SSH 加密算法有哪些类型和性能特点？ - 面试题

SSH 加密算法是保障 SSH 安全性的核心技术，用于保护数据传输的机密性和完整性。SSH 使用多种加密算法来满足不同的安全需求。

加密算法类型

对称加密算法

对称加密使用相同的密钥进行加密和解密，适用于大量数据的加密传输。

AES (Advanced Encryption Standard)

bash
# AES-GCM 模式（推荐）
aes256-gcm@openssh.com
aes128-gcm@openssh.com

# AES-CTR 模式
aes256-ctr
aes192-ctr
aes128-ctr

特点：

高性能，硬件加速支持
128/256 位密钥长度
GCM 模式提供认证加密
被广泛采用和验证

ChaCha20-Poly1305

bash
chacha20-poly1305@openssh.com

特点：

在没有硬件加速的设备上性能优异
256 位密钥
内置认证加密
适合移动设备和 ARM 架构

3DES (Triple DES)

bash
3des-cbc  # 已弃用，不推荐使用

特点：

较慢，安全性较低
仅用于向后兼容
不建议在生产环境使用

非对称加密算法

非对称加密使用公钥和私钥对，用于身份验证和密钥交换。

RSA

bash
ssh-rsa
rsa-sha2-256
rsa-sha2-512

特点：

广泛支持
密钥长度：2048/4096 位
计算速度较慢
适合签名和密钥交换

ECDSA (Elliptic Curve DSA)

bash
ecdsa-sha2-nistp256
ecdsa-sha2-nistp384
ecdsa-sha2-nistp521

特点：

更小的密钥尺寸
更快的计算速度
基于椭圆曲线
NIST 标准曲线

Ed25519

bash
ssh-ed25519

特点：

最新的签名算法
256 位密钥
极快的速度
高安全性
推荐使用

加密模式

CBC (Cipher Block Chaining)

bash
aes256-cbc
aes128-cbc

特点：

传统的加密模式
需要填充
可能受到填充攻击
不推荐用于新系统

CTR (Counter Mode)

bash
aes256-ctr
aes128-ctr

特点：

流密码模式
无需填充
并行加密
较好的性能

GCM (Galois/Counter Mode)

bash
aes256-gcm@openssh.com
aes128-gcm@openssh.com

特点：

认证加密模式
同时提供加密和完整性
高性能
推荐使用

配置加密算法

服务器配置

bash
# /etc/ssh/sshd_config

# 推荐的加密算法
Ciphers aes256-gcm@openssh.com,chacha20-poly1305@openssh.com,aes256-ctr

# 禁用不安全的算法
Ciphers -3des-cbc,-aes128-cbc,-aes192-cbc,-aes256-cbc

客户端配置

bash
# ~/.ssh/config

# 指定加密算法
Ciphers aes256-gcm@openssh.com,chacha20-poly1305@openssh.com

# 测试连接
ssh -c aes256-gcm@openssh.com user@hostname

性能对比

算法	加密速度	解密速度	安全性	硬件加速
AES-256-GCM	快	快	高	是
ChaCha20-Poly1305	快	快	高	否
AES-256-CTR	快	快	中	是
AES-256-CBC	中	中	中	是
3DES	慢	慢	低	是

安全最佳实践

1. 使用现代算法

bash
# 优先使用 GCM 模式
Ciphers aes256-gcm@openssh.com,chacha20-poly1305@openssh.com

2. 禁用弱算法

bash
# 禁用 CBC 模式和 3DES
Ciphers -aes128-cbc,-aes192-cbc,-aes256-cbc,-3des-cbc

3. 定期更新

bash
# 检查支持的算法
ssh -Q cipher

# 测试算法性能
ssh -c aes256-gcm@openssh.com -o "Compression yes" user@hostname

4. 监控和审计

bash
# 查看连接使用的加密算法
ssh -v user@hostname 2>&1 | grep "cipher"

# 使用 nmap 检查服务器算法
nmap --script ssh2-enum-algos -p 22 hostname

常见问题

Q: AES-GCM 和 ChaCha20-Poly1305 如何选择？

A: AES-GCM 在有硬件加速的设备上性能更好，ChaCha20-Poly1305 在没有硬件加速的设备上更优。

Q: 为什么禁用 CBC 模式？

A: CBC 模式容易受到填充预言机攻击（Padding Oracle Attack）。

Q: 如何检查服务器支持的加密算法？

A: 使用 nmap --script ssh2-enum-algos -p 22 hostname 或 ssh -Q cipher。

Q: Ed25519 比 RSA 好在哪里？

A: Ed25519 提供更好的性能、更小的密钥尺寸和更强的安全性。

SSH 加密算法的选择直接影响系统的安全性和性能，合理配置是保障 SSH 安全的重要环节。