Zabezpečení v systému elektronické pošty

1 comments

Anglicky

English title:

Security in electronic mail messages systems

English abstract:

<p>The transfer of electronic mail messages involves basic security problems such as identity forgery, message eavesdropping and message integrity breaches. The article describes some methods of authentication of sender or receiver and new possibilities of more reliable message transfers based on the ESMTP protocol combined with SSL/TLS protocol features. The method of simple authentication (AUTH LOGIN) and the method of challenge/response (AUTH CRAM-MD5) are used in practical examples. Some examples are based on the program PuTTY and command-line version of the program OpenSSL. </p>

Autoři:

Pinkas, Otakar [1]

Vydání:

2009, ročník 13, číslo 1 [2]

Rubrika:

Informační technologie a elektronická komunikace [3]

Poznámka redakce: Autor článku PhDr. Otakar Pinkas vyučuje předmět "Informační a komunikační sítě" na Vysoké škole ekonomické v Praze a tento článek volně navazuje na jeho veřejně přístupné materiály ke cvičením k uvedenému předmětu.

Úvod

Elektronická pošta patří k nejvyužívanějším službám internetu. Kromě standardního používání dochází k jejímu různému zneužívání: falšování odesilatele, hromadné rozesílání nevyžádané pošty, padělání obsahu zprávy aj. V tomto článku představíme některé postupy zabezpečení zpráv při odesílání z klientského programu na odesílající poštovní server. Cesta dopisu zpravidla vede z odesílajícího serveru na cílový, takže zabezpečení prvního úseku neznamená zabezpečení dopisu na celé jeho cestě, tj. od odesilatele až k příjemci.

Vysvětlení komunikace jsou doprovozena praktickými příklady, které slouží k ověření vlastního porozumění specifikovaným protokolům a k ověření deklarovaného chování poštovních aplikací.

Obecně o zabezpečení elektronické pošty

Přístup k poště můžeme rozdělit na dvě části: odesílání a příjem zpráv. Těmto částem odpovídají různé protokoly. Rozvoj webu vedl k zavedení webového rozhraní k poště (WebMail). Toto rozhraní využívá kombinace protokolů HTTP (HTTPS) a (E)SMTP.

Prakticky všechny protokoly musí řešit otázku ověřitelnosti totožnosti serveru a klienta, zabezpečení přenosu dat proti odposlechu šifrováním, a problém integrity (neporušenosti a totožnosti zpráv) - kontrolní součty, resp. otisky.

Protokoly SMTP a (E)SMTP nejsou v zásadě dosti bezpečné: nevyžadují ověření totožnosti odesilatele a nebrání jeho falšování. Obsah zprávy je přenášen v otevřeném (nezašifrovaném) tvaru a při nesprávné konfiguraci (E)SMTP serveru je možné zprávy rozesílat anonymně nebo pod falešným jménem na mnoho míst. Složitější formáty zprávy podle protokolu MIME mohou být zneužity k šíření virů a makrovirů.

Protokoly POP3 a IMAP pro přijímání zpráv ověřují totožnost uživatele, takže není možno ke schránce přistoupit anonymně. V základní podobě jde o nezašifrovanou komunikaci, proto je možné uživatelské heslo odposlechem zachytit.

Ochrana poštovní komunikace pomocí protokolů

V současné době existují protokoly a jejich realizace, které chrání komunikaci mezi poštovním klientem a poštovním serverem nebo poštovními servery navzájem.

Zabezpečení má chránit před:

falšováním totožnosti serveru,
odposlechem,
pozměněním zprávy.

Ochrana je založena na různých kombinacích šifrování zpráv a ověřování totožnosti uživatele a serveru. Přitom se využívají nové porty. Zabezpečení je možné odstupňovat v závislosti na konkrétním prostředí a přijaté bezpečnostní politice.

Kromě šifrování a ověřování totožnosti odesilatele lze pro zabezpečení poštovní komunikace využít i umístění počítače v místní síti na základě IP adresy nebo doménového jména. Na odesílajícím poštovním serveru lze zvolit množinu IP adres, z nichž bude odesílání zpráv povoleno nebo zakázáno a ověřování totožnosti odesilatele nebude vyžadováno. Tato kontrola IP adresou však nemusí stačit.

Protokol ESMTP pro odesílání zpráv na portu 25 se využívá s ověřováním totožnosti (SASL), ale bez šifrování celé komunikace. Častější je odesílání zpráv s ověřováním totožnosti a šifrováním celé komunikace pomocí protokolu SSL/TLS na portu 465.

Pro příjem (stahování) zpráv se místo nezabezpečených verzí protokolu POP3 a IMAP užívají jejich zabezpečené (šifrované) varianty. Místo portu 110 se využívá port 995, místo portu 143 port 993, místo HTTP na portu 80 se užívá HTTPS na portu 443.

V dalším ukážeme na příkladech možnosti zabezpečení při přijímání a odesílání zpráv. Začneme bezpečnostními prvky obsaženými v protokolech POP3 a IMAP, protože jejich představení, zejména v protokolu POP3, je snazší.

Protokol POP3

Protokol POP3 umožňuje klientskému programu počítače, který není trvale připojen k internetu, stahovat nevyzvednutou poštu z POP3 serveru, který má přístup k poštovní schránce majitele účtu. Jiné složky než "došlá pošta" (inbox) nejsou přístupné.

Protokol je textový, používá se port TCP/110 a komunikace není šifrovaná. Po navázání spojení je nutné přihlášení jménem a heslem.

Hlavní příkazy POP3

*Použitelné během ověřování totožnosti*
*USER už_jméno* - jméno uživatele**	*PASS řetězec* zadání hesla (nešifrovaně)**
QUIT – bez parametru, ukončení transakce, přechod do aktualizační fáze
*Použitelné během transakce*
STAT – bez parametru, počet zpráv ve schránce, jejich celkový objem
*LIST [n]* - bez parametru, seznam zpráv (pořadové číslo, velikost zprávy)**	RETR n stáhnutí zprávy n
DELE n - zrušení zprávy n	NOOP - bez parametru, udržování spojení
RSET – bez parametru, odvolání hodnot klienta/serveru, nová relace	QUIT – bez parametru, ukončení transakce, přechod do aktualizační fáze
*APOP už_jméno otisk* - použitelné během ověřování, varianta k USER/PASS**	n - pořadové číslo zprávy ve schránce

Protokol lze realizovat ručně. Po navázání spojení s POP3 serverem se přihlásíme příkazem USER a vložíme heslo příkazem PASS. Prokázání totožnosti lze provést jedním příkazem APOP. První parametr je jméno uživatele a druhý je otisk MD5; vytváří se z identifikace relace a sdíleného hesla. Tím končí fáze ověření totožnosti.

V příkladu příkaz LIST vypíše seznam dopisů ve schránce, příkazem RETR získáme dopis a příkazem QUIT klient končí spojení. Příkaz LIST zahajuje fázi transakční. Když navíc zadáme DELE x, pak po QUIT přejde server do fáze aktualizace a odstraní zprávu ze schránky. Kladné odpovědi serveru se označují +OK, záporné -ERR.

Příklad

. . .

S: +OK pop.iol.cz POP3 server (Internet on Line) <44707571.b7c5f54@pop2>

K: USER opinkas

S: +OK password required for user