1. 引言
本文將詳細解釋對於每位工程師來說幾乎每天都會使用的「SSH」為何如此安全，以及其通信背後的過程。
2. SSH連線的全貌
首先，來看看從客戶端嘗試連接伺服器到安全通信開始的整體流程，在這個過程中發生這些互動。
接下來我們將逐步深入分析這些步驟。
3. 第1-2步：通信前的協商
在正式通信開始之前，客戶端和伺服器需要決定「使用哪種協議（加密方式）進行通信」的規則。
- 版本交換：首先，雙方互相傳遞SSH的版本號。例如:「SSH-2.0-OpenSSH_8.2p1」。如果版本不相符，連接會在此時斷開。
- 算法交換：接著，雙方會提供可用的加密技術列表。具體來說，對以下四種算法進行交換，雙方同意使用的方式：
- 鍵交換算法（例如:
ecdh-sha2-nistp256） - 伺服器主機金鑰算法（例如:
ecdsa-sha2-nistp256） - 對稱加密算法（例如:
[email protected]） - 訊息認證碼（MAC）算法（例如:
[email protected]）
- 鍵交換算法（例如:
這一階段中，有意讓對方使用較舊（脆弱）算法的攻擊稱為「降級攻擊」。近期的SSH客戶端/伺服器已採取措施，默認禁用不安全的算法。
4. 第3-4步：主機認證與會話金鑰生成
當加密方式的規則確定後，接下來就開始確認通信對象和加密準備。
-
主機認證：這一步是確認「目標伺服器是否真的為所需伺服器」。伺服器會將其「主機金鑰（私鑰）」簽名的數據發送給客戶端。客戶端則使用預先知道的（或在首次連接時保存的）伺服器的「主機金鑰（公鑰）」來驗證簽名。
- 這一機制防止了中間人攻擊（Man-in-the-Middle Attack）。
- 在客戶端那邊，驗證後的伺服器主機金鑰會保存在
~/.ssh/known_hosts文件中。首次SSH連線經常出現的「確定要繼續連線嗎（是/否）？」是因為這個文件中還沒有鍵。
-
鍵交換（DH/ECDH）：確認主機安全後，將生成僅用於此次通信的「一次性金鑰（會話金鑰）」。此時「公鑰加密」技術發揮作用。
- 通過迪菲－赫爾曼（DH）鍵交換，即使通信過程被竊聽，竊聽者也無法得知，客戶端和伺服器之間可以安全共享同一把「會話金鑰」。
- 而這把會話金鑰將是接下來所有通信的加密「對稱金鑰」。
5. 第5步：用戶認證
確認了目標伺服器是正確的，且已做好加密準備後，最後一步是確認登錄伺服器的用戶是否「被允許的本人」。
- 公鑰認證：用戶將其擁有的「私鑰」簽名的數據發送給伺服器，作為密碼的替代。伺服器使用預先登記的用戶「公鑰」來驗證簽名。
- 因為不會將固定的資料像密碼一樣傳送到網路上，所以安全性非常高，暴力破解攻擊的風險也降低了。
6. 第6-7步：加密通信與防止篡改
所有準備工作完成後，從這裡開始，ls、cd等命令將安全地傳輸。
- 加密通信（AES/ChaCha20）：利用第4步生成的「會話金鑰」來加密所有通信內容。這樣一來，第三者無法窺探數據。
- MAC（HMAC）：檢查傳送的數據是否在途中被改寫（完整性）的機制。對會話金鑰和通信內容計算哈希值（MAC值）並加註於數據上。接收方同樣計算MAC值，並驗證與收到的MAC值是否一致。如不一致，則認為數據已被篡改，將直接丟棄。
7. 總結
您是否理解了SSH為何安全的背後步驟？
在理解理論的基礎上，最後透過「設置」來強化其安全性。以下介紹Linux中SSH的主要設定檔。
伺服器端的加固: /etc/ssh/sshd_config
如要管理伺服器，此檔案的設定是必須的，用以定義外部連線規則。
-
禁用密碼認證與禁止root登錄
# 禁止使用密碼登錄（僅允許公鑰認證） PasswordAuthentication no # 禁止root用戶直接登錄 PermitRootLogin no -
使用強加密金鑰：建議RSA最少2048位，或使用更現代的Ed25519。
# 使用Ed25519生成密鑰 ssh-keygen -t ed25519 -
禁止弱加密算法：舊的加密算法具有漏洞。僅允許推薦的強算法。
# /etc/ssh/sshd_config 的設定範例 KexAlgorithms [email protected],ecdh-sha2-nistp521,ecdh-sha2-nistp384,ecdh-sha2-nistp256 Ciphers [email protected],[email protected],[email protected] MACs [email protected],[email protected],[email protected]
客戶端設定: ~/.ssh/config
客戶端側透過~/.ssh/config來定義用戶個人的連接設定。（系統全域設定在 /etc/ssh/ssh_config）
使用類似 ssh -i ~/.ssh/my_key.pem [email protected] -p 2222 的長命令可簡化為 ssh myserver。
-
~/.ssh/config的設定範例# 創建命令: touch ~/.ssh/config && chmod 600 ~/.ssh/config # Web伺服器的連接設定 Host web-server HostName 192.168.1.10 User webadmin Port 22 IdentityFile ~/.ssh/web_server_key # DB伺服器的連接設定 Host db-server HostName db.example.com User dbuser Port 2222 IdentityFile ~/.ssh/db_server_key # 每10秒發送存活確認包 ServerAliveInterval 10 # 連接GitHub的設定 Host github.com HostName github.com User git IdentityFile ~/.ssh/id_ed25519_github
配置好後，您只需輸入 ssh web-server 或 ssh db-server，即能以指定用戶、金鑰和端口進行連接。
正確理解SSH的機制，優化伺服器和客戶端雙方的設定，讓日常開發幸運且安全地進行。
原文出處：https://qiita.com/whoami_priv/items/9f165f8dfd95edb169b7
1) --- 會變成分隔線（上一行必須是空白）
2) # 會變成一級標題
3) ## 會變成二級標題
4) ### 會變成三級標題
5) **粗體文字**會顯示粗體文字
6) ```當第一行與最後一行會顯示程式碼
7) 請搜尋 Markdown 語法，了解各種格式
