Heterogene Darstellungen. Telekommunikationsdienste und -protokolle ASN.1. ASN.1: Universal Typen. 10. Anwendungen im Internet

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1 Heterogene Darstellungen Telekommunikationsdienste und -protokolle 10. Anwendungen im Internet Unterschiedliche Rechnersysteme verschiedene Darstellungen Konsequenz: Umkodieren der zu übermittelnden Daten ist erforderlich Austauschstandards Aufgaben der Darstellungsschicht bzw. der Anwendungsschicht im Internet Behandeln der Darstellung (Syntax) von Informationen Bewahren der Bedeutung (Semantik) der Informationen Beispiel: Transparente Übertragung 24 Bit Integer nicht ausreichend Umkodierung 32 Bit Integer erforderlich Schicht 5 Schicht 4 Schicht 3... Transparente Übertragung Schicht 5 Schicht 4 Schicht 3... Lokale Darstellung der Information TKDP Anwendungen im Internet 305 ASN.1 Die abstrakte Syntax-Notation eins für Darstellungsunabhängige Syntax (ASN.1, Abstract Syntax Notation 1) ist eine von der ISO genormte Beschreibungssprache. ASN.1 erlaubt Typdefinitionen und die Spezifikation von Werten Die Datentypen werden in ASN.1 in 4 Klassen eingeteilt: Universal: Global definierte Typen, z.b. Integer Application: Typen, die in einem anderen Standard definiert werden (z.b. FTAM, MHS) Private: Für Anwendungen eines Benutzers definierte Typen Context-Specific: Typen, die nur in dem speziellen Kontext, in dem sie eingesetzt werden, definiert sind TKDP Anwendungen im Internet 306 ASN.1: Universal Typen Elementare Datentypen: Boolean, Integer, Bitstring, Octetstring, IA5String, Strukturierte Datentypen: Sequence: Geordnete Liste von Datentypen (vgl. Record in PASCAL) Set: Ungeordnete Menge von Datentypen Sequence OF: Geordnete Liste von Elementen des gleichen Datentyps (vgl. Array in PASCAL) Set OF: Ungeordnete Menge von Elementen des gleichen Datentyps Choice: Ungeordnete Menge von Datentypen, aus der einige Datentypen ausgewählt werden können (vgl. Varianter Record in PASCAL) Beispiel: Mitarbeiter ::= Set { Name IA5String, Alter Integer, Personalnr Integer } TKDP Anwendungen im Internet 307

2 ASN.1: Kodierung / Dekodierung Basis-Kodierungsregeln (Basic Encoding Rules, BER): Bezeichner Länge Bit Ziele und Vorteile elektronischer Post Hauptziel: Internationaler Dienst zum Austausch elektronischer Mitteilungen zwischen Personen oder zwischen Rechnern Briefkasten Postamt Postamt Briefkasten Typklasse Datentyp 00: Universal 0: einfach 01: Application 1: strukturiert 02: Context Specific 03: Private Tag-Nummer 0..30: wie angegeben 31: nächstes Byte gibt Tag an Absender Umschlag (a) Traditionelle Brief-Post Empfänger Umschlag Beispiel: Integer Wert 5 Bezeichner Länge Message Transfer Message Transfer Terminal Terminal Universal Klasse einfach 2 Integer 1 TKDP Anwendungen im Internet Absender (b) Elektronische Post Empfänger TKDP Anwendungen im Internet 309 Internet Mail: Das -Modell File System Commands Replies Sender- Receiver- File System Internet-Mail verwendet für die Übermittlung von Mitteilungen das Simple Mail Transfer Protocol () Bei einigen Betriebssystemen (z.b. bei Unix: sendmail) sind Sender- und Receiver- in einem Betriebssystemprozess realisiert. Ein Receiver- kann Nachrichten für nicht-lokale Benutzer entweder ablehnen oder weitervermitteln. Der Benutzer verwendet eine Benutzerschnittstelle zu dem Sender- (z.b. bei Unix: mail). Internet-Mail bietet nur die Dienste Übermittlung und Vervielfältigung an. TKDP Anwendungen im Internet 310 Internet-Mail: Ein Beispiel für einen -Dialog R: 220 MIT-Multics.Arpa Simple Mail Transfer Service Ready S: HELO Isi-VaxA.Arpa R: 250 MIT-Multics.Arpa S: MAIL FROM: S: RCPT TO: S: DATA R: 354 Start mail input; end with <CRLF>.<CRLF> S: < Text Line 1 > < etc. >. S: QUIT R: 221 MIT-Multics.Arpa Service closing transmission channel TKDP Anwendungen im Internet 311

3 Internet-Mail: Anschluss des Client über POP3 Internet Mail Folder POP 3 empfangene Nachrichten gesendete Nachrichten Mail Client Post Office Protocol POP in der Version 3 Mittels POP3 holt der Mail-Client die vom -Server empfangenen und in den Mail Folder eingestellten Meldungen ab Beispiele für Mail-Client-Programme Outlook Express (Microsoft) Messenger (Netscape) TKDP Anwendungen im Internet 312 Internet-Mail: Anschluss des Client über IMAP Internet Message Access Protocol (IMAP) IMAP unterstützt wie POP das Herunterladen der Mails von einem Mail-Server IMAP bildet funktional eine Obermenge von POP Im Gegensatz zu POP bietet IMAP Funktionen, um Mail schon auf den Server zu durchsuchen und zu analysieren Der Zustand des Mail-Kontos wird somit auf dem Mail-Server geführt. Man kann per IMAP von verschiedenen Rechnern an sein Mail- Konto gelangen und hat dennoch immer eine konsistente Sicht auf empfangene und gelesene Mails IMAP bietet einen selektiven oder auch einen partiellen Nachrichtentransfer IMAP4 liefert u.a. zusätzliche Funktionalität in der Authorisierungsphase ( Kerberos ) und in der Unterstützung allgemeiner Mailboxen mit Zugriffsmöglichkeiten mehrerer Benutzer bzw. Benutzergruppen TKDP Anwendungen im Internet 313 Der MIME-Standard Mail und Sicherheit: Pretty Good Privacy (PGP) sieht nur einfache ASCII-Texte als Nachrichten vor und definiert dementsprechend keine Struktur für den Hauptteil einer Nachricht. MIME erweitert den Hauptteil einer Nachricht um Formatinformation. Hierzu werden zwei neue Datenfelder für den Kopfteil einer Nachricht definiert: Content-Type: definiert den Typ des Hauptteils, bisher Text, Multipart, Message, Application (Binary), Image, Audio, Video und X-private. Content-Transfer-Encoding: definiert die Transfer- Syntax, in der die Daten des Hauptteils übertragen werden, bisher Base 64, Quoted Printable, 7bit, 8bit und binary vereinbart. Weitgehende Kompatibilität zur herkömmlichen Internet-Mail: Mit der Transfersyntax Base 64 ist es möglich, Binärdaten durch Subnetze zu leiten, die nur die Übertragung von 7-Bit-ASCII-Texten erlauben. Die Transfersyntax Quoted Printable erlaubt nationale Sonderzeichen. Wird eine solche Mail von einem "normalen Mailer" angezeigt, so werden nur diese Erweiterungen verstümmelt. Nachrichtenkopf (incl. MIME-Formatanweisungen) Nachrichtenrumpf Audiosequenz Text Bild Aufgabe: Authentisierung und Verschlüsselung von Dateien Funktionsweise (bei Nutzung aller Möglichkeiten): 1. Datenkompression (ähnlich gzip) 2. Daten-Authentisierung durch digitale Signatur 3. Symmetrische Verschlüsselung mit Sitzungsschlüssel, der Public-Key-verschlüsselt vorangestellt wird 4. Base64 -Kodierung für Mail-Übertragung Datenformat inzwischen IETF-Standard: OpenPGP (RFC 2440) TKDP Anwendungen im Internet 314 TKDP Anwendungen im Internet 315

4 PGP - Versionen Versionen: US-Version (PGP Security Inc., Internationale Version (www.pgpi.org) GnuPG (www.gnupg.org): freie OpenPGP- Implementierung Kompatibilitätsprobleme: PGP<5.0 PGP 5.0 GnuPG Secure Shell (SSH) Aufgabe: sichere entfernte Rechnernutzung (remote login) rsh/rlogin haben keine Authentisierung telnet überträgt Passworte ungeschützt Funktionsweise: 1. Austausch eines Sitzungsschlüssels (Diffie-Hellman) und Server-Authentisierung (digitale Signatur) danach: symmetrische Verschlüsselung + MAC für alle Pakete 2. Benutzer-Authentisierung (digitale Signatur oder Passwort) Zusätzliche Funktionalität: Verschlüsselte Dateiübertragung mit scp Verschlüsselte Tunnel für einzelne TCP-Ports automatische Einrichtung eines X11-Tunnels Versionen: 1.0, 2.0 zueinander inkompatibel (Infos: TKDP Anwendungen im Internet 316 TKDP Anwendungen im Internet 317 FTP- File Transfer Protocol FTP - Konzepte Benutzer Benutzerschnittstelle FTP unterstützt keine virtuellen Dateien und kein Übersetzen von Dateitypen FTP-Optionen: Datentyp (Text, Bitstrom, Bitgruppen) Dateistrukturen (File, Record, Page) Übertragungsmodus (Stream, Block, Compressed) Dienstnehmer- Steuerprozess FTP-Kommandos FTP-Antworten Dienstgeber- Steuerprozess FTP-Dienste: Verbindungsaufbau mit Authentifizierung Dateiübertragung (z.b. put, get) Operationen auf Dateisystem (z.b. cd, dir) Dienstnehmer- Datentransferprozess Daten Dienstgeber- Datentransferprozess Dateisystem Dateisystem Hilfefunktionen (z.b. Kommando-Auflistung inkl. Parameter) Weitere implementierungsabhängige Dienste möglich Dienstnehmer Dienstgeber TKDP Anwendungen im Internet 318 TKDP Anwendungen im Internet 319

5 Literatur COMER, D.E.: Internetworking with TCP/IP. Bd. 1: Principles, Protocols and Architecture. New Jersey: Prentice Hall, ISBN COMER, D.E. ; DROHMS, R.: Computer Networks and Internets. 3. Auflage, New Jersey : Prentice Hall, ISBN KRÜGER, G. ; RESCHKE, D. (Hrsg.): Lehr- und Übungsbuch Telematik. München, Wien : Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, ISBN STALLINGS, W.: Data & Computer Communications, 6th edition, Prentice Hall, ISBN RFCs SUNBERG, R. L.: File Transfer and Error Recovery, April 1971 (RFC133). KLENSIN, J. (Ed.): Simple Mail Transfer Protocol, April 2001 (RFC2821). RICE, J.: Interactive Mail Access Protocol Version 3, Februar 1991 (RFC1203). CRISPIN, M.: Internet Message Access Protocol 4rev1, März 2003 (RFC 3501). MYERS, J. ; ROSE, M.: Post Office Protocol Version 3, Mai 1996 (RFC1939). FREED, N. ; BORENSTEIN, N.: Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME) Part One: Format of Internet Message Bodies, November 1996 (RFC2045). CALLAS, J. ; DONNERHACKE, L. ; FINNEY, H. ; THAYER, R.: OpenPGP Message Format, November 1998 (RFC2440). TKDP Anwendungen im Internet 320 TKDP Anwendungen im Internet 321

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