字签名）发送给服务

器，向服务器证明自己的身份；服务器使用预先配置的该用户的公钥，对客

户端发送过来的数字签名进行验证。

公钥验证和数字签名验证中任何一个验证失败，都会导致本次公钥认证失败。

2.2.3 openssh中服务端认证客户端相关配置

2.2.3.1 配置项目

AuthenticationMethods

PubkeyAuthentication：是否使用公钥认证，默认为yes

UsePAM:该关键字只有在移植版中支持，PAM为“可插拔认证模块”，用于

PubkeyAcceptedKeyTypes：公钥认证算法

ecdsa-sha2-nistp256-cert-v01@openssh.com, ecdsa-sha2-nistp384-cert-v01@openssh.com, ecdsa-sha2-nistp521-cert-v01@openssh.com, ssh-ed25519-cert-v01@openssh.com, ssh-rsa-cert-v01@openssh.com, ecdsa-sha2-nistp256,ecdsa-sha2-nistp384,ecdsa-sha2-nistp521, ssh-ed25519,ssh-rsa

公钥认证配置方法：

1. 首先，在客户端生成一个对钥：

# ssh-keygen -t rsa

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:

fa:49:6c:0a:90:0e:0f:57:2e:21:79:f6:65:7f:8d:42

这里我们用的是rsa算法,我们也可以使用dsa算法：

ssh-keygen -t dsa

从上面可以看到，提示输入私钥的保护密码，我们也可以不选，直接ENTER就行了！

现在密钥已经生成：

id_rsa(私钥) id_rsa.pub(公钥)

如果是dsa算法生成的话：

id_dsa id_dsa.pub

2. 我们将公钥传到服务器的.ssh目录下.

scp id_rsa.pub user@hostname:/home/user/.ssh/authorized_keys

3. 将/etc/ssh/sshd_config

中的rsa认证功能打开.(去掉注释)

RSAAuthentication yes

PubkeyAuthentication yes

AuthorizedKeysFile .ssh/authorized_keys

然后重新启动sshd就行了.

如果是dsa算法的话同理.

2.2.4 参考

疑问：公钥认证，是否使用了PAM？还是openssh自己搞的？

可插拔认证模块的介绍：

http://www.infoq.com/cn/articles/wjl-linux-pluggable-authentication-module

http://www.infoq.com/cn/articles/linux-pam-one

ChrootDirectory：

Specifies

2.3 对“伪服务器欺骗”的防御

2.3.1  原理

用户认证机制只实现了服务器端对客户端的认证，而客户端无法认证服务器端，因

此存在着“伪服务器欺骗”的安全隐患。

图4 伪服务器欺骗

如图4所示，当客户端主机需要与服务器建立连接时，第三方攻击者冒充真正的服

务器，与客户端进行数据交互，窃取客户端主机的安全信息，并利用这些信息去登

录真正的服务器，获取服务器资源，或对服务器进行攻击。

为了防止类似这样的伪服务器欺骗，SSH协议支持客户端对服务器端进行认证。服

务器端在密钥交换阶段，使用自己的私钥对一段固定格式的数据进行数字签名，并

将该签名发往客户端，客户端使用本地保存的服务器公钥，对签名进行鉴别，从而

达到认证服务器的目的。

2.3.3 openssh中相关配置

HostKey

HostKeyAlgorithms

ecdsa-sha2-nistp256-cert-v01@openssh.com, ecdsa-sha2-nistp384-cert-v01@openssh.com, ecdsa-sha2-nistp521-cert-v01@openssh.com, ssh-ed25519-cert-v01@openssh.com, ssh-rsa-cert-v01@openssh.com, ecdsa-sha2-nistp256,ecdsa-sha2-nistp384,ecdsa-sha2-nistp521, ssh-ed25519,ssh-rsa

2.4数据传输过程被篡改

2.4.1 openssh中相关配置

Macs

支持的消息认证码（Mac）算法有：

hmac-md5

hmac-md5-96

hmac-sha1hmac-sha1-96

hmac-sha2-256

hmac-sha2-512

umac-64@openssh.com

umac-128@openssh.com

hmac-md5-etm@openssh.com

hmac-md5-96-etm@openssh.com

hmac-sha1-etm@openssh.com

hmac-sha1-96-etm@openssh.com

hmac-sha2-256-etm@openssh.com

hmac-sha2-512-etm@openssh.com

umac-64-etm@openssh.com

umac-128-etm@openssh.com

默认使用的密钥交换算法有：

umac-64-etm@openssh.com,umac-128-etm@openssh.com,

hmac-sha2-256-etm@openssh.com,hmac-sha2-512-etm@openssh.com,

hmac-sha1-etm@openssh.com,

umac-64@openssh.com,umac-128@openssh.com,

hmac-sha2-256,hmac-sha2-512,hmac-sha1

可以通过关键字 “Macs”指定使用的算法，多个算法间，需要使用 逗号相隔

有三种方式指定算法

方式一：Macs关键字后接算法名称，比如：KexAlgorithms

hmac-sha2-256，hmac-sha2-512

表示只使用hmac-sha2-256，hmac-sha2-512

两种算法

方式二：Macs关键字后接算法名称，并且算法名称前带上“+”，表示在默认算法基础上，新增“+”后的算法

方式三：Macs关键字后接算法名称，并且算法名称前带上“-”，表示在默认算法基础上，裁剪“-”后的算法

2.5总结

openssh通过 以下4类算法，保证传输过程网络安全：

A、传输数据加密：传输加密算法，密钥协商算法，

B、公钥认证算法

C、Mac算法