Ｉｎｔｅｒｎｅｔ是當今廣泛使用的計算機網(wǎng)絡(luò)，ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議則是Ｉｎｔｅｒｎｅｔ采用的核心網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。由于ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議本身缺乏可靠的安全機制以及Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的開放性，其安全性就顯得更加脆弱。目前有多種網(wǎng)絡(luò)安全" title="網(wǎng)絡(luò)安全">網(wǎng)絡(luò)安全的解決方案，分別實現(xiàn)在ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議棧的不同層次上：在物理層上使用機械或電器方法防止信息被非法竊取，如電磁泄漏保護；在數(shù)據(jù)鏈路層上使用硬件加密設(shè)備直接加／解密鏈路兩端的數(shù)據(jù)或采用用于組建遠程訪問ＶＰＮ的安全協(xié)議ＰＰＴＰ和Ｌ２ＴＰ創(chuàng)建安全通道；在網(wǎng)絡(luò)層上通過基于ＩＰＳｅｃ規(guī)范的安全協(xié)議實現(xiàn)各種方式的ＶＰＮ；在傳輸層使用ＳＳＬ，ＴＬＳ等安全協(xié)議提供端對端的安全通訊；在應(yīng)用層則可以實現(xiàn)對某些特殊服務(wù)進行單獨保護，如Ｓ－ＨＴＴＰ等。在眾多的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案中，當然可以采用ＶＰＮ和防火墻來保護自己的信息安全。然而，除了這些措施以外，很多公司實際上遺漏了一種不起眼但卻很健壯有效的解決方案－－－（ＳＳＨ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｓｈｅｌｌ）。
１ ＳＳＨ協(xié)議
１．１ ＳＳＨ協(xié)議介紹
ＳＳＨ，即Ｓｅｃｕｒｅ Ｓｈｅｌｌ，是一種介于傳輸層和應(yīng)用層之間的加密隧道協(xié)議，具有Ｃ／Ｓ的體系結(jié)構(gòu)。ＳＳＨ可以在本地主機和遠程服務(wù)器之間設(shè)置“加密隧道”，并且這樣設(shè)置的“加密隧道”可以跟常見的ＦＴＰ，ＳＭＴＰ，ＰＯＰ應(yīng)用程序，Ｘ應(yīng)用程序相結(jié)和。目的是要在非安全的網(wǎng)絡(luò)上提供安全的遠程登陸和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)。既然ＳＳＨ是以提供安全服務(wù)為目標的協(xié)議，其中必不可少的是一套完備的密匙機制。由于ＳＳＨ協(xié)議是面向互聯(lián)網(wǎng)中主機之間的互訪 與信息交換，所以主機密匙成為基本的密匙機制。即ＳＳＨ要求每一個使用本協(xié)議的主機都必須至少有一個自己的主機密匙對，服務(wù)器方通過對客戶方主機密匙的認證之后，才允許其連接請求。一個主機可以使用多個密匙，針對不同的密匙算法而擁有不同的密匙。
ＳＳＨ在運行方式上，不像其他ＴＣＰ／ＩＰ應(yīng)用，被設(shè)計為工作于自己的基礎(chǔ)之上，而不是利用包裝（Ｗｒａｐｐｅｒｓ）或通過Ｉｎｔｅｒｎｅｔ守護進程ｉｎｅｔｄ運行。
１．２ ＳＳＨ協(xié)議工作機制
根據(jù)ＩＥＴＦ關(guān)于ＳＳＨ草案的定義，ＳＳＨ協(xié)議包含３個組成部分（層次）。
（１）傳輸層協(xié)議（ＳＳＨ－ＴＲＡＮＳ）
ＳＳＨ的傳輸層協(xié)議負責進行服務(wù)器認證，數(shù)據(jù)加密和完整性保護，并可以提供數(shù)據(jù)壓縮的功能。ＳＳＨ傳輸層協(xié)議是建立在提供“底層”可靠的ＴＣＰ連接之上的，當然，也可以用在其他可靠的數(shù)據(jù)流協(xié)議中。傳輸層的認證是基于主機的（并非面向用戶的認證），目的就在于為真正的上層應(yīng)用提供安全保證。當ＳＳＨ用在ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議上時，ＳＳＨ服務(wù)器一端一般會監(jiān)聽ＴＣＰ２２端口，一旦客戶端和服務(wù)器端的ＴＣＰ連接建立起來，ＳＳＨ傳輸層協(xié)議就開始發(fā)揮作用了。在這個階段，客戶端和服務(wù)器要約定使用的ＳＳＨ協(xié)議版本，要協(xié)商選定雙方都支持的認證算法、加密算法、哈希算法和數(shù)據(jù)壓縮算法。協(xié)商好認證算法和密匙交換方法后，服務(wù)器端會向客戶端發(fā)送自己的主機密匙（ＨｏｓｔＫｅｙ），即服務(wù)器的公匙（ＰｕｂｌｉｃＫｅｙ），以驗證服務(wù)器的身份。雙方還要依據(jù)協(xié)商好的加密算法生成一次性加密密匙，用于對整個商變更加密密匙。此外，傳輸層協(xié)議需要生成一個會話ＩＤ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ），用于惟一標識本次會話連接。等所有這些過程結(jié)束后，客戶端就可以向服務(wù)器發(fā)送服務(wù)請求了，服務(wù)器接受２類請求：用戶認證服務(wù)（ＳＳＨ－ＵＳＥＲＡＵＴＨ）和連接服務(wù)（ＳＳＨ－ＣＯＭＭＥＣＴＩＯＮ）。
ＳＳＨ支持的公匙算法有ＤＳＡ和ＲＳＡ，支持的對稱密匙算法包括ＤＥＳ，３ＤＥＳ，Ｂｌｏｗｆｉｓｈ，Ｔｗｏｆｉｓｈ，ＩＤＥＡ，ＡＲＣＦＯＵＲ和ＣＡＳＴ－１２８，支持的哈希算法有ＳＨＡ－１，ＭＤ５等，支持Ｄｉｆｆｉｅ－Ｈｅｌｌｍａｎ密匙交換方法。
（２）用戶認證協(xié)議（ＳＳＨ－ＵＸＥＲＡＵＴＨ）
用戶認證協(xié)議是建立在傳輸層協(xié)議之上的，當用戶進行認證時，假定底層（傳輸層）協(xié)議已經(jīng)提供了數(shù)據(jù)完整性和機密性保護。用戶認證協(xié)議接受傳輸層協(xié)議確定的會話ＩＤ，作為本次會話過程的惟一標識。服務(wù)器首先會發(fā)起用戶認證，他他會告訴客戶端服務(wù)器所支持的認證方式，客戶端可以從中選擇。一旦用戶認證成功，根據(jù)客戶端的請求，服務(wù)器將會啟動相應(yīng)的服務(wù)（在連接協(xié)議建立的邏輯通道中進行數(shù)據(jù)傳輸）。ＳＳＨ支持的用戶認證方法包括：公匙認證方法、口令認證方法、基于主機的認證和ＰＡＭ認證等。
（３）連接協(xié)議（ＳＳＨ－ＣＯＮＮＥＣＴ）
連接協(xié)議可以提供交互的Ｓｈｅｌｌ會話，支持遠程命令執(zhí)行，提供ＴＣＰ端口以及Ｘ１１連接轉(zhuǎn)發(fā)功能。通過將惟一一個加密隧道（ｔｕｎｎｅｌ）多路復(fù)用成若干個邏輯通道，提供給更高層的應(yīng)用協(xié)議使用。邏輯通道是由兩端的通道號來惟一標識的。要啟動某個應(yīng)用服務(wù)，首先要建立一個新的邏輯通道，這期間，先要分配兩端的通道號，協(xié)商緩存窗口的大小，然后是建立正式的會話，啟動應(yīng)用程序。各種高層應(yīng)用協(xié)議可以相對獨立于ＳＳＨ基本體系之外，并依靠這個基本框架，通過連接協(xié)議使用ＳＳＨ的安全機制。
１．３ 核心算法
以ＳＳＨ協(xié)議２．０為例，其常用公匙算法ＲＳＡ或ＤＳＡ進行身份認證，用對稱密匙算法３ＤＥＳ進行傳輸數(shù)據(jù)加密， 用Ｄｉｆｆｉｅ－Ｈｅｌｌｍａｎ密匙協(xié)議算法交換密匙，用散列函數(shù)ＳＨＡ－１或ＭＤ５進行完整性檢測，用ｚｌｉｂ進行數(shù)據(jù)壓縮。
２ 具體應(yīng)用及安全模型
具體應(yīng)用時，ＳＳＨ可以提供３類服務(wù)：
２．１ 安全遠程登錄和安全遠程命令執(zhí)行：替代傳統(tǒng)的ｔｅｌｎｅｔ和ｒｌｏｇｉｎ，ｒｓｈ命令
網(wǎng)絡(luò)遭受攻擊，很多情況是由于服務(wù)器提供了Ｔｅｌｎｅｔ服務(wù)引起的。對于ＵＮＩＸ系統(tǒng)，如果要遠程管理他，必定要使用遠程終端，而要使用遠程終端，自然要在服務(wù)器上啟動Ｔｅｌｎｅｔ服務(wù)。但是Ｔｅｌｎｅｔ服務(wù)有一個致命的弱點他以明文的方式傳輸用戶名及口令，所以，很容易被第三者竊取口令。一種有效代替Ｔｅｌｎｅｔ服務(wù)的工具就是ＳＳＨ。用戶要登錄到遠程計算機用戶賬號中，可以使用命令：
＃ｓｓｈ ｕｓｅｒｎａｍｅ＠ｒｅｍｏｔｅｃｏｍｐｕｔｅｒ
整個登錄會話在客戶端和服務(wù)器之間傳輸時都是經(jīng)過加密的，從而實現(xiàn)了安全遠程登錄。
對系統(tǒng)管理員來說，如果要查看局域網(wǎng)中４臺計算機（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）上的每個用戶啟動的進程，按傳統(tǒng)方法，可以使用ｒｓｈ：
＃！／ｂｉｎ／ｓｈ
ｆｏｒ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｎ Ａ Ｂ ＣＤｄｏ
ｒｓｈ￥ｍａｃｈｉｎｅ／ｕｓｒ／ｕｃｂ／ｗ
ｄｏｎｅ
雖然這種方法可以達到目的，卻不安全。／ｕｓｒ／ｕｃｂ／ｗ的結(jié)果在網(wǎng)絡(luò)上是明文傳輸?shù)摹？梢岳茫樱樱却妫遥樱龋瑢崿F(xiàn)安全遠程命令執(zhí)行。
２．２ 安全文件傳輸：替代傳統(tǒng)的ｒｃｐ，ｆｔｐ命令
傳統(tǒng)的文件傳輸程序（ｆｔｐ．ｒｃｐ或Ｅ－ｍａｉｌ）都不能提供一種安全的解決方案。當文件在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時，第三方總可以將其截獲并讀取其中的數(shù)據(jù)包。要防止這種問題，可以采取很多措施，例如，在源計算機上使用ＰＧＰ（ＰｒｅｔｔｙＧｏｏｄ Ｐｒｉｖａｃｙ）之類的程序?qū)ξ募M行加密，然后使用傳統(tǒng)的方法把文件傳輸?shù)侥康挠嬎銠C，并在此處解密文件。然而，這個過程比較復(fù)雜，而且對用戶不是透明的。利用 ＳＳＨ，用戶只需使用一個拷貝命令ｓｃｐ就可以在兩臺計算機之間安全的傳輸文件：＃ｓｃｐ ｎａｍｅ－ｏｆ－ｓｏｕｒｃｅ ｎａｍｅ－ｏｆ－ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ，文件在離開源計算機時 加密，到達目的計算機時自動解密。雖然ｓｃｐ命令十分有效，但用戶可能更熟悉ｆｔｐ的命令。ｓｆｔｐ是在ＳＳＨ之上的一個基于ＳＦＴＰ協(xié)議的獨立的文件傳輸工具：
＃ｓｆｔｐ ｕｓｅｒｎａｍｅ＠ｒｅｍｏｔｅｃｏｍｐｕｔｅｒｓｆｔｐ＞
ｓｆｔｐ＞
在一個ｓｆｔｐ會話中可以調(diào)用多個命令進行文件拷貝和處理，而ｓｃｐ每次調(diào)用時都要打開一個新會話。
其實，ＳＳＨ并不執(zhí)行文件傳輸。在ＳＳＨ協(xié)議中沒有任何傳輸文件的內(nèi)容，ＳＳＨ通信者不能請求對方通過ＳＳＨ協(xié)議來發(fā)送或接收文件。ｓｃｐ，ｓｆｔｐ程序并沒有真正實現(xiàn)ＳＳＨ協(xié)議，也根本沒有融合什么安全特性。實際上，他們只是在一個子進程中調(diào)用ＳＳＨ進行遠程登錄，然后傳輸文件，最后調(diào)用ＳＳＨ關(guān)閉本次連接而已。
２．３ 轉(zhuǎn)發(fā)：包括對各種ＴＣＰ應(yīng)用的端口轉(zhuǎn)發(fā)以及Ｘ１１連接轉(zhuǎn)發(fā)
ＳＳＨ可以增加基于ＴＣＰ／ＩＰ的應(yīng)用程序的安全性。這是通過一種稱為轉(zhuǎn)發(fā)（ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ）或隧道（ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ）的技術(shù)來實現(xiàn)的。該技術(shù)通過對ＴＣＰ／ＩＰ連接進行重新路由，使其通過ＳＳＨ連接傳輸，并且透明地進行端到端的加密（實際上，這已經(jīng)算是基本的ＶＰＮ功能了）。
２．３．１ 端口轉(zhuǎn)發(fā)（ｐｏｒｔ ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ）
ＳＳＨ使用的傳輸機制是ＴＣＰ／ＩＰ，通常使用的都是服務(wù)器的ＴＣＰ端口２２，并對經(jīng)過連接傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加解密操作。用ＳＳＨ對其他應(yīng)用程序在別的ＴＣＰ端口上建立的ＴＣＰ／ＩＰ傳輸進行加密和解密，這一過程稱為端口轉(zhuǎn)發(fā)。端口轉(zhuǎn)發(fā)可以使ｔｅｌｎｅｔ，ｐｏｐ３，ｓｍｔｐ，ｎｎｔｐ和ｉｍａｐ等基于ＴＣＰ／ＩＰ的不安全協(xié)議變得安全。
假設(shè)用戶要在家里的主機Ｈ上運行一個Ｅｍａｉｌ閱讀程序，訪問位于企業(yè)局域網(wǎng)內(nèi)部的一臺ＩＭＡＰ服務(wù)器Ｓ。要使ＩＭＡＰ連接通過ＳＳＨ隧道，就得在主機Ｈ上選擇一個本地端口（１ ０２４～６５ ５３５），將其發(fā)送至遠程套接字（Ｓ，１４３）。假設(shè)隨機選取本地端口２００３，則創(chuàng)建隧道的命令為：＃ｓｓｈＬ２００３：ｌｏｃａｌｈｏｓｔ：１４３ Ｓ，其中，－Ｌ表明是本地轉(zhuǎn)發(fā)，此時ＴＣＰ客戶端與ＳＳＨ客戶端同在本地主機上。現(xiàn)在，Ｅｍａｉｌ閱讀程序連接本地套接字（ｌｏｃａｌｈｏｓｔ，２００３）即可安全的閱讀ＩＭＡＰ服務(wù)器上的郵件。
遠程轉(zhuǎn)發(fā)與本地轉(zhuǎn)發(fā)幾乎完全相同，只是方向相反，此時ＴＣＰ客戶端在遠程，服務(wù)器在本地，轉(zhuǎn)發(fā)連接由遠程主機發(fā)起（其創(chuàng)建隧道的命令為＃ｓｓｈ－Ｒ２００３：ｌｏｃａｌｈｏｓｔ：１４３ Ｈ）。
一般意義上講，ＳＳＨ端口轉(zhuǎn)發(fā)是ＴＣＰ使用的一種通用代理機制，而且只能用于ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議，如果協(xié)議不是基于ＴＣＰ的，比如基于ＵＤＰ的ＤＮＳ，ＤＨＣＰ，ＮＦＳ和ＮｅｔＢＩＯＳ或者非ＩＰ類協(xié)議，如ＡｐｐｌｅＴａｌｋ或Ｎｏｖｅｌｌ的ＳＰＸ／ＩＰＸ，就不能使用端口轉(zhuǎn)發(fā)機制。
２．３．２ Ｘ轉(zhuǎn)發(fā)
ＸＷｉｎｄｏｗ是Ｕｎｉｘ工作站上很流行的窗口系統(tǒng)，其中一項重要功能就是他的透明性。用戶可以運行遠程Ｘ應(yīng)用程序，并將其顯示在本地機器上。但是機器間的通訊不安全，他完全暴露在窺探器之下。利用ＳＳＨ，可以將Ｘ協(xié)議連接導(dǎo)入ＳＳＨ連接，以保障其安全性，并提供更強的認證，此項功能稱為Ｘ轉(zhuǎn)發(fā)。Ｘ轉(zhuǎn)發(fā)是端口轉(zhuǎn)發(fā)的一個特例，ＳＳＨ對此提供特別支持。
以ＳＳＨ２．０協(xié)議的實現(xiàn)為例，在客戶端配置文件中將關(guān)鍵字ＦｏｒｗａｒｄＸ１１設(shè)置成ｙｅｓ或ｎｏ來啟用或禁用Ｘ轉(zhuǎn)發(fā)。服務(wù)器范圍配置關(guān)鍵字Ｘ１１Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ及其同義詞ＦｏｒｗａｒｄＸ１１和ＡｌｌｏｗＸ１１Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ可以在服務(wù)器端啟用／禁用Ｘ轉(zhuǎn)發(fā)。
在以上ＳＳＨ所提供的３種服務(wù)的基礎(chǔ)上，可以建構(gòu)基于ＳＳＨ的網(wǎng)絡(luò)安全模型，如圖１所示。
企業(yè)實際部署時可將防火墻與ＳＳＨ服務(wù)器實現(xiàn)于同一臺計算機，即企業(yè)局域網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)主機中。ＳＳＨ可采用免費的ＯｐｅｎＳＳＨ或商業(yè)產(chǎn)品Ｆ－Ｓｅｃｕｒｅ ＳＳＨ，而防火墻則采用普通的軟件防火墻產(chǎn)品，例如東大阿爾派ＮｅｔＥｙｅ ２．０。
３ 安全性分析
ＳＳＨ解決了許多和網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的安全漏洞，有效地防止了網(wǎng)絡(luò)竊聽（Ｓｎｉｆｆｅｒ）、ＩＰ欺騙、ＤＮＳ欺騙、連接劫持（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｈｉｊａｃｋｉｎｇ）、插入攻擊（Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ａｔｔａｃｋ）和中間人攻擊（ｍａｎ－ｉｎ－ｔｈｅ－ｍｉｄｄｌｅ）等，但并沒有解決全部問題，尤其是他仍然容易受到針對底層ＴＣＰ／ＩＰ缺陷而發(fā)起的服務(wù)器拒絕攻擊（ＤｏＳ）；他也不能解決一些考慮環(huán)境因素而產(chǎn)生的攻擊方法，例如流量分析和隱秘通道；也不能防止出現(xiàn)病毒，Ｔｒｏｊｉｎ木馬和咖啡豆（ｃｏｆｆｅｅ ｓｐｉｌｌ）。對于ＴＣＰ／ＩＰ的缺陷引起的問題，只能通過更低級的網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)才能很好的解決，例如硬件鏈路加密或ＩＰＳｅｃ；對于流量分析攻擊，ＳＳＨ可以在空閑時發(fā)送一些隨機的，非操作性的信息來干擾活動狀態(tài)的分析（目前的ＳＳＨ產(chǎn)品還沒有實現(xiàn)這種特性）；對于病毒等則需要病毒防火墻來解決。
４ 結(jié)語
ＳＳＨ協(xié)議既可以提供主機認證，又提供用戶認證，同時還提供數(shù)據(jù)壓縮，數(shù)據(jù)機密性和完整性保護。ＳＳＨ的不足之處在于他使用的是手工分發(fā)并預(yù)配置的公匙而非基于證書的密匙管理。與ＳＳＬ和ＴＬＳ相比，這是ＳＳＨ的主要缺陷。但從ＳＳＨ２．０協(xié)議開始允許一同使用ＰＫＩ證書和密匙，將來在ＳＳＨ產(chǎn)品中把這種特性和通用的ＰＫＩ一起實現(xiàn)，這樣可以降低密匙管理的負擔并提供更強大的安全保障。雖然ＳＳＨ還有其不足之處，但相對于ＶＰＮ和專業(yè)防火墻的復(fù)雜性和費用來說，也不失為一種可行的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案，尤其適合中小企業(yè)部署應(yīng)用。