隨着 Linux 設備從電腦逐漸擴展到手機、外設和家用電器，SSH 的使用範圍也越來越廣。不僅程序員離不開它，很多普通用戶也每天使用。
SSH 具備多種功能，可以用於很多場合。有些事情，沒有它就是辦不成。本文是我的學習筆記，總結和解釋了 SSH 的常見用法，希望對大家有用。
雖然本文內容只涉及初級應用，較爲簡單，但是需要讀者具備最基本的"Shell 知識"和了解"公鑰加密"的概念。如果你對它們不熟悉，我推薦先閱讀《UNIX / Linux 初學者教程》和《數字簽名是什麼？》。
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SSH 原理與運用
一、什麼是 SSH？
簡單說，SSH 是一種網絡協議，用於計算機之間的加密登錄。
如果一個用戶從本地計算機，使用 SSH 協議登錄另一臺遠程計算機，我們就可以認爲，這種登錄是安全的，即使被中途截獲，密碼也不會泄露。
最早的時候，互聯網通信都是明文通信，一旦被截獲，內容就暴露無疑。1995年，芬蘭學者 Tatu Ylonen 設計了 SSH 協議，將登錄信息全部加密，成爲互聯網安全的一個基本解決方案，迅速在全世界獲得推廣，目前已經成爲 Linux 系統的標準配置。
需要指出的是，SSH 只是一種協議，存在多種實現，既有商業實現，也有開源實現。本文針對的實現是 OpenSSH，它是自由軟件，應用非常廣泛。
此外，本文只討論 SSH 在 Linux Shell 中的用法。如果要在 Windows 系統中使用 SSH，會用到另一種軟件 PuTTY，這需要另文介紹。
二、最基本的用法
SSH 主要用於遠程登錄。假定你要以用戶名 user，登錄遠程主機 host，只要一條簡單命令就可以了。
$ ssh user@host
如果本地用戶名與遠程用戶名一致，登錄時可以省略用戶名。
$ ssh host
SSH 的默認端口是 22，也就是說，你的登錄請求會送進遠程主機的 22 端口。使用p參數，可以修改這個端口。
$ ssh -p 2222 user@host
上面這條命令表示，ssh 直接連接遠程主機的 2222 端口。
三、中間人攻擊
SSH 之所以能夠保證安全，原因在於它採用了公鑰加密。
整個過程是這樣的：（1）遠程主機收到用戶的登錄請求，把自己的公鑰發給用戶。（2）用戶使用這個公鑰，將登錄密碼加密後，發送回來。（3）遠程主機用自己的私鑰，解密登錄密碼，如果密碼正確，就同意用戶登錄。
這個過程本身是安全的，但是實施的時候存在一個風險：如果有人截獲了登錄請求，然後冒充遠程主機，將僞造的公鑰發給用戶，那麼用戶很難辨別真僞。因爲不像 https 協議，SSH 協議的公鑰是沒有證書中心（CA）公證的，也就是說，都是自己簽發的。
可以設想，如果攻擊者插在用戶與遠程主機之間（比如在公共的 wifi 區域），用僞造的公鑰，獲取用戶的登錄密碼。再用這個密碼登錄遠程主機，那麼 SSH 的安全機制就蕩然無存了。
這種風險就是著名的"中間人攻擊"（Man-in-the-middle attack）。
SSH 協議是如何應對的呢？
四、口令登錄
如果你是第一次登錄對方主機，系統會出現下面的提示：
$ 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)?
這段話的意思是，無法確認 host 主機的真實性，只知道它的公鑰指紋，問你還想繼續連接嗎？
所謂"公鑰指紋"，是指公鑰長度較長（這裏採用 RSA 算法，長達 1024 位），很難比對，所以對其進行 MD5 計算，將它變成一個 128 位的指紋。上例中是 98:2e:d7:e0:de:9f:ac:67:28:c2:42:2d:37:16:58:4d，再進行比較，就容易多了。
很自然的一個問題就是，用戶怎麼知道遠程主機的公鑰指紋應該是多少？回答是沒有好辦法，遠程主機必須在自己的網站上貼出公鑰指紋，以便用戶自行覈對。
假定經過風險衡量以後，用戶決定接受這個遠程主機的公鑰。
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
系統會出現一句提示，表示 host 主機已經得到認可。
Warning: Permanently added 'host,12.18.429.21' (RSA) to the list of known hosts.
然後，會要求輸入密碼。
Password: (enter password)
如果密碼正確，就可以登錄了。
當遠程主機的公鑰被接受以後，它就會被保存在文件$HOME/.ssh/known_hosts 之中。下次再連接這臺主機，系統就會認出它的公鑰已經保存在本地了，從而跳過警告部分，直接提示輸入密碼。
每個 SSH 用戶都有自己的 known_hosts 文件，此外系統也有一個這樣的文件，通常是/etc/ssh/ssh_known_hosts，保存一些對所有用戶都可信賴的遠程主機的公鑰。
五、公鑰登錄
使用密碼登錄，每次都必須輸入密碼，非常麻煩。好在 SSH 還提供了公鑰登錄，可以省去輸入密碼的步驟。
所謂"公鑰登錄"，原理很簡單，就是用戶將自己的公鑰儲存在遠程主機上。登錄的時候，遠程主機會向用戶發送一段隨機字符串，用戶用自己的私鑰加密後，再發回來。遠程主機用事先儲存的公鑰進行解密，如果成功，就證明用戶是可信的，直接允許登錄 shell，不再要求密碼。
這種方法要求用戶必須提供自己的公鑰。如果沒有現成的，可以直接用 ssh-keygen 生成一個：
$ ssh-keygen
運行上面的命令以後，系統會出現一系列提示，可以一路回車。其中有一個問題是，要不要對私鑰設置口令（passphrase），如果擔心私鑰的安全，這裏可以設置一個。
運行結束以後，在$HOME/.ssh/目錄下，會新生成兩個文件：id_rsa.pub 和 id_rsa。前者是你的公鑰，後者是你的私鑰。
這時再輸入下面的命令，將公鑰傳送到遠程主機 host 上面：
$ ssh-copy-id user@host
好了，從此你再登錄，就不需要輸入密碼了。
六、authorized_keys 文件
遠程主機將用戶的公鑰，保存在登錄後的用戶主目錄的$HOME/.ssh/authorized_keys 文件中。公鑰就是一段字符串，只要把它追加在 authorized_keys 文件的末尾就行了。
這裏不使用上面的 ssh-copy-id 命令，改用下面的命令，解釋公鑰的保存過程：
$ ssh user@host 'mkdir .ssh && cat >> .ssh/authorized_keys' < ~/.ssh/id_rsa.pub
這條命令由多個語句組成，依次分解開來看：（1）"$ ssh user@host"，表示登錄遠程主機；（2）單引號中的 mkdir .ssh && cat >> .ssh/authorized_keys，表示登錄後在遠程 shell 上執行的命令：（3）"$ mkdir .ssh"的作用是，如果用戶主目錄中的 .ssh 目錄不存在，就創建一個；（4）'cat >> .ssh/authorized_keys' < ~/.ssh/id_rsa.pub 的作用是，將本地的公鑰文件~/.ssh/id_rsa.pub，重定向追加到遠程文件 authorized_keys 的末尾。
寫入 authorized_keys 文件後，公鑰登錄的設置就完成了。