SSH

Secure Shell
네트워크의 다른 컴퓨터에 로그인하거나 원격 시스템에서 명령을 실행하고 다른 시스템으로 파일을 복사할 수 있도록 하는 보안 프로토콜입니다. SSH는 암호화된 연결을 사용하여 데이터를 전송하므로 전송 중인 데이터가 액세스되거나 가로채지 않도록 보호합니다.
SSH는 OSI 7계층 모델에서 애플리케이션 계층에 있습니다.
SSH는 공개 키 암호화를 사용합니다
- 비공개 키로 암호화된 데이터는 공개 키로만 복호화할 수 있고, 반대로 공개 키로 암호화된 데이터는 비공개 키로만 복호화할 수 있습니다.

클라이언트가 서버에 처음 연결을 요청할 때마다 발생합니다. 즉, 새로운 SSH 세션을 시작할 때마다 이런 인증 과정이 이루어집니다.

세션 생성: 클라이언트가 서버에 연결을 요청합니다. 이때 클라이언트의 SSH 버전 정보가 서버에게 전송됩니다.
암호화 방식 협상: 클라이언트와 서버는 양측이 지원하는 암호화 방식의 목록을 교환하고, 공통적으로 사용할 암호화 방식을 선택합니다. 이 과정에서 서버는 클라이언트에게 자신의 공개 키도 전송합니다.
공개 키 확인: 클라이언트는 서버로부터 받은 공개 키가 이미 저장된 서버의 공개 키와 일치하는지 확인합니다. 처음 연결하는 서버라면, 클라이언트는 서버의 공개 키를 저장합니다.
세션 키 생성 및 교환: 클라이언트는 일종의 비밀 값을 랜덤하게 생성하고 이를 서버의 공개 키로 암호화하여 서버에게 전송합니다. 서버는 자신의 비공개 키로 이 값을 복호화하여 클라이언트와 동일한 세션 키를 얻습니다.
사용자 인증: 클라이언트는 사용자 이름과 패스워드, 또는 공개 키 기반의 인증 방식을 사용해 서버에 접근합니다.

세션 시작: 사용자 인증이 성공적으로 이루어지면, SSH 세션은 시작됩니다. 이때부터 클라이언트와 서버 사이의 모든 통신은 암호화되어 이루어집니다.
데이터 전송: 클라이언트와 서버는 세션 키를 사용하여 데이터를 암호화하고 복호화합니다. 이렇게 암호화된 데이터는 네트워크를 통해 전송됩니다.
세션 종료: 사용자가 세션을 종료하면, 클라이언트와 서버 사이의 연결이 끊어집니다. 이때 사용했던 세션 키도 폐기되며, 이 후의 통신을 위해서는 새로운 세션 키가 필요합니다.

SSH는 여러 가지 암호화 방식을 지원합니다. 여기서 암호화 방식이라는 것은 데이터를 암호화하고 복호화하는 방법을 말합니다. 암호화 방식에 따라 보안성과 성능이 달라질 수 있습니다. 이런 암호화 방식들 중 일부를 살펴보겠습니다:

AES (Advanced Encryption Standard): AES는 현재 가장 널리 사용되는 암호화 방식 중 하나입니다. AES는 128, 192, 256 비트의 키 크기를 지원하며, 그에 따라 AES-128, AES-192, AES-256 등으로 표현됩니다.
DES (Data Encryption Standard) & 3DES (Triple DES): DES는 오래된 암호화 방식으로, 현재는 보안상의 취약점 때문에 권장되지 않습니다. 3DES는 DES를 세 번 적용하는 방식으로, DES보다는 보안성이 높지만 AES에 비하면 상대적으로 느리고 비효율적입니다.
Blowfish & Twofish: Blowfish는 빠른 속도와 효율적인 메모리 사용이 특징인 암호화 방식입니다. 하지만 키 크기가 64비트로 제한되어 있어 보안성에 문제가 있을 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 나온 Twofish는 128비트 키를 지원합니다.
RSA: RSA는 공개 키 암호화 방식으로, 주로 데이터를 암호화하거나 디지털 서명을 생성하는 데 사용됩니다. SSH에서 RSA는 주로 서버의 신원을 확인하고 세션 키를 교환하는 데 사용됩니다.
ChaCha20: ChaCha20는 고성능 암호화 알고리즘으로, 특히 모바일 기기 등의 낮은 성능의 장치에서 빠른 성능을 보입니다. Poly1305 메시지 인증 코드와 함께 사용되어 ChaCha20-Poly1305라고도 불립니다.

이 외에도 SSH는 다양한 암호화 방식을 지원합니다. SSH 클라이언트와 서버는 연결 설정 과정에서 공통으로 지원하는 암호화 방식을 선택하여 사용합니다. 암호화 방식을 선택할 때는 보안성과 성능 사이의 균형을 고려해야 합니다.

세션 키는 대부분의 경우 클라이언트와 서버 간의 공동 작업을 통해 생성됩니다. 이 과정은 Diffie-Hellman 키 교환 알고리즘을 사용하여 이루어집니다. 이 방법을 사용하면 두 개체가 공개 통신 채널을 통해 안전하게 공유 비밀을 생성할 수 있습니다.

Diffie-Hellman 키 교환의 간단한 설명은 다음과 같습니다:

클라이언트와 서버는 각각 비밀 값을 선택합니다. 이 비밀 값은 선택한 개체만 알고 있으며, 다른 개체나 통신 채널에 노출되지 않습니다.
클라이언트와 서버는 각각의 비밀 값을 사용하여 공개 값을 계산합니다. 이 계산 과정은 일방향 함수를 사용하므로, 공개 값을 보아서 비밀 값을 알아낼 수 없습니다.
클라이언트와 서버는 이렇게 생성된 공개 값을 서로에게 전송합니다.
클라이언트와 서버는 받은 공개 값을 자신의 비밀 값과 함께 사용하여 세션 키를 계산합니다. 이 계산 결과는 클라이언트와 서버가 선택한 비밀 값에 따라 달라지므로, 둘은 같은 세션 키를 도출하게 됩니다.

이 방법을 사용하면, 클라이언트와 서버는 서로 비밀을 교환할 필요 없이 동일한 세션 키를 생성할 수 있습니다. 따라서 둘 사이의 모든 통신은 이 세션 키를 사용하여 암호화되며, 이 세션 키는 공개 통신 채널을 통해서는 알아낼 수 없습니다.

캔두