秘钥相关概念及ssh登录分析

passphrase

       相对“密码”(password)而言，密码短语（passphrase）口令以其更为严密的安全性正受到IT界的广泛关注。在功能上，passphrase同密码一样，只是长度较密码长。通常passphrase使用4到5个单词取代原来数字、字母结合的方式。

公钥私钥 （非对称加密）
  1，公钥和私钥成对出现 
  2，公开的密钥叫公钥，只有自己知道的叫私钥 
  3，用公钥加密的数据只有对应的私钥可以解密 
  4，用私钥加密的数据只有对应的公钥可以解密 
  5，如果可以用公钥解密，则必然是对应的私钥加的密 
  6，如果可以用私钥解密，则必然是对应的公钥加的密

 

ssh的登录过程分为5个阶段

1、版本号协商阶段
2、密钥和算法协商阶段
3、认证阶段
4、会话请求阶段
5、会话交互阶段

《1》版本号协商阶段
服务端打开端口22，等待客户连接。
客户端向服务端发起TCP连接，连接建立后，服务端向客户端发送第一个报文，包括版本标志字符串，格式为“协议版本号 次协议版本号 软件版本号”。
客户端收到报文后，解析协议版本号，如果服务端的协议版本号比自己的低，且客户端能支持服务端的低版本，就使用服务端的协议号，否则使用自己的协议版本号。
客户端回复服务端一个报文，包含了客户端决定使用的协议版本号。
服务端比较客户端发过来的版本号，决定是否能同客户端交互。
如果协商成功，就进入密钥和算法协商阶段。否则服务端断开TCP连接。

《2》密钥和算法协商阶段
服务端和客户端分别发送算法协商报文给对方，报文中包含自己支持的公钥算法列表、加密算法列表、消息验证码算法列表、压缩算法列表等。
服务端和客户端根据对方和自己支持的算法得出最终使用的算法。
服务端和客户端利用DH交换算法、主机密钥对等参数，生成会话密钥和会话ID。

c公 客户端公钥
c密 客户端密钥
s公 服务端公钥
s密 服务端密钥

在版本号协商阶段完成后：
服务端将 s公 发送给客户端。
服务端生成会话ID ，设为 id ，发送给客户端。
客户端生成会话密钥，设为 key ，并计算 res = id 异或 key。
客户端将 res 用 s公 进行加密，将结果发送给服务端。
服务端用 s密 进行解密，得到 res。
服务器计算 res 异或 id，得到 key。
至此服务端和客户端都知道了会话密钥和会话ID，以后的数据传输都使用会话密钥进行加密和解密。

《3》认证阶段
基于账号和口令的验证方式：
客户端使用密钥和算法协商阶段生成的会话密钥加密账号、认证方法、口令，将结果发送给服务器。
服务端使用获得的会话密钥解密报文，得到账号和口令。
服务端对这个账号和口令进行判断，如果失败，向客户端发送认证失败报文，其中包含了可以再次认证的方法列表。
客户端从认证方法列表中选择一种方法进行再次认证。
这个过程反复进行，直到认证成功或者认证次数达到上限，服务端关闭本次TCP连接。

基于公钥和私钥的验证方式：
使用ssh-keygen程序生成公钥 id_dsa.pub 和私钥 id_dsa，一般是在客户端上生成，然后把 id_dsa.pub 通过某种方式发送给服务端。
服务端放在将要远程登录过来的那个账号的目录的.ssh目录下面。
客户端使用密钥和算法协商阶段生成的会话密钥加密账号、认证方法、id_dsa.pub，将结果发送给服务端。
服务端使用会话密钥解密报文，得到账号、id_dsa.pub。
服务端在这个账号的目录的.ssh目录下找对应的公钥，如果没有找到，发送失败消息给客户端，如果找到，比较客户发送过来的这个公钥和找到的公钥，如果内容相同，服务端生成一个随机的字符串，简称“质询”，然后使用找到的公钥加密这个质询，然后使用会话密钥再次加密。
服务端把这个双重加密的数据发送给客户端。
客户端使用会话密钥解密报文，然后使用id_dsa再次解密数据，得到质询。
客户端使用会话密钥加密质询，发送给服务端。
服务端使用会话密钥解密报文，得到质询，判断是不是自己生成的那个质询，如果不相同，发送失败消息给客户端，如果相同，认证通过。