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tags: [计算机网络, SSH, SFTP, SCP]
create time: 2026-05-18 03:20
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# SSH 远程安全登录

## 概述

SSH（Secure Shell）是替代 Telnet、rlogin 等明文协议的加密外壳工具。它不仅仅用于远程登录——SSH 的隧道转发能力使其成为网络安全的瑞士军刀。

## SSH 架构三层模型

```
┌─────────────────────────────────┐
│ Application Layer               │  ← SSH-CONNECT, SSH-USERAUTH, SSH-CONNECTION
│ • scp / sftp                    │     每个子协议独立协商版本
│ • port forwarding               │
│ • X11 forwarding                │
├─────────────────────────────────┤
│ Transport Layer                 │  ← Host-key auth + encryption + integrity
│ • Server host-key authentication│     一旦建立隧道，所有上层协议自动加密
│ • Server/pubkey exchange        │
│ • Symmetric encryption          │     默认 AES-128-GCM or ChaCha20-Poly1305
│ • HMAC integrity                │
├─────────────────────────────────┤
│ User Authentication Layer       │  ← 多种认证方式
│ • password                      │     SSH-CONN USER_AUTH_REQUEST
│ • public key                    │
│ • keyboard-interactive          │     MFA/TOTP
│ • GSSAPI (Kerberos)             │
│ • OS Login / Certificate        │
└─────────────────────────────────┘
```

## SSH 密钥交换过程

```mermaid
sequenceDiagram
    participant C as Client
    participant S as Server
    
    Note over C,S: Phase 1: Key Exchange (Diffie-Hellman)
    C->>S: KEXINIT (supported ciphers, DH groups, MACs, compressions)
    S-->>C: KEXINIT (negotiated algorithms)
    
    Note over C,S: 服务器选择双方都支持的最强算法
    S->>C: Server Key Exchange (DH params)
    S->>C: Server Host Key (RSA/ED25519) + signature
    
    Note over C: Verify host key fingerprint!
    C->>S: Client Key Exchange (DH response)
    
    Note over C,S: Both compute shared secret → derive session keys
    
    Note over C,S: Phase 2: User Authentication
    C->>S: SSH_USERAUTH_REQUEST "root" "password"
    S-->>C: SSH_USERAUTH_SUCCESS ✅
    
    Note over C,S: Phase 3: Channel Open
    C->>S: SSH_CHANNEL_OPEN "session"
    S-->>C: SSH_CHANNEL_OPEN_CONFIRMATION
```

### SSH 支持的公钥算法

| 算法 | 密钥大小 | 安全性等级 | 备注 |
|------|---------|-----------|------|
| **ed25519** | 32 bytes | ~128 bits | ✅ **推荐**，EdDSA 椭圆曲线，速度快 |
| rsa | 4096 bits | ~128 bits | 通用兼容，但体积大 |
| ecdsa | 384 bits | ~128 bits | NIST 曲线，争议因 DualECDRBG |
| dsa | 1024 bits | ~80 bits | ❌ **已弃用**，OpenSSH 7.0+ 禁用 |
| ssh-rsa (SHA-1) | variable | 弱 | ❌ OpenSSH 8.8+ 默认禁用 |

```bash
# 生成 ed25519 密钥
$ ssh-keygen -t ed25519 -C "alice@example.com"
# 或带注释和自定义路径
$ ssh-keygen -t ed25519 -f ~/.ssh/id_ed25519_work -C "work@company.com"

# 复制公钥到远程服务器
$ ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_ed25519.pub user@remote-server

# 手动添加
$ cat ~/.ssh/id_ed25519.pub | ssh user@remote 'mkdir -p ~/.ssh && cat >> ~/.ssh/authorized_keys'
```

## SSH 端口转发（Tunneling）

### 本地端口转发（Local Forwarding）⭐

```bash
# 通过 jump server 访问内网数据库
ssh -L 3307:db.internal:3306 user@jump.example.com

# 等效命令: ssh -L <local_port>:<dest_host>:<dest_port> <jump_host>
# 本地 localhost:3307 → SSH 隧道 → jump.example.com → db.internal:3306
```

```
Client              Jump Server           DB Server
────────            ───────────           ─────────
localhost:3307 ──→ [SSH Tunnel] ──→ db.internal:3306
   ↑                        ↑
MySQL CLI             SSH 加密通道 🔒
```

### 远程端口转发（Remote Forwarding）

```bash
# 让外网访问我本地服务（反向穿透 NAT）
ssh -R 8080:localhost:3000 user@public-server

# 我的 Mac:3000 ← SSH -R ← public-server:8080
# 任何人访问 public-server:8080 都能到我的本地服务!
```

### 动态端口转发（SOCKS Proxy）

```bash
# 创建 SOCKS5 代理
ssh -D 1080 user@bastion

# 浏览器设置 SOCKS proxy: 127.0.0.1:1080
# → 所有流量经过 bastion 转发
```

## SSH 配置文件

```bash
# ~/.ssh/config
Host github.com
    HostName github.com
    User git
    IdentityFile ~/.ssh/id_ed25519_github
    IdentitiesOnly yes

Host bastion
    HostName 203.0.113.5
    User deploy
    IdentityFile ~/.ssh/id_ed25519_bastion
    Port 2222

Host internal-*
    ProxyJump bastion
    User admin
    IdentityFile ~/.ssh/id_ed25519_internal
    ServerAliveInterval 60
    ServerAliveCountMax 3

# 使用: ssh internal-webapp1  (自动经 bastion 跳转)
```

### 关键参数说明

| 参数 | 说明 |
|------|------|
| `ProxyJump` | 通过堡垒机跳转 |
| `ServerAliveInterval` | 客户端发送心跳间隔(秒)，防防火墙超时 |
| `ServerAliveCountMax` | 最多连续无响应次数后断开 |
| `IdentitiesOnly` | 仅使用指定的 identity file，不尝试其他密钥 |
| `StrictHostKeyChecking` | `ask`(默认) / `no`(不检查) / `accept-new`(首次接受) |

## Go 中的 SSH

```go
import (
    "golang.org/x/crypto/ssh"
    "os"
)

// 读取私钥文件
key, err := os.ReadFile("~/.ssh/id_ed25519")
if err != nil { panic(err) }

signer, err := ssh.ParsePrivateKey(key)
if err != nil { panic(err) }

config := &ssh.ClientConfig{
    User: "admin",
    Auth: []ssh.AuthMethod{
        ssh.PublicKeys(signer),
    },
    HostKeyCallback: ssh.InsecureIgnoreHostKey(), // 生产环境用 ssh.FixedHostKey()
}

client, err := ssh.Dial("tcp", "server.example.com:22", config)
if err != nil { panic(err) }

// 执行远程命令
session, _ := client.NewSession()
defer session.Close()
output, _ := session.CombinedOutput("uname -a; uptime")
fmt.Println(string(output))

// SFTP client
sftpClient, _ := sftp.NewClient(client)
defer sftpClient.Close()
```

## 关联笔记

- [[hhs/NETWORK/HTTPS与TLS握手]] — SSH 也使用非对称加密 + 对称加密混合模式
- [[hhs/NETWORK/NAT原理与应用]] — SSH 端口转发可穿透 NAT
- [[hhs/NETWORK/MAC地址与广播域]] — SSH 在局域网内的常见部署场景