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憑證與 SSH 指紋：SHA-256 如何辨識公鑰
· 背景
sha-256 密碼學 安全
指紋是憑證或金鑰的雜湊值，夠短以便可以大聲朗讀。這篇文章解釋了 TLS 和 SSH 指紋的計算方式、為什麼 SHA-1 指紋被替換，以及匹配證明了什麼。
您始終接受的主機金鑰提示 — SHA256: 行要求您進行比較
當您第一次透過 SSH 連線到伺服器時，您會看到一條提示，詢問是否接受主機金鑰。提示顯示指紋：`SHA256:nThbg6kXUpJWGl7E1IGOCspRomTxdCARLviKw6E5SY8` 或類似的。該指紋是伺服器公鑰的雜湊值。系統會要求您在帶外（SSH 協定之外）驗證您是否識別此金鑰。此提示通常也會顯示金鑰類型（RSA、ED25519、ECDSA）和指紋格式。如果您之前透過可信任頻道看到過該金鑰的指紋，則可以放心地鍵入「yes」。如果不是，接受意味著相信網路會傳遞正確的密鑰。
指紋只是應用於編碼金鑰的加密雜湊函數的輸出。對於 SSH，金鑰被編碼為二進位 blob（OpenSSH 有線格式），並根據該 blob 計算雜湊值。指紋比全鍵短，因此可讀且可輸入。相同的指紋始終來自相同的金鑰，因此您可以比較在多個位置或頻道發布的指紋。
指紋等於編碼的雜湊值 — DER 憑證或公鑰 blob 作為輸入
SSH 主機金鑰和 TLS 憑證的編碼方式不同，但指紋辨識原理相同。對於 SSH，指紋是根據公鑰材料計算的。對於 TLS 證書，指紋是根據整個證書（包括頒發者、有效期限和其他欄位）計算得出的。當您連線到 Web 伺服器時，瀏覽器不會向您顯示憑證指紋，因為 TLS 使用不同的信任模型：瀏覽器信任一組預先安裝的憑證授權單位 (CA)，而這些 CA 會為憑證提供擔保。 SSH 不使用預先安裝的 CA；相反，您信任特定金鑰並將它們本機儲存在 `~/.ssh/known_hosts` 中。
由於指紋包含 TLS 的整個憑證位元組，因此變更有效日期而不重新簽署會導致不同的指紋。對SSH來說，指紋只是公鑰的指紋，所以只要金鑰不改變，指紋就是穩定的。
此計算器示範 SHA-1 和 SHA-256 長度；指紋策略建議需要協定來源
歷史上，SSH 指紋以 MD5 十六進位顯示。 MD5 的密碼學已被破解，且碰撞是可行的。安全社群已將 SHA-256 指紋作為預設設定。您可能仍會看到 SSH 用戶端顯示的兩種格式：`SHA256: base64` 和 `MD5: hex`。 SHA-256 指紋是值得信賴的身份驗證指紋。如果您看到兩者，請將 SHA-256 版本與來自受信任來源（伺服器的網站、管理員簽署的電子郵件、內部 wiki）的指紋進行比較。 MD5 指紋較不可靠，因為有 MD5 衝突。
指紋格式的變化是密碼轉換的明顯標誌。較舊的 OpenSSH 版本僅顯示 MD5。現代版本預設顯示 SHA-256 。指令 `ssh-keygen -l -f /path/to/key` 以您的 ssh-keygen 版本的預設格式顯示金鑰的指紋；您可以使用 `-E` 標誌強制使用特定格式（例如 `-E sha256` 或 `-E md5`）。
SSH 的 base64 SHA256：格式 — 使指紋比十六進位短的編碼更改
SSH base64 指紋使用變體格式：它們以演演算法名稱和冒號為前綴，例如 `SHA256:base64string`。這與子資源完整性 (SRI) 格式不同，後者使用連字號並僅包含標準的 base64。 SSH 格式包含一個標籤，可以明確指出是哪個演演算法產生摘要。當您在 SSH 輸出中看到指紋時，總是會顯示演演算法。當您看到 SRI 完整性屬性時，演演算法會被編碼為帶有連字符的前綴。
ToolAcre SHA 雜湊計算器的 base64 輸出是標準形式；若要符合 SSH 指紋，請新增 `SHA256: `（演演算法名稱、冒號和空格）。計算器中的十六進位形式不是 SSH 顯示的形式，儘管它代表相同的摘要並對於驗證目的同樣有效。
匹配證明了什麼 - 您持有另一方發布的相同密鑰字節，並在沒有帶外檢查的情況下沒有關於密鑰所有者的任何信息
指紋匹配證明了兩件事：首先，您持有另一方發布的相同密鑰字節，其次，自計算摘要以來，密鑰和指紋都沒有被更改。它不證明密鑰所有者的身份或授權任何特定操作。帶外驗證指紋是信任金鑰的必要條件，但不是充分條件。您還必須驗證發布指紋的人是否是他們聲稱的人。
實際上，如果管理員在公司 Intranet 或簽署電子郵件中發布伺服器的 SSH 指紋，您可以驗證它是否與連接時收到的提示相符。如果指紋不匹配，您可以放心地拒絕連接，因為有人正在攔截您的流量或伺服器金鑰已更改。如果指紋匹配，您就知道您擁有正確的鑰匙。該金鑰是否屬於正確的伺服器是一個單獨的問題，您可以透過驗證發布管道來回答這個問題（Intranet 頁面看起來合法嗎？電子郵件實際上來自該管理員帳戶嗎？）。
工作範例 — 逐步驗證透過可信管道發布的指紋
憑證指紋有相同的目的：它唯一地識別特定的憑證。如果 TLS 伺服器變更其憑證（例如，在續約期間），則新憑證具有不同的指紋。證書固定（在應用程式中對指紋或一小組可接受的指紋進行硬編碼）是一種檢測證書變更的安全技術。如果伺服器提供具有不同指紋的證書，應用程式將拒絕它。這可以防止受損的 CA 頒發瀏覽器本來信任的詐欺性憑證。
憑證固定需要仔細管理：如果伺服器更新其憑證而您沒有預料到，您的應用程式將拒絕有效的新憑證。許多應用程式使用公鑰固定，即固定公鑰而不是整個憑證。只要使用相同的金鑰，這就允許憑證續約而不會被拒絕。
工作範例：使用協定感知工具進行驗證，因為 ToolAcre 雜湊貼上了 UTF-8 文字，而不是 DER 或 SSH 線路位元組
手動計算指紋以進行驗證非常簡單。將憑證或金鑰儲存到檔案中，使用 `openssl dgst -sha256 filename` 或 `ssh-keygen -l -f filename -E sha256` 顯示指紋，並與伺服器向您顯示的指紋進行比較。如果您貼上金鑰字節，ToolAcre SHA 雜湊計算器還可以計算摘要，但請記住，計算器會雜湊您貼上的 UTF-8 文字，而不是二進位檔案。如果金鑰採用 PEM 格式（帶有 `-----BEGIN CERTIFICATE-----` 標頭和 base64 編碼位元組的文字），您可以將其貼到計算器中。如果是DER格式（二進位），則需要使用命令列工具或先轉換為PEM。
邊界很重要：ToolAcre 會對您貼到計算器介面中的 UTF-8 文字進行雜湊處理。它不會從您的裝置讀取檔案（所有計算都在瀏覽器、分頁中進行，沒有網路）。如果磁碟上有金鑰檔案，則可以在文字編輯器中開啟它，複製文字並貼上到計算器（如果它是 PEM 格式）。或者您可以使用 `openssl`、`ssh-keygen` 或 `sha256sum` 等命令列工具在本機計算雜湊值。
重點：比較帶外指紋 - ToolAcre SHA 雜湊計算器顯示 SHA-1 和 SHA-256 摘要在指紋使用的長度下的樣子
ToolAcre SHA 雜湊計算器顯示任何文字輸入的 SHA-1 和 SHA-256 摘要。如果您貼上 PEM 格式的憑證或 SSH 公鑰，則計算器將計算這兩個摘要。對於 SSH 金鑰，計算器將對您貼上的文字進行雜湊處理；如果您貼上標準的 base64 編碼的 SSH 公鑰格式，則摘要將與 SSH 指紋不匹配，因為 SSH 在散列之前應用自己的格式（有線格式）。對於直接匹配，您需要採用 SSH 內部使用的確切格式的金鑰，這不是公共顯示格式。
對於憑證指紋，行為類似：如果您貼上 PEM 編碼的憑證文字，計算器會對該文字進行雜湊處理。憑證的指紋是透過編碼的憑證位元組（DER 格式）計算的，而不是 PEM 文字包裝器。位元組相同，但文字編碼不同。要匹配 OpenSSL 或瀏覽器憑證檢視器的憑證指紋，您需要提供人類無法讀取的 DER 位元組。此計算器的目的是對您可以貼上和讀取的 UTF-8 文字進行雜湊處理，從而使邊界清晰：它對文字輸入進行哈希處理，而不是對標準二進製或有線協定形式的加密金鑰檔案進行雜湊處理。