使用 SSH 代替 GPG 密钥对

我吊销了我的 GPG 密钥，并从今天开始全面切换到基于 SSH 密钥对的方案。这篇文章会解释 How & Why。

1. 复杂的 GPG

在最开始，我们必须承认，GPG 确实是安全的，而且在承诺的三个领域，一直表现得还凑合。

那 GPG 的问题在于哪儿呢？它太老了。由于它太老，GPG 有非常多的累积问题：

• 历史包袱繁多，比如因为各种已经说不清的原因，光包长度在 GPG 种就有至少 2^3 = 8 种编码方式。
• 新旧社区分化：2022 年仍然有教程在推荐使用 RSA 算法来生成 Key，即使在 best practice（包括默认）都强烈推荐使用 Ed25519（ECC + Curve25519） 生成新的 Key。
• GPG 因为各种兼容性问题，在操作中支持非常多已经废弃，甚至在现代是认为已经失效的密码学原语，这让整体操作和维护难度直线上升。

如果你想要用好 GPG，你需要先成为一个密码学“专家”：搞清何为非对称加密只是入门课，你还需要知道 4 种密钥类型是干什么用的，为什么直接使用 Certify 类型的密钥不安全，ASE 三种类型究竟是什么场景，吊销密钥又是一个什么过程。而即使你已经成为了密码学高手，在操作复杂的 GPG cli 过程中，你还是会经常遇到各种操作失误导致的失败配置，以及解决调配各种 GPG 的环境的麻烦。是的，GPG 套件也跟 OpenSSL 一样，非常难“用对”。

而实际上，我们需要使用 GPG，核心就是为了满足上面提到的三个诉求：加密（Encryption），签名（Sign）和认证（Authentication）。幸运的是，现在是 2024 年，我们在现代密码学的加持下，已经有了完美支持上面三个需求，且很难用错的基础设施：SSH。

本文就将探讨如何使用 SSH 来达成前两个效果。由于认证是 SSH 协议的基石，本文不再详细展开。

2.1. 签名

一切的开始，首先确定你的 OpenSSH 版本超过 8.0：

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ssh -V
# OpenSSH_9.7p1, OpenSSL 3.2.1 30 Jan 2024

如果你使用的是现代操作系统（包括 Windows 10+），你应该都有一个符合要求的 OpenSSH 版本。

签名的过程非常简单，假定你需要对 about.txt 进行签名，你可以直接执行：

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ssh-keygen -Y sign -f ~/.ssh/id_ed25519 -n file about.txt
# Signing file about.txt
# Write signature to about.txt.sig

其中，-f 指向了用于签名的私钥，-n 是一个任意字符串，用于指定文件的命名空间。为何要使用命名空间？防止有人对签名做篡改。

如果你点开签名文件 about.txt.sig，你会看到类似于如下的内容：

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-----BEGIN SSH SIGNATURE-----
U1NIU0lHAAAAAQAAADMAAAALc3NoLWVkMjU1MTkAAAAg0gegi7ksx4Wj0g29sKt9bG50Rs
Rgn18NF9Lp4UlFDtgAAAAEZmlsZQAAAAAAAAAGc2hhNTEyAAAAUwAAAAtzc2gtZWQyNTUx
OQAAAEA6Y2YjN/HJQ89C4ZcV5xW816dX0hpSA/xxesYHGEZq+4IAFKskUvrZc+FoziUAAq
A+BJv9/1wUwtYsflxmiiIJ
-----END SSH SIGNATURE-----

验证这个签名也非常简单，可以使用：

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ssh-keygen -Y verify -f signer -I test -n file -s about.txt.sig < about.txt
# Good "file" signature for test with ED25519 key SHA256:cSJQj6N+88sROdiFp3ZOMALL9kjMD98stwlJZNszthE

其中，你需要提供一个 allowed_signer 文件，维护<signer> <public key>的映射，类似于：

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test ssh-ed25519 AAAAC3NzaC1lZDI1NTE5AAAAINIHoIu5LMeFo9INvbCrfWxudEbEYJ9fDRfS6eFJRQ7Y

然后在 -f 指定文件，-I 指定签名者，就可以进行验证了。你可以尝试调整 -I，-n 或者修改文件和签名，看看不同情况的输出如何。

如果需要自定义签名验证流程的话，格式可以参考官方描述，可以看到这个签名的格式非常简单，解析和验证应该较为简单。

特别地，Git 也能使用 SSH 密钥进行签名了，首先先确定你的 Git 版本 >= 2.34，然后参考 Github 的教程 进行配置。至于如何在各个托管仓库中进行展示，可以自行寻找教程，比如 Github 的教程在这。

2.2. 加密

虽然我们可以使用 OpenSSL 来加密，但是我推荐使用 age 来完成这项工作。

age 是一个非常现代的工具，所有加密原语都是（至少截至 2024-04-13）业界最好的，同时标准里面的设计也基本都是业界最佳实践。

age 的使用很简单，我就不在本文过多赘述了，感兴趣的欢迎自行查看项目主页。

同样，根据惯例，我也会在本文发布我的公钥。欢迎使用上面提到的方式使用 SSH 公钥给我发一封邮件。

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ssh-ed25519 AAAAC3NzaC1lZDI1NTE5AAAAIOku75Ulw2Fou7hvZQOZm2YN4cM8YRBYbZviIlkvu9jq

这也是我用于签名 Git commit 的密钥，所以你也可以在 https://api.github.com/users/lxdlam/ssh_signing_keys 看到。