使用 ECDSA 与 Ed25519 公钥算法

Published: 2023-05-26

Tags: 笔记

本文总阅读量次

前些天收到 Bitbucket 服务的邮件（详情），大意是说 June 20, 2023 的时候他们要更换其 RSA host key，并且不在支持 DSA host key，另外的事项是推荐大家使用 ECDSA 和 Ed25519 加密算法。

在这之前，我只用过 AES 和 DSA 类型的算法，本篇文章即对这两个算法进行了解，并在后续生成的 SSH Key 上使用他们。

以往我这样生成密钥，生成出的公密以 ssh-rsa 起始

$ ssh-keygen -t rsa -f ~/.ssh/id_rsa

id_rsa.pub

ssh-rsa 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 root@dc3

使用 ECDSA 和 Ed25519 算法只需要修改参数即可，其中 ECDSA 支持 -b 参数指定 521 也可以指定为 224、256、384，强度不同

生成 ECDSA 密钥

$ ssh-keygen -t ecdsa -b 521 -f ~/.ssh/id_ecdsa

id_ecdsa

ecdsa-sha2-nistp521 AAAAE2VjZHNhLXNoYTItbmlzdHA1MjEAAAAIbmlzdHA1MjEAAACFBAD/u4MgymZS3suOGBBkoVsh6NXkIwaMQW2GSrCX+bK8PzkZ6kBuWdKSqQCv1KXLQdpZIR+A71gI3ONFj3px13OYuABzsgfJAimdfSOOt3y6AAHSGeDErEV0H98GDf8yRbLhr2YKuYD2lXoEUH4jnefb//XJ3r6XubxswLqrAd0/yblEGg== root@dc3

生成 Ed25519 密钥

$ ssh-keygen -t ed25519 -f ~/.ssh/id_ed25519

id_ed25519

ssh-ed25519 AAAAC3NzaC1lZDI1NTE5AAAAICJIRRCW+ehwgzw2a/6DdRRMXgV1jeuUY/dminLXHy5R root@dc3

从结果看，id_ed25519 的共钥长度很短，这在传输和存储上更具优势。

四种加密算法的比较

RSA、DSA、ECDSA 和 Ed25519 是四种不同的加密算法，它们在原理、性能和安全性方面有所不同。以下是它们之间的一些主要区别

原理 RSA：基于大数因子分解问题，是一种广泛使用的非对称加密算法。 DSA：基于离散对数问题，是一种数字签名算法。 ECDSA：基于椭圆曲线密码学和离散对数问题，是一种椭圆曲线数字签名算法。 Ed25519：基于椭圆曲线密码学（特别是 Curve25519）和离散对数问题，是一种椭圆曲线数字签名算法。

性能 RSA：相对较慢，尤其是在签名和解密操作中。密钥和签名的大小也较大。 DSA：性能优于 RSA，但仍然不如基于椭圆曲线的算法。 ECDSA：性能于 RSA 和 DSA，密钥和签名的大小较小。 Ed25519：性能优于 ECDSA，密钥和签名的大小较小。

安全性 RSA：安全性取于密钥长度。随着计算能力的提高，需要更长的密钥以确保安全性 DSA：安全性取决密钥长度和参数选择。与 RSA 类似，需要更长的密钥以确保安全性。 ECDSA：安全性取决于椭圆曲线的选择和密钥长度。相对于 RSA 和 DSA，可以使用较短的密钥获得相同的安全级别。 Ed25519：安全性较高，抵抗侧信道攻击的能力较强。

兼容性 RSA：广泛支持，几乎所有的系统和应用都支持 RSA。 DSA：支持较广泛，但由于其性能和安全性限制，现在已经逐渐被 ECDSA 和 Ed25519 取代。 ECDSA：支持较广泛，许多现代系统和应用都支持 ECDSA。 Ed25519：相对较新，可能在一些较旧的系统中不受支持。

总的来说，RSA 和 DSA 是较早的加密算法，而 ECDSA 和 Ed25519 是基于椭圆曲线密码学的较新算法。 在性能和安全性方面，椭圆曲线算法（ECDSA 和 Ed25519）通常优于 RSA 和 DSA。

为什么不在推荐 DSA 算法？

  1. 密钥长度限制，推荐最长长度为 3072 位，但随着计算机性能的提升，可能无法提供足够的安全性。
  2. 性能问题，DSA 算法在签名时使用大量的模运算，性能可能较差。
  3. 随机数生成器如果质量不高或存在漏洞，很可能影响到 DSA 的安全。
  4. 长江后浪推前浪，ECDSA、EdDSA 等优秀算法的出现，更推荐使用新的算法。

EdDSA 是什么？

我在图中进行了标注，ECDSA 和 EdDSA 都是通用的方案，Ed25519 是 EdDSA 的特定实现。

如何选择

比较下来，Ed25519 是更为推荐的算法，安全性、大小、性能表现都很优秀，只有当老设备不支持时，依次考虑使用 ECDSA、RSA 算法。在使用 RSA 算法时也应使用至少 2048 位的 RSA 密钥。

使用免密登录服务器

我有一台机器还在使用密码登录。

Host dc3
  HostName 23.XX.XXX.154
  User root
  Port 29345

现在将共钥文件复制到服务器

$ ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_ed25519.pub dc3

这个时候再次使用 ssh dc3 登录无需输入密码，ssh client 应该是默认使用了 id_ed25519 私钥文件进行认证。

用于 SCM 服务认证

Bitbucket 添加后推送代码进行测试

Github 也是支持 Ed25519