SSH加密原理、RSA非對稱加密算法學習與理解

     首先聲明一下，這裏所說的SSH，並非Java傳統的三大框架，而是一種創建在應用層和傳輸層基礎上的安全外殼協議，熟悉Linux的朋友常用到一 個SSH Secure Shell Cilent的工具，本文也是基於此工具加密原理的學習，在SSH的加密原理中，使用到了RSA非對稱加密算法，本文也一併作了學習和了解。

    非對稱加密算法

    在平常的工做生產中， 咱們常常須要進行數據的通信，開發人員常常須要對數據進行加解密操做，以保證數據的安全。數據的加密算法非爲對稱加密和非對稱加密兩種，經常使用的DES、三 重DES、AES等都屬於對稱加密，即經過一個密鑰能夠進行數據的加解密，密鑰一旦泄漏，傳輸的數據則不安全。

    非對稱加密算法的核心源於數學問題，它存在公鑰和私鑰的概念，要完成加解密操做，須要兩個密鑰同時參與。咱們常說的「公鑰加密，私鑰加密」或「私鑰加密， 公鑰解密」都屬於非對稱加密的範疇，後文中講到的RSA算法也一種典型的非對稱加密算法。公鑰加密的數據必須使用私鑰才能夠解密，一樣，私鑰加密的數據也 只能經過公鑰進行解密。

    相比對稱加密，非對稱加密的安全性獲得了提高，可是也存在明顯的缺點，非對稱加解密的效率要遠遠小於對稱加解密。因此非對稱加密每每被用在一些安全性要求比較高的應用或領域中。

    典型的RSA非對稱加密

    RSA加密算法是一種典型的非對稱加密算法，它基於大數的因式分解數學難題，它也是應用最普遍的非對稱加密算法，於1978年由美國麻省理工學院（MIT）的三位學着：Ron Rivest、Adi Shamir 和 Leonard Adleman 共同提出。

    它的原理較爲簡單，咱們假設有消息發送方A和消息接收方B，經過下面的幾個步驟，咱們就能夠完成消息的加密傳遞：

1. 消息發送方A在本地構建密鑰對，公鑰和私鑰；

2. 消息發送方A將產生的公鑰發送給消息接收方B；

3. B向A發送數據時，經過公鑰進行加密，A接收到數據後經過私鑰進行解密，完成一次通訊；

4. 反之，A向B發送數據時，經過私鑰對數據進行加密，B接收到數據後經過公鑰進行解密。

    因爲公鑰是消息發送方A暴露給消息接收方B的，因此這種方式也存在必定的安全隱患，若是公鑰在數據傳輸過程當中泄漏，則A經過私鑰加密的數據就可能被解密。

    若是要創建更安全的加密消息傳遞模型，須要消息發送方和消息接收方各構建一套密鑰對，並分別將各自的公鑰暴露給對方，在進行消息傳遞時，A經過B的公鑰對數據加密，B接收到消息經過B的私鑰進行解密，反之，B經過A的公鑰進行加密，A接收到消息後經過A的私鑰進行解密。

    固然，這種方式可能存在數據傳遞被模擬的隱患，咱們能夠經過數字簽名等技術進行安全性的進一步提高。因爲存在屢次的非對稱加解密，這種方式帶來的效率問題也更加嚴重。   

    SSH加密原理

    在SSH安全協議的原理中， 是一種非對稱加密與對稱加密算法的結合，先看下圖：

    這裏進行一下說明：

1. 首先服務端會經過非對稱加密，產生一個公鑰和私鑰；

2. 在客戶端發起請求時，服務端將公鑰暴露給客戶端，這個公鑰能夠被任意暴露；

3. 客戶端在獲取公鑰後，會先產生一個由256位隨機數字組成的會話密鑰，這裏稱爲口令；

4. 客戶端經過公鑰將這個口令加密，發送給服務器端；

5. 服務器端經過私鑰進行解密，獲取到通信口令；

6. 以後，客戶端和服務端的信息傳遞，都經過這個口令進行對稱的加密。

    我的感受，這樣的設計在必定程度上提升了加解密的效率，不過，與客戶端服務端各構建一套密鑰對的加解密方式相比，在安全性上可能有所降低。在上面所述的經過口令進行加密的過程當中，數據也是能夠被竊聽的，不過因爲密鑰是256個隨機數字，有10的256次方中組合方式，因此破解難度也很大。相對仍是比較安全的。服務端和客戶端都提早知道了密鑰，SSH的這種方式，服務端是經過解密獲取到了密鑰。

    DH密鑰交換算法

    SSH的原理，是基於RSA非對稱加密，RSA是基於大數的因式分解數學難題，下面要提到的DH密鑰交換算法則是基於有限域上的離散對數難題。

    DH算法是一種密鑰協商算法，只用於密鑰的分配，不用於消息的加解密。它提供了一種安全的交換密鑰的方式，經過交換的密鑰進行數據的加解密。就像SSH原理中，口令的交換，不過DH算法更安全。

    咱們舉個例子來進行說明，假設有A、B兩方，A做爲發送者，B做爲接收者。經過下面的幾個步驟就能夠構建出一個只屬於雙方的密鑰口令，以下：

1. 首先A、B雙方，在通訊前構建專屬於本身的密鑰對，假設分別是公鑰A，私鑰A，公鑰B，私鑰B；

2. A將本身的公鑰A暴露給B，B經過私鑰B和公鑰A通過必定的運算產生出本地的密鑰B；

3. 一樣，B將本身的公鑰B暴露給A，A經過私鑰A和公鑰B通過必定的運算產生出本地的密鑰A；

4. 最後，這個算法有意思的一點就是，密鑰A和密鑰B是一致的，這樣A、B雙方就擁有了一個屬於雙方的「祕密」口令；

    DH算法的產生是，對稱加密向非對稱加密的過分，爲後續非對稱加密的產生和發展奠基了基礎。

    總結：成文的過程當中，閱讀了一些關於加密解密的算法，作出瞭如上的理解，畢竟術業有專攻，也可能存在理解偏頗，甚至錯誤的地方，但願你們批評指正。

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