一種代理認證服務器的設計
一個良好的防火墻系統(tǒng)應具備安全可靠性高、透明性好、能供多種高效率的服務 ,且具有實現(xiàn)簡捷、可維護性、擴充性、移植性好的特點。SOCKSV5基于這樣的需求提出了一定規(guī)范,主要支持用戶名與口令認證和通用安全應用程序接口 ,從而實現(xiàn)了Kerberos。把SOCKSv5代理服務與可擴展認證協(xié)議(EAP)聯(lián)合起來,形成了基于SOCKSv5與EAP聯(lián)合的代理認證服務器,從而彌補了防火墻代理服務在支持多種認證機制中的不足,提高了用戶身份認證的靈活性、訪問控制的可靠性。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/149789.htm1 SOCKSv5的結構和原理
1.1 SOCKSv5的結構
SOCKS5 是一個代理協(xié)議,它在使用 TCP/IP協(xié)議通訊的前端機器和服務器機器之間扮演一個中介角色,使得內部網(wǎng)中的前端機器變得能夠訪問Internet網(wǎng)中的服務器,或者使通訊更加安全。SOCKS5 服務器通過將前端發(fā)來的請求轉發(fā)給真正的目標服務器, 模擬了一個前端的行為。在這里,前端和SOCKS5之間也是通過TCP/IP協(xié)議進行通訊,前端將原本要發(fā)送給真正服務器的請求發(fā)送給SOCKS5服務器,然后SOCKS5服務器將請求轉發(fā)給真正的服務器。
隨著網(wǎng)絡安全技術的不斷發(fā)展,防火墻怎樣適應于不斷出現(xiàn)的應用服務和安全服務成了迫切需要解決的問題。SOCKS代理服務技術成為解決該問題的有效途徑。SOCKS主要由運行在防火墻系統(tǒng)上的代理服務器軟件包和鏈接到各種網(wǎng)絡應用程序的庫函數(shù)包組成。這樣的結構可以使用戶根據(jù)自己的需要制定代理軟件,有利于增添新的應用,從而不斷地擴展SOCKS的功能。
1.2 協(xié)議原理
SOCKSv5在OSI模型的會話層控制數(shù)據(jù)流,它定義了非常詳細的訪問控制。SOCKSv5在客戶機和應用服務器主機之間建立了一條虛電路,可根據(jù)認證對用戶進行監(jiān)視和訪問控制。用SOCKSv5的代理服務器可隱藏內部網(wǎng)的網(wǎng)絡地址結構。同防火墻結合起來使用時,數(shù)據(jù)包通過惟一的防火墻端口到SOCKSv5代理服務器,然后代理服務器過濾發(fā)往目標主機的數(shù)據(jù)。其協(xié)議過程如下:
(1)當TCP的應用客戶希望建立一個只有經(jīng)過防火墻才能到達目標應用服務器的連接時,它打開一個到SOCKSv5服務器系統(tǒng)上適當端口的連接。SOCKSv5服務在TCP上的端口通常為1080。
(2)如果連接請求成功,即客戶連接上了SOCKSv5服務器,則客戶端發(fā)送一個消息,其中包含SOCKSv5的版本號以及一種或多種認證方案。SOCKSv5服務器選擇客戶提供的諸多方法中的一種返回給客戶端。
(3)客戶端接收到該消息后,針對將要使用的具體認證方法與SOCKSv5服務器協(xié)商,并用協(xié)商好的方法進行認證,然后發(fā)送代理請求。
(4)SOCKSv5服務器檢查該請求,據(jù)檢查結果決定是建立適當?shù)拇砘芈愤€是拒絕該請求。同時給客戶發(fā)送代理回路狀態(tài)。客戶檢查代理狀態(tài)。
(5)代理服務器開始中繼應用協(xié)議的數(shù)據(jù)。
2 可擴展認證協(xié)議的內容及應用
2.1 協(xié)議內容
可擴展認證協(xié)議是PPP認證的一般協(xié)議,它支持多種認證機制。EAP在連接控制階段不會選擇某種特定的認證機制,而是在認證階段選擇。同時也允許使用后端服務器來執(zhí)行各種認證,而PPP認證者只用來傳遞認證的信息。協(xié)議過程如下。
(1)認證者和對方建立連接控制。
(2)連接建立階段完成之后,認證者發(fā)送一個或更多的認證請求。請求的類型包含身份、MD5-挑戰(zhàn)、一次性口令、一般的標識卡等。MD5-挑戰(zhàn)類型緊密地對應于CHAP認證協(xié)議。在典型的模式中,認證者在發(fā)送一個或多個對認證信息的請求之后,將發(fā)送一個初始的身份請求。但初始的身份請求并不是協(xié)議要求的,在身份可以推測的情況下它有可能被取消。
(3)對方發(fā)送應答包來答復每個請求。應答包的類型域與請求包相同。
(4)認證者發(fā)送認證成功或失敗包來結束認證階段。
在默認的情況下,EAP以代理模式運行,即EAP允許網(wǎng)絡訪問服務器和后端服務器協(xié)商整個認證過程。客戶和網(wǎng)絡接入服務器(NAS)在連接控制協(xié)議交流期間進行EAP協(xié)議的協(xié)商,更進一步的認證消息均在客戶和后端服務器之間被傳輸。網(wǎng)絡接入服務器不再直接參與認證過程,而是作為代理者在二個遠端之間中繼信息。
2.2 應 用
任意一個認證機制都可使用EAP驗證遠程訪問連接。在遠程客戶和認證者(遠程訪問服務器或者因特網(wǎng)認證服務器)之間需要協(xié)商好將要使用的認證機制。EAP可支持多種認證機制,諸如通用標識卡、MD5-挑戰(zhàn)、S/Key以及未來的任何認證技術。
EAP允許遠程客戶和認證者之間自由會話。會話包含認證者對認證信息的請求和遠程客戶的應答。例如,當EAP通過安全標示卡來實現(xiàn)時,認證者可獨立地詢問遠程客戶的名字、PIN以及卡的標識值,直到遠程客戶回答完所有問題,認證才成功地結束。
EAP-RADIUS不是一種EAP類型,而是任何EAP類型的信息通過認證者(遠程訪問服務器或IAS)到達RADIUS的傳輸過程。例如,對用于支持RADIUS認證的遠程訪問服務器來說,在遠程訪問客戶和遠程訪問服務器之間的EAP消息將被封裝和格式化為遠程訪問服務器和RADIUS服務器之間的RADIUS消息。
EAP-RADIUS適用于RADIUS作為認證提供者的環(huán)境。使用EAP-RADIUS的優(yōu)點在于EAP類型不必嵌入在每個遠程訪問服務器上,而只需嵌入到RADIUS服務器上。
在EAP-RADIUS的典型使用情況中,Windows 2000遠程訪問服務器配置為可與EAP和IAS服務器結合來用于認證。一個連接成功創(chuàng)建后,遠程訪問客戶與遠程訪問服務器協(xié)商EAP的使用。當客戶發(fā)送一個EAP消息給遠程訪問服務器時,遠程訪問服務器把EAP消息包裝成一個RADIUS消息,并把它發(fā)送給配置好的IAS服務器。IAS服務器處理EAP消息,同時返回一個封裝了RADIUS的EAP消息給遠程訪問服務器。遠程訪問服務器把EAP消息提交給遠程訪問客戶。在這種配置中,遠程訪問服務只是一個中繼設備。遠程訪問客戶和IAS服務器負責所有EAP消息的處理。
3.1 代理認證模塊的結構
EAP協(xié)議允許防火墻在SOCKSv5認證方法階段不必預先商定具體的認證機制。它支持所有的EAP認證的擴展機制,認證服務器可根據(jù)用戶的身份來決定認證機制的類型。這就允許SOCKS服務器在決定之前認證機制可以向用戶請求更多的信息。并且可以使用一個后端服務器來專門執(zhí)行各種不同的認證,這使得支持EAP功能的RADIUS服務器可以用作后端服務器進行各種不同的認證。
3.2 SOCKSv5-EAP的協(xié)商過程
(1)SOCKSv5認證方法協(xié)商階段,EAP并不進行明確的認證機制的選擇,而是在SOCKS基于認證方法的子協(xié)商階段才選定認證機制。SOCKS服務器除了用于傳遞認證信息之外,還能進行簡單的訪問控制、過濾和認證。
(2)一旦TCP連接在客戶和SOCKS服務器間建立,客戶發(fā)送一個包含版本標識符和方法選擇集的消息。
(3)在SOCKSv5認證方法被協(xié)商確定后,RADIUS服務器發(fā)送一個或多個請求信息來認證SOCKSv5客戶。請求中的類型域用于指明被請求的內容,包括身份、MD5-挑戰(zhàn)、一次性口令和一般的認證卡等。MD5-挑戰(zhàn)類型與挑戰(zhàn)握手協(xié)議相對應。
(4)應答包包含的類型域與請求的類型域相同。SOCKS或RADIUS服務器將用一個認證成功或失敗包來結束認證階段。
(5)SOCKSv5服務器在客戶和認證服務器RADIUS之間不停地中繼雙方發(fā)出的EAP包。
3.3 協(xié)商過程中各種包的格式
(1)SOCKS/RADIUS服務器請求包以及對方應答包的摘要如圖2所示。
VER標識子協(xié)商的當前版本;CODE標識EAP請求或EAP應答;ID域負責輔助匹配請求和應答;TYPE域標識請求或應答類型,一般來說請求類型和應答類型應相同。
(2)EAP包的格式如圖3所示。
其中CODE域標識EAP請求或EAP應答;LENGTH域標識EAP包的長度;DATA域的格式由CODE域決定。
4 基于SOCKSv5-EAP代理認證服務器的認證系統(tǒng)
4.1 系統(tǒng)結構
該系統(tǒng)主要由SOCKSv5-EAP代理認證服務器、安全管理終端、應用客戶端、資源服務器組成。系統(tǒng)結構圖如圖4所示。
SOCKSv5-EAP代理認證服務器主要由SOCKSv5服務器和RADIUS服務器共同組成。其中RADIUS服務器作為后臺服務器,具有鑒權功能。安全管理終端主要由授權發(fā)布機構、證書管理中心和證書庫組成。
4.2 系統(tǒng)流程
(1)當客戶要訪問資源時,客戶通過代理認證服務器進行身份認證。認證過程如下:
①SOCKSv5客戶向SOCKSv5服務器發(fā)送版本標識/方法選集消息,SOCKSv5服務器收到該消息,從METHODS中選擇一種方法,并回應給客戶。EAP將使用METHODS域中的下列標志:Extensible AuthenticatiON Protocol。
②方法協(xié)商結束,雙方進入依賴方法的子協(xié)商階段。在此階段,RADIUS服務器向客戶發(fā)請求,客戶對每個請求作應答,RADIUS服務器根據(jù)客戶情況決定出一種認證機制。請求中包括請求的類型。
③代理回路的建立階段??蛻舭l(fā)出代理請求,SOCKSv5服務器根據(jù)自己的規(guī)則初步判斷是否允許代理,如果允許,則建立常規(guī)的SOCKSv5代理回路。否則拒絕,不予代理。代理回路建立后,SOCKSv5服務器開始在客戶與RADIUS服務器之間不間斷地傳送EAP包。
(2)用所決定出的認證機制認證完畢后,代理認證服務器把包含身份和權限屬性的認證結果交給授權發(fā)布機構,授權發(fā)布機構把權限證書離線發(fā)布給客戶。
(3)客戶把證書信息提交給SOCKSv5服務器,由SOCKSv5中轉給RADIUS服務器來鑒定證書的權限。
(4)鑒定權限通過后,RADIUS服務器發(fā)送給SOCKSv5服務器一個認證成功包,告訴它客戶通過了權限的鑒定,SOCKSv5把此消息中轉給客戶,SOCKSv5服務器啟動客戶與應用資源服務器之間的代理回路,進行應用數(shù)據(jù)的中繼。
(5)授權發(fā)布機構根據(jù)證書的有效期撤消證書,同時通知代理認證服務器證書過期。
5 結束語
本文在介紹SOCKSv5協(xié)議、EAP的基礎上,設計了一個代理認證服務器,在很大程度上提高了用戶身份認證和訪問控制技術的靈活性。該方法解決了防火墻協(xié)議對不斷擴展的認證機制的支持問題。該技術可與其他網(wǎng)絡安全技術諸如授權管理等相結合,形成比較完善的并可以不斷擴展的安全體系。
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