Literatur - Allgemein. [11-1] Bleich, Holger; Braun, Herbert; Mansmann, Urs: Nachrichten mit Köpfchen. CT 21/2006, S

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1 Literatur - Allgemein [11-1] Bleich, Holger; Braun, Herbert; Mansmann, Urs: Nachrichten mit Köpfchen. CT 21/2006, S

2 Übersicht Entferntes Arbeiten (remote access) telnet rlogin ssh Mail-Protokolle SMTP POP IMAP Filetransfer FTP HTTP (wird in einem anderen Teil behandelt) 3 Literatur - Telnet [T1] telnet [T2] rlogin BSD Rlogin [T3] telnet [T4] telnet [T5] telnet [T6] telnet als?uselang=de 4

3 Telnet Telnet ist ein Protokoll für den interaktiven Zugriff auf entfernte Systeme über TCP/IP. Alle Tastatureingaben beim Client werden an den Server übertragen, dessen Output Zeichen für Zeichen an den Client zurück geschickt und dort angezeigt werden. Varianten: Telnet, RFC 97 (1971), RFC 854 (1983), Port 23 rtelnet: Port 107 rlogin: Port 513 rsh: Port 514 (dazu gibt es kein RFC) 5 Virtuelles Terminal Telnet basiert auf der Idee eines virtuellen Terminals. Terminal = Realisierung einer Bildschirm- und Tastatur- Schnittstelle an einem Kommunikationsendpunkt durch eine spezielles Gerät Virtuelles Terminal = Simulation einer Terminal auf "normaler" Hardware und Software Das virtuelle Terminal von telnet realisiert: Eingabe per Tastatur Lesbares ASCII Escape-Zeichen (0xFF, IAC) zur Eingabe von Kommandos Ausgabe (Printer) Lesbares ASCII NUL, LF, CR, BEL, Horizontal Tab, Vertical Tab, Form Feed (FF) Dies ist der kleinste gemeinsame Nenner aller Terminals Beispiele für Hardware-Terminals: IBM 3270, VT100, VT220 6

4 Bemerkungen Mit Telnet-Kommandos ist Konfigurieren möglich, Beispiele: Cooked Mode: Eingegebener String wird zum Verbessern von Tippfehlern zwischengepuffert und erst dann übertragen, wenn eine <CRLF>-Sequenz eingegeben wurde Raw Mode: Alle Zeichen werden unmittelbar ohne Pufferung und ohne Möglichkeit der Verbesserung übertragen Über Telnet können Verbindungen zu SMTP-, POP-, HTTP- oder FTP-Servern realisiert werden. Ein Telnet-Client kann daher auch als primitiver - oder FTP-Client benutzt werden. 7 Secure Shell (SSH) - Literatur [S1] SSH (Secure Shell) FAQ - Frequently Asked Questions [S2] [S3] The Secure Shell (SSH) Protocol Architecture [S4] The Secure Shell (SSH) Protocol Assigned Numbers [S5] The Secure Shell (SSH) Authentication Protocol [S6] The Secure Shell (SSH) Transport Layer Protocol [S7] The Secure Shell (SSH) Connection Protocol 8

5 SSH basiert auf dem Secure Socket Layer (SSL) Ursprünglich von Netscape zur Sicherung beim Surfen entwickelt Aktuelle Version: 3 Weiterentwicklung zum Transport Layer Security (TLS, RFC2246) Begriffe: Verbindungen im SSL-Sinne sind immer Peer-to-Peer (also zwischen den Endsystemen) und gehören zu einer Sitzung Sitzung: Verbindung mit der Gültigkeit von ausgehandelten Parametern, kann auch mehrere Verbindungen überspannen Bei SSL bzw. SSH wird pro Sitzung nur eine Verbindung realisiert. 9 Eigenschaften einer Sitzung Session Identifier X.509-Zertifikat des Partners - kann leer sein Kompressionsmethode Verwendete Verschlüsselungs- und Hash-Verfahren Verschiedene geheime Schlüssel (secrets) 10

6 SSL-Protokollstack 11 SSL-Record-Protokoll Dienste: Vertraulichkeit: Handshake-Protokoll mit gemeinsamen geheimen Schlüssel Integrität: Handshake-Protokoll mit gemeinsamen geheimen Schlüssel als Basis für den MAC Verfahren beim Senden 1. Anwendungsdaten aufteilen in kleinere Blöcke 2. Fragmente komprimieren 3. Berechnen und Hinzufügen des MAC 4. Verschlüsseln des gesamten neuen Pakets 5. Vorausstellen des SSL-Headers Verfahren beim Empfang: umgekehrte Reihenfolge 12

7 Change Cipher Spec/Alert Protokoll Change Cipher Spec Protokoll: Mit dem SSL-Record-Protokoll wird ein einziges Byte versendet, damit sich Sender und Empfänger bzgl. der Verschlüsselung synchronisieren. Alert Protokoll: Austausch von Warnungen oder Fehlermeldungen bei Realisierungsfehlern oder Netzwerkproblemen 13 Handshake Protokoll Ziel Möglichst gegenseitige Authentifizierung Aushandeln von Verfahren (Verschlüsselung, Hash) Austausch von Zertifikaten Phasen Phase 1: Einrichten von Sicherheitsfähigkeiten Phase 2: Server-Authentifizierung und Schlüsselaustausch Phase 3: Client-Authentifizierung und Schlüsselaustausch Phase 4: Beendigung (des Aufbaus) 14

8 Simple Mail Transport Protokoll - Literatur [S8] [S9] [S10] smtp Simple Mail Transfer Protocol smtp Extended SMTP smtp SMTP Service Extension for Authentication Simple Mail Transport Protokoll (SMTP) RFC 821 (1982), 2821 (2001), 5321 (2008) Bis zum Web (1992) war die am weitesten verbreitete Internet-Anwendung. Reines ASCII-Protokoll (Bit 7 der Bytes ist immer 0) auf der Anwendungsebene Store and Forward: Keine direkten Verbindungen zwischen Absender und Empfänger, sondern ein Kopieren der Mails von Server zu Server Vorteil: Hohe Ausfallssicherheit Das -System ist eines der erfolgreichsten verteilten Systeme. 16

9 Architektur 17 Bemerkungen Wenn der Mail User Agent (MUA, Client) mit dem Mail-Reader SMTP-fähig ist, kann auf die Mail-Zugriffsprotokolle POP oder IMAP verzichtet werden. Die Trennung zwischen den MTA (Message Transfer Agent), die fast immer laufen, und den MUA, die nur dann laufen, wenn der Benutzer es will, hat den großen Vorteil, dass auch bei abgeschalteten Clients die s so weit wie möglich zu Ziel transportiert werden können. MUA und MTA können sich auf demselben System befinden. Die Mailbox liegt als Datei im Zugriff des letzten MTA vor dem MUA. In der Praxis beim Internet Service Provider (ISP). Die empfangenen Mails werden meist nach dem Kopieren auf den MUA in der Mailbox gelöscht, müssen aber nicht. 18

10 Empfangen einer Mail Der Begriff "Empfangen einer Mail" ist nun komplizierter: Das Kopieren der in die Mailbox beim Provider Das Kopieren der aus der Mailbox des Providers auf das System des Clients Das Lesen der durch einen Menschen Weiterhin gibt es keinen Mechanismus der Bestätigung, dass eine empfangen worden ist. Um das zu kompensieren, kann der Sender den Empfänger bitten, beim Empfang eine kleine Bestätigungsmail (Receipt) zu senden. Die Dauer eines Mailtransports liegt international zwischen 5-10 Min. und einem Tag, meistens im Bereich von 10 Min. Die Zeiten hängen von der Belastung des Netzes und vom Weg durch das Netz ab. 19 Mail-Format Das allgemeine Format ist definiert in RFC 822 (1982), 2822 (2001), 5322 (2008) Überarbeitet und erweitert bis 1996 zum Extended SMTP durch Einführung von MIME zur Übertragung binärer Daten MIME = Multi Purpose Internet Mail Extension Das MIME-Format ist definiert in RFC 1341 (1992), 1521 (1993), (1996), 2184 (1997), 2231 (1997) Weiteres in RFC 1343 und 1524 Aufbau jeder Mail: Kopf mit Schlüsselworten samt Werten Leerzeile Body Optionale Attachments (Anhänge) entsprechend MIME 20

11 Einfaches Beispiel Betreff:Btte um einen Termin Von: "bmesser" Datum: Fri, 29 Apr :42: An: "FB4-Service" Return-Path: Delivery-date: Fri, 29 Apr :40: Received: from [ ] (helo=[ ]) by mail2.rz.htw-berlin.de Nachricht-ID: User-Agent: Thunderbird (Windows/ ) MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset="iso " Content-Transfer-Encoding: 7bit Liebe Frau..., koennten Sie bitte... in WH reservieren? Vielen Dank! Mit freundlichen Gruessen -- Burkhard Messer 21 Ein zweites Beispiel 22

12 Beispiele für Keywords Keyword Received Message-ID Date From To Subject References Organization MIME-Version Content-Type Content-Length Erläuterung Angaben über den Weg der Mail durch das Netz (Reihenfolge von oben nach unten, "falsch herum") Eindeutiger Name dieser Mail beim Absender Datum der Absendung Verfasser/in der Mail Empfänger/in der Mail Thema der Mail Bezüge der Mail, wenn diese als Antwort auf andere Mails dient (Definition des "Threads") Firma/Organisation des/r Absenders/in Version der MIME-Kodierung MIME-Beschreibung des Mailaufbaus einschließlich eines Trenners zwischen den Anhängen Länge der Mail bzw. Attachments in byte 23 Mail-Routing Der Weg der Mail durch das Netz der SMTP-Server wird von den Einträgen in den korrespondierenden DNS-Servern bestimmt. In den MX-Records dieser DNS-Server stehen priorisierte Angaben, zu welchen SMTP-Servern die Mail weitergeleitet werden soll (RFC 974). Der SMTP-Server versucht, den angegebenen Server anzusprechen. Gelingt ihm das nicht, versucht er es nach einer gewissen Zeit ein weiteres Mal. Gibt es auch dann Schwierigkeiten, wird es mit einem Server der nächst niedrigeren Priorität probiert. 24

13 Beispiel für Anhänge I Type/Subtype Art der Kodierung Datei/Attachment-Name 25 Beispiel für Anhänge II 26

14 Anhänge Jeder Anhang hat einen Typ, der die Gruppe beschreibt, und einen Untertyp, der das Verarbeitungsprogramm oder das spezielle Format beschreibt. Jeder Anhang hat einen eigenen Kopf, der vom Inhalt mit einer Leerzeile getrennt ist. Im Kopf stehen Angaben über die Kodierung, den Typ und den Namen der Datei etc. Diese erfolgen nach dem Schema: <Keyword>: <Wert> Theoretisch können die Mails beliebig lang werden; sie werden aber praktisch begrenzt: durch die maximale Größe der Mailbox, meist 5-10 Mbyte durch Begrenzungen der Mailserver, meist 10 Mbyte 27 Beispiele für MIME-Typen Type Subtype Bemerkungen Text Plain Normaler ASCII-Text Text HTML Normaler ASCII-HTML Multipart Mixed Mehrere Anhänge unterschiedlichen Typs Application msword Word-Datei Application Mac-Binhex40 Binärdatei für Macintosh Application Postscript Postscript-Datei (z. B. zum Ausdrucken) Image gif GIF-Datei Image jpeg JPEG-Datei Audio Basic Normale Audio-Datei Video mpeg MPEG-Video Siehe auch: und: 28

15 MIME-Typen im Thunderbird 29 Kodierungen (ASCII und Base64) Es werden zwei Kodierungen benutzt: ASCII (7 bit) Base64: Kodierung zur Übertragung von Binärdateien Dazu werden jeweils 24 bit in vier 6-bit-Teile aufgeteilt, die wiederum als ASCII kodiert werden: 2*26 Buchstaben, 10 Ziffern und 2 Sonderzeichen (+/) -> 64 30

16 SMTP selbst ASCII-Protokoll - kann mit Telnet auch von Hand eingegeben werden. Es gibt keine festen Bitformate für die Pakete, sondern es werden variabel lange Strings verwendet. Client: das System, das die Kommunikation beginnt Server: das System, das darauf antwortet Per Kommando können diese Rollen getauscht werden. Client-Request: <Keyword> <Parameter> [Daten] Server-Responses: <Statuscode> <Erklärung in ASCII> [Daten] 31 Auszug aus einer SMTP-Sitzung SMTP-Client HELO <Client-Hostname> MAIL FROM: <Absender-Mail- Adresse> RCPT TO: <1. Ziel-Mail-Adresse> RCPT TO: <2. Ziel-Mail-Adresse> DATA Text der Mail in ASCII... <CRLF>.<CRLF> QUIT SMTP-Server 250 Hello <Client-Hostname> <IP- Adresse> 250 OK 250 OK 550 No such user here 354 Start Mail Input; end with <CRLF>.<CRLF> 250 OK 221 Closing Connection In diesem Beispiel beginnt der Client links und der Server antwortet in der Gegenrichtung rechts. 32

17 Erläuterungen Die Mail selbst wird nach der Vorbereitung durch die Kommandos "MAIL FROM:" und "RCPT TO:" nach dem Kommando "DATA" als ASCII-Text übertragen. Das Ende der Daten ist eine einzelne Zeile mit einem Punkt. Jede Zeile wird mit <CRLF> (2 Bytes: Carriage Return, Line Feed) abgeschlossen. Der String "<CRLF>.<CRLF>" muss innerhalb der Mail verhindert werden. Die Statuscodes des Servers werden durch den nachfolgenden String erläutert. Es gibt keine Flusskontrolle, keine Verschlüsselungen (bis auf S/MIME), keine Wiederholungen, keine Bestätigungen, keinen CRC, keine Wiederaufsetzpunkte, keine Zeichenkonvertierungen. 33 SMTP-Kommandos (Auszug) Kommando HELO MAIL FROM RCPT TO DATA RSET QUIT VRFY NOOP EXPN TURN Erläuterung Beginn, Identifizierung Angabe der Absenderadresse Angabe der Zieladresse Beginn des Mailinhalts Rücksetzen der Verbindung Beenden der Verbindung Frage nach Gültigkeit einer Mailbox Erwarten einer OK-Antwort Expandieren von Maillisten Sender und Empfänger tauschen die Rollen 34

18 Post Office Protokoll (POP) POP ist ein Mailbox-Zugriffsprotokoll zum Abholen und einfachen Verwalten von Mailboxen Versionen POP: RFC 918, 1984 POP2: RFC 937, 1985 POP3: RFC 1725 (1994), 1939 (1996) Ergänzungen: RFC 1957 und RFC 2449 ASCII-Protokoll sehr ähnlich zu SMTP : Client sendet Kommandos Server antwortet mit Statuscodes und Daten Keine Verschlüsselung: Passwörter werden in ASCII übertragen, daher Einsatz nur auf "privaten" Leitungen, typisch zwischen Benutzer und ISP- Mailbox 35 Verarbeitungsphasen Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4 Phase 5 Verbindungsaufbau Authentifizierung Client identifiziert sich gegenüber Server Sperren der Mailbox durch Server Datenübertragung zum Client Update Server führt nach Verbindungsbeendigung Operationen an der Mailbox aus und gibt Mailbox frei 36

19 Beispiele für Client-Kommandos Kommando USER PASS QUIT STAT LIST RETR NOOP RSET DELE TOP N Erläuterung Mitteilung des Mail-Accounts Mitteilung des Passworts Ende der Verbindung, Beginn des Updates Anzahl der Mails, Gesamtgröße Liste von Mails samt jeweilige Größe Holen einer Mail Erwarten eines OK Zurücksetzen der Verbindung Löschen einer Mail Anlisten einer Mail (N Zeilen) 37 Erläuterungen I Das TOP-Kommando veranlasst den Server nur die angegebene Anzahl von Zeilen der Mail zu übertragen. Eine Mail kann ohne Übertragung zum Client auf dem Server gelöscht werden. Mit dem APOP-Kommando ist eine Authentifizierung basierend auf dem MD5-Algorithmus möglich. Die Kommandos TOP und APOP werden nicht von allen POP-Servern unterstützt. Löschkommandos werden nach einem Reset/Leitungsabbruch vom Server nicht ausgeführt. Löschkommandos sowie das Freigeben der Mailbox erfolgt erst nach dem QUIT und damit ordnungsgemäßen Abbau der Verbindung. 38

20 Erläuterungen II Antworten des Servers haben den Aufbau: <Indikator> [Daten] Als Indikator kommen "+OK" und "-ERR" in Frage. Alle Zeilen werden mit einem <CRLF> abgeschlossen Die übertragene Mail wird mit einem <CRLF>.<CRLF> abgeschlossen. Das Konvertieren nach Binär/ASCII sowie das Anzeigen etc. erfolgt ausschließlich im Mail-Reader des Clients nach der Benutzung von POP. 39 Internet Message Access Protokoll (IMAP) Leistungsfähiges Protokoll für den Zugriff auf s durch einem Client Definitionen aus den Jahren 1986, 1988, 1994, 1996 Letzte Version 4 Recht komplex IMAP erlaubt Berücksichtigung der Struktur der Mail Anzeige des Status, Zugriff auf die einzelnen Teile Suchoperationen Verwaltung der Mailbox auf dem IMAP-Server Anlegen, Löschen und Umbenennen von eigenen Mailboxen Aber nur Empfangen von Mails 40

21 File Transfer Protokoll - Literatur [F1] ftp [F2] ftp [F3] ftp [F4] ftp 41 File Transfer Protokoll (FTP) Definiert in RFC 959, 1985 Variation im Trivial File Transfer Protokoll (TFTP), basiert auf UDP/IP und dient häufig zum Booten von Stationen über ein LAN Über FTP ist ein voller Zugriff auf ein hierarchisches Dateisystem über TCP/IP ohne Verschlüsselung möglich Es wird eine eigene (Telnet-basierte) Verbindung zur Steuerung sowie weitere Verbindungen zum Datentransport benutzt. Es werden in der Regel gleichzeitig mehrere Verbindungen benutzt. 42

22 Beispiele für Kommandos I Kommando Erläuterung PASS Übergabe des Passwords ACCT Angabe des Accounts CWD Change working directory CDUP Change to parent directory ABOR Abbrechen der Datenübertragung LIST Auflisten der working Directory SYST Auskunft über Server PORT Angabe des Ports für Dateiaustausch RETR Holen einer Datei zum Client STOR Senden einer Datei zum Server DELE Löschen einer Datei 43 Beispiele für Kommandos II Kommando RMD MKD PWD RNFR RNTO REIN QUIT REST APPE Erläuterung Remove Directory Make Directory Print Working Directory Rename From Rename To Beendigung des angegebenen Accounts Abbau der Verbindung Wiederaufsetzen nach Abbruch Anhängen (Append) 44

23 Datenverbindung Über die Kommandoverbindung wird der Port, der Name der Datei, der Übertragungsmodus etc. vereinbart. Über eine weitere Datenverbindung wird parallel der Transfer realisiert; es können parallel mehrere Dateitransfers in verschiedenen Richtungen über jeweils eigene Verbindungen in ablaufen. Modi der Datenübertragung (Transmission modes): 1. Stream: Es werden die Bytes der Datei direkt ohne Strukturierung übertragen. 2. Block: Es werden Blöcke mit einem Kopf und Körper übertragen. 3. Compressed: Vor der Übertragung werden die Daten komprimiert. In der Praxis wird nur Nr. 1 benutzt. 45 Praxis Es gibt viele FTP-Server mit einem Standard-Account: "anonymous" mit einem Passwort als der eigenen Mail-Adresse Wenige FTP-Server verifizieren die Mail-Adresse über einen AUTH-Server und verweigern den Zugriff bei falscher Adresse. Ein AUTH-Server muss dann auf dem System des Clients laufen und Auskunft über die Identität geben. Es gibt ein Kommando "REST", das ein Wiederaufsetzen nach einem abgebrochenen Dateitransfer erlaubt. Leider realisieren nicht alle FTP-Server bzw. Clients alle Kommandos. 46

24 Nach dieser Anstrengung etwas Entspannung... 47