一.SSH协议介绍
SSH：安全外壳协议。SSH 为 Secure Shell 的缩写，它是建立在应用层基础上的安全协议。SSH 是目前较可靠，专为远程登录会话和其他网络服务提供安全性的协议。利用 SSH 协议可以有效防止远程管理过程中的信息泄露问题。
二.SSH协议结构
SSH是由客户端和服务端的软件组成的，有两个不兼容的版本分别是：1.x和2.x。 用SSH 2.x的客户程序是不能连接到SSH 1.x的服务程序上去的。OpenSSH 2.x同时支持SSH 1.x和2.x。
服务端是一个守护进程(daemon)，他在后台运行并响应来自客户端的连接请求。服务端一般是sshd进程，提供了对远程连接的处理，一般包括公共密钥认证、密钥交换、对称密钥加密和非安全连接。
客户端包含ssh程序以及像scp（远程拷贝）、slogin（远程登陆）、sftp（安全文件传输）等其他的应用程序。
三.SSH原理及工作过程
原理：SSH协议是基于非对称加密方法的，服务器和客户端都会生成自己的公钥和私钥。
工作过程：
SSH建立连接主要分为以下几个过程：
1.TCP三次握手
2.版本协商
（1）客户端通过TCP三次握手与服务器的SSH端口建立TCP连接。
（2）服务器通过建立好的连接向客户端发送一个包含SSH版本信息的报文，格式为“SSH-<SSH协议大版本号>.<SSH协议小版本号>-<软件版本号>”，软件版本号主要用于调试。
（3）客户端收到版本号信息后，如果服务器使用的协议版本号低于自己的，但是客户端能够兼容这个低版本的SSH协议，则就使用这个版本进行通信。否则，客户端会使用自己的版本号。
（4）客户端将自己决定使用的版本号发给服务器，服务器判断客户端使用的版本号自己是否支持，从而决定是否能够继续完成SSH连接。
（5）如果协商成功，则进入密钥和算法协商阶段。
3.算法协商
从客户端和服务器相互发出 Key Exchange Init 请求开始，报文中包含自己支持的公钥算法列表，加密算法列表，MAC（Message Authentication Code，消息验证码）算法列表，压缩算法列表等
kex_algorithms：
密钥交换算法，里边即包含我们使用的D-H算法，用于生成会话密钥服务器主机密钥算法，可以采用 ssh-rsa,ssh-dss,ecdsa-sha2-nistp256
server_host_key_algorithms：
服务器主机密钥算法，可以采用 ssh-rsa,ssh-dss,ecdsa-sha2-nistp256 ,有公钥和私钥的说法，
encryption_algorithms_client_to_server：对称加密算法，常用的有 aes128-cbc,3des-cbc
mac_algorithms_client_to_server：MAC算法，主要用于保证数据完整性
compression_algorithms_client_to_server： 压缩算法
Language：语言标志的名称列表。如果没有语言优先级，该名称列表应为空。
First KEX Packet Follows:
表明是否有一个猜测的密钥交换数据包跟随。如果将会发送一个猜测的数据包，该域必须是TRUE。如果不会发送猜测的数据包，该域必须是FALSE。
4.密钥协商
服务器端和客户端利用Diffie-Hellman密钥交换算法，主机密钥对等参数，生成共享密钥和会话ID。会话密钥用于在后续的通信过程中两端对传输的数据进行加密和解密，而会话ID用于认证过程。
（1）客户端接要发送 DH 算法密钥对的公钥；
（2）服务器发送 DH 算法密钥对的公钥，双方协商出只有他们才知道的会话密钥；
（3）客户端发送一个 New Keys 数据包，表示双方构建了一个加密通道。
5.认证阶段
（1）客户端向服务器端发送认证请求，请求中包含用户名，认证方法，密码或密钥。
（2）服务器端对客户端进行认证，如果认证失败，则向客户端发送失败消息，其中包含可以再次认证的方法列表。
（3）客户端再次使用支持的认证方法中的一种进行认证，直到达到认证次数上限被服务器终止连接，或者认证成功为止。
SSH支持的两种认证方式：
密码认证：客户端通过用户名/密码进行认证，将使用会话密钥加密后的用户名和密码发送给服务器，服务器解密后与系统保存的用户名和密码进行对比，并向客户端返回认证成功或失败的消息。
密钥认证：采用数字签名来进行认证，目前可以通过RSA和DSA两种算法实现数字签名，客户端通过用户名，公钥以及公钥算法等信息来与服务器完成验证。首先在客户端生成一对密钥（ssh-keygen）；并将客户端的公钥ssh-copy-id 拷贝到服务端；当客户端再次发送一个连接请求，包括ip、用户名；服务端得到客户端的请求后，会到authorized_keys中查找，如果有响应的IP和用户，就会随机生成一个字符串；服务端将使用客户端拷贝过来的公钥进行加密，然后发送给客户端；得到服务端发来的消息后，客户端会使用私钥进行解密，然后将解密后的字符串发送给服务端；服务端接受到客户端发来的字符串后，跟之前的字符串进行对比，如果一致，就允许免密码登录。
6.会话请求
（1）服务器等待客户端请求。
（2）认证完成后，客户端想服务器发送会话请求。
（3）服务器处理客户端请求，完成后，会向客户端回复SSH_SMSG_SUCCESS报文，双方进入交互会话阶段。如果请求未被成功处理，则服务器返回SSH_SMSG_FAILURE报文，表示请求处理失败或者不能识别客户端请求。
7.交互会话
（1）客户端将要执行的命令加密发送给服务器。
（2）服务器收到后，解密命令，执行后将结果加密返回客户端。
（3）客户端将返回结果解密后显示到终端上。
四．DH算法原理
服务器首先生成两个数G、P，P为一个非常大的素数，作为DH算法的模；G作为密码发生器，服务器将这两个数发给客户端，用于密钥的交换。
客户端生成一个数（客户端的私钥）x（0<x<P,但x应该大一点，否则的那个G特别小的时候生成的密钥长度可能会很短，服务器会拒绝），计算e=（G^x）%P,得到的e就是客户端的公钥，客户端将e发送给客户端。
服务端也同客户端一样，生成一个数Y，计算f=（G^Y）%P,将服务器公钥f发送给客户端。
现在服务器与客户端都知道了对方的公钥，双方把对方的公钥作为自己模幂运算的底数进行运算，服务器计算K1=（e^Y）%P,客户端计算K2 = （f^x）%P,可以证明K1 == K2，得到的K值便是双方所交换的秘钥。
五．LIBSSH2的API学习。
windows连接服务器发送shell命令几个步骤：
WSAStartup()，打开socket链接库
socket()，初始化一个socket套接字
connect()，连接到ssh服务器
libssh2_session_init()，初始化一个ssh连接
libssh2_session_handshake()，将socket和session握手通信
libssh2_userauth_password()，验证登陆
libssh2_channel_open_session()，打开通道
libssh2_channel_exec()，发送shell命令
libssh2_channel_read()，读取命令处理结果
算法协商原理
现在双方知道对方支持的算法，但是应该怎样决定每个类型实际所使用的算法呢？
每个算法类型列表的第一个算法必须是首选的算法，服务器应以客户端的算法优先级作为考虑，就拿交换算法举例：
现在服务器有三个算法dh1,dh2,dh3
客户端有两个算法dh3,dh2
那么服务器的首选算法是dh1，而客户端是dh3，客户端此时知道服务器有dh3算法，因此客户端就确认使用dh3算法。服务器发现自己的首选算法与客户端不同，而自己拥有客户端的首选算法，因此服务器也确认使用dh3算法。
再看另一个情况
服务器：dh1,dh2,dh3
客户端：dh4,dh3,dh1
这时服务器没有客户端的首选算法，客户端会使用第二个算法dh3，此时服务器也支持第二个算法，双方将确定使用dh3算法。
如果服务器和客户端双方没有共同的算法，这次会话将会终止。