ssh 公钥私钥原理

SSH（Secure Shell，安全外壳）是一种网络安全协议，通过加密和认证机制实现安全的访问和文件传输等业务。传统远程登录或文件传输方式，例如Telnet、FTP，使用明文传输数据，存在很多的安全隐患。随着人们对网络安全的重视，这些方式已经慢慢不被接受。SSH协议通过对网络数据进行加密和验证，在不安全的网络环境中提供了安全的登录和其他安全网络服务。作为Telnet和其他不安全远程shell协议的安全替代方案，目前SSH协议已经被全世界广泛使用，大多数设备都支持SSH功能。

ssh主要有两种登录方式：第一种为密码口令登录，第二种为公钥登录
一、密码登录

（1）远程主机收到用户的登录请求，把自己的公钥发给用户。
（2）用户使用这个公钥，将登录密码加密后，发送到远程主机。（客户端输入密码的过程）
（3）远程主机用自己的私钥，解密登录密码，如果密码正确，就同意用户登录。

这个过程本身是安全的，但是实施的时候存在一个风险：如果有人截获了登录请求，然后冒充远程主机，将伪造的公钥发给用户，那么用户很难辨别真伪。因为不像https协议，SSH协议的公钥是没有证书中心（CA）公证的，也就是说，都是自己签发的。

可以设想，如果攻击者插在用户与远程主机之间（比如在公共的wifi区域），用伪造的公钥，获取用户的登录密码。再用这个密码登录远程主机，那么SSH的安全机制就荡然无存了。这种风险就是著名的"中间人攻击"（Man-in-the-middle attack）。

如果你是第一次登录对方主机，系统会出现下面的提示：

$ ssh user@host
 
The authenticity of host 'host (12.18.429.21)' can't be established.
 
RSA key fingerprint is 98:2e:d7:e0:de:9f:ac:67:28:c2:42:2d:37:16:58:4d.
 
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)?

这段话的意思是，无法确认host主机的真实性，只知道它的公钥指纹，问你还想继续连接吗？

所谓"公钥指纹"，是指公钥长度较长（这里采用RSA算法，长达1024位），很难比对，所以对其进行MD5计算，将它变成一个128位的指纹。上例中是98:2e:d7:e0🇩🇪9f:ac:67:28:c2:42:2d:37:16:58:4d，再进行比较，就容易多了。

很自然的一个问题就是，用户怎么知道远程主机的公钥指纹应该是多少？回答是没有好办法，远程主机必须在自己的网站上贴出公钥指纹，以便用户自行核对。

假定经过风险衡量以后，用户决定接受这个远程主机的公钥。

当远程主机的公钥被接受以后，它就会被保存在文件$HOME/.ssh/known_hosts之中。下次再连接这台主机，系统就会认出它的公钥已经保存在本地了，从而跳过警告部分，直接提示输入密码。

每个SSH用户都有自己的known_hosts文件，此外系统也有一个这样的文件，通常是/etc/ssh/ssh_known_hosts，保存一些对所有用户都可信赖的远程主机的公钥。

二、公钥登录
　　公钥登录是为了解决每次登录服务器都要输入密码的问题，流行使用RSA加密方案，主要流程包含：
1、客户端生成RSA公钥和私钥
2、客户端将自己的公钥存放到服务器
3、客户端请求连接服务器，服务器将一个随机字符串发送给客户端
4、客户端根据自己的私钥加密这个随机字符串之后再发送给服务器
5、服务器接受到加密后的字符串之后用公钥解密，如果正确就让客户端登录，否则拒绝。这样就不用使用密码了。

公钥和私钥：

一个公钥对应一个私钥。
密钥对中，让大家都知道的是公钥，不告诉大家，只有自己知道的，是私钥。
如果用其中一个密钥加密数据，则只有对应的那个密钥才可以解密。
如果用其中一个密钥可以进行解密数据，则该数据必然是对应的那个密钥进行的加密。

RSA算法的作用：
1、加密：公钥加密私钥解密

主要用于将数据资料加密不被其他人非法获取，保证数据安全性。使用公钥将数据资料加密，只有私钥可以解密。即使密文在网络上被第三方获取由于没有私钥则无法解密。从而保证数据安全性。

A在自己电脑上生成RSA钥匙文件，一个私钥文件一个公钥文件，并将他的公钥传送给B。
此时B要传送信息给A，于是B用A的公钥加密他的消息，然后传送给A。【网络上传输的密文，没有A的私钥无法解密，其他人获取之后也没用】
A用他的私钥解密B的消息。

2、认证：私钥加密公钥解密
　　　 主要用于身份验证，判断某个身份的真实性。使用私钥加密之后，用对应的公钥解密从而验证身份真实性。

A要验证B是否是真实用户

1、B将自己公钥给A
2、B将文件用自己私钥加密传送给A
3、A根据B的公钥解密，如果成功则为真实身份用户

SSH公钥登录则用的是第二种功能。

安全性： 这种算法非常可靠，密钥越长，它就越难激活成功教程。根据已经披露的文献，目前被激活成功教程的最长RSA密钥是768个二进制位。也就是说，长度超过768位的密钥，还无法激活成功教程（至少没人公开宣布）。因此可以认为，1024位的RSA密钥基本安全，2048位的密钥极其安全。所以我们在用ssh-keygen命令时候要注意密钥长度，具体参数为：

-b bits
   指定密钥长度。对于RSA密钥，最小要求768位，默认是2048位。DSA密钥必须恰好是1024位(FIPS 186-2 标准的要求)。

至少不能少于768。一般不用写默认就是2048了。

总结公钥与私钥使用场景：
(1)私钥用来进行解密和签名，是给自己用的。
(2)公钥由本人公开，用于加密和验证签名，是给别人用的。
(3)当该用户发送文件时，用私钥签名，别人用他给的公钥验证签名，可以保证该信息是由他发送的。当该用户接受文件时，别人用他的公钥加密，他用私钥解密，可以保证该信息只能由他接收到。

参考文献：https://www.cnblogs.com/fengfengyang/p/15519311.html
参考文献：https://www.ruanyifeng.com/blog/2011/12/ssh_remote_login.html