Internet: Dienste und Sicherheit

Internet: Dienste und Sicherheit
Beitrag von Bernhard Gross
für die Liste TV-Technik
Domain Name
Service
Email, News
WWW
http, URL, HTML
Security in Netzwerken
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Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
Gliederung
1. DNS-Adressierung mit Klartextnamen
2. Technik des Email-Dienstes (MIME, SMTP,
POP3)
3. Das World Wide Web
4. Die Web Beschreibungssprache HTML
5. Sicherheit im Internet
6. Diskussionsforen im Internet (Listen, News)
Begleitbuch:
Tanenbaum: Computer Networks. Prentice Hall
Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. Werner Winzerling,
FH Fulda für die freundliche Überlassung eines PowerpointFoliensatzes zum Thema.
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Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
Anwendungen im Internet mit Protokollstapeln
Verarbeitung
Ping
SMTP
FTP
TCP
ICMP
Konferenzmanager
NFS
HTTP
DNS
SNMP
Transport
UDP
Vermittlung (Internet)
IGMP
IP
Mobilfunk-,
Satelliten-Netz
Punkt-zu-PunktFestverbindungen
Paket-/Zell-Netz
X.25, ATM, ...
Host-zu-Netz
Durchschalt-Wählnetze
ISDN, Telefonnetz
Folie nach Prof. Dr. W. Winzerling, FH Fulda
3
ARP
LANs
Ethernet, ...
Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
Übersicht der Internet Anwendungen
Folgende (wichtige) Verarbeitungsdienste (-protokolle) werden hier
näher vorgestellt:
DNS (Domain Name Service)
Namenbildung und -verwendung im Internet.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
Das E-Mail-Protokoll war ursprünglich nur eine Art
Dateitransfers.
NNTP (News Network Transfer Protocol)
Austausch von Nachrichtenartikeln.
HTTP (Hyper-Text Transfer Protocol)
HTML (Hyper-Text Markup Language)
World Wide Web Protokoll einschließlich der WebBeschreibungssprache.
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Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
Adressierung im Internet
Jede Schicht hat üblicherweise ihr eigenes Adressierungsschema.
Wichtigsten Adressen im Internet sind die IP-Adresse der
Vermittlungsschicht. Diese Adressen sind rein numerisch und
dadurch nur schwer handhabbar.
Aus diesem Grund werden in der Verarbeitungsschicht die
Adressen für Hosts, Mailboxen, und anderen
Anwendungsressourcen nicht aus Binärzahlen gebildet, sondern es
werden Namen aus ASCII-Zeichenketten verwendet; z.B.:
MMN-1
[email protected]
e-technik.fh-wiesbaden.de
Im Internet kann dazu mittels des DNS-Protokolls der
Verarbeitungsschicht (Domain Name System) eine Abbildung von
(ASCII)-Namen auf die numerischen IP-Netzadressen erfolgen.
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Teil der Internet-Domänen
Allgemein
int
sun
com
edu
gov
Länder
mil
org
net
jp
de
nl
microsoft
microsoft
java
uni-mainz fh-wiesbaden vw
e-technik
e-technik.fh-wiesbaden.de
dtag
dvz
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Adreßabbildung im Internet (1)
ftp.fh-wiesbaden.de
www.fh-wiesbaden.de
Rechnernetzverarbeitungsprozeß 1
Rechnernetzverarbeitungsprozeß 2
[email protected]
Rechnernetzverarbeitungsprozeß 3
Verarbeitungsschicht
Transportschicht
?
Vermittlungsschicht
Computer
Netzanbindung
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Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
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Adreßabbildung im Internet (2)
ftp.fh-wiesbaden.de
www.fh-wiesbaden.de
[email protected]
Rechner-/
(A-SAP)
Dienst-Name
Rechnernetzverarbeitungsprozeß 1
Port-Nr:X
Rechnernetzverarbeitungsprozeß 2
Port-Nr:Y
Port-Nr:Z
Transport-Adresse (T-SAP)
Netzwerk-IP-Adresse
(N-SAP)
Computer
Rechnernetzverarbeitungsprozeß 3
LAN-Adresse /
Leitungsnummer
192.11.123.9
Verarbeitungsschicht
Transportschicht
Vermittlungsschicht
Netzanbindung
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Adreßauflösung im Internet
Verarbeitungsschicht
www.fh-fulda.de
DNSDienst
?
Port-Nr. + IP-Adr.
Transportschicht
Vermittlungsschicht
IP: 192.11.123.9
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DNS-Namenserver
Am Anfang des Internets, zu ARPA-Zeiten:
q Auf jedem Host befand sich die Datei host.txt
q sie war überall gleich und enthielt die ASCII-Namen sowie die
zugehörige IP-Adresse aller (!) Hosts im weltweiten Netz.
Heute existieren hierfür spezielle, verteilte DNS-Namenserver:
q Antwortet auf eine ASCII-Namen-Anfrage mit der zugehörigen
IP-Adresse;
q Ein weltweit einzelner DNS-Server könnte alle Adressen
enthalten. Aus praktischen Gründen wird jedoch eine verteilte
DNS-Datenbank weltweit auf viele dezentrale DNS-Servern
verteilt.
q Dazu wird der DNS-Namenbereich in nicht-überlappende
Zonen aufgeteilt.
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In Zonen aufgeteilter DNS-Namenbereich
Allgemein
int
com
edu
sun
microsoft
gov
Länder
mil
org
microsoft
net
jp
fh-anhalt
java
fh-fulda
informatik
mi
Separate Zonen mit jeweils
eigenem Namenserver
tk
de
vw
nl
dtag
dvz
wi
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Zonen enthalten eigene DNS-Namenserver
q Jede Zone enthält:
Für seinen Teil des Baums einen Namenserver, der „autoritative“
Informationen über die Zone enthält, insbesondere die den ASCIINamen zugeordneten IP-Adressen.
q DNS-Namenserver werden unterschieden in einen primären
Namenserver und zur Verbesserung der Zuverlässigkeit einen oder
mehrere sekundäre Namenserver, die ihre Informationen
regelmäßig vom primären Namenservern erhalten.
q Die Zonengrenzen innerhalb einer Zone (unterhalb der aktuellen
Domäne) wird vom Zonenverwalter festgelegt:
Jede Zone muß einen eigenen Namenserver enthalten.
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Namenauflösung mit dem DNS-Protokoll (1)
DNS-Namens-Anfrage
DNS-Datenbank
DNS-Namenserver
Host
ASCII IP-Adresse
abc.de 192.31.20.46
IP-adresse =
RESOLVER(www.abc.de)
...
...
Verarbeitungsschicht
Transportschicht
1
2
RESOLVER : Bibliotheksprozedur
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Ablauf Namenauflösung
Jedem Client ist ein lokaler DNS-Namenserver (primärer und
sekundärer) zugewiesen.
Liegt die gesuchte Domäne in der Zone des lokalen DNS-Servers,
gibt dieser die gewünschte IP-Adresse zurück.
Liegt die gesuchte Domäne entfernt, dann wendet sich der lokale
DNS-Server an den DNS-Namenserver der obersten Ebene (DNSServer der TOP-Level-Domäne). Diese stehen in der Datenbank xxxserver.net.
Jeder DNS-Server muß alles über seine Kinder (die nächste darunter
liegende Hierarchiestufe des Baums) wissen, aber nicht unbedingt
alles über seine Enkel und Ur-Enkel usw. Deshalb wird eine Anfrage
ggfl. Von oben nach unten durchgereicht.
Ein einmal aufgelöster ASCII-Name wird von den DNS-Servern für
eine gewisse Zeit zwischengespeichert (Caching).
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Eintrag des lokalen DNS-Server im Client
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Beispiel einer Namenauflösung (1)
Der Client tk.informatik.fh-fulda.de sucht den Server java.sun.com
int
com
edu
sun
microsoft
gov
mil
org
microsoft
net
jp
fh-anhalt
java
fh-fulda
informatik
mi
tk
de
vw
nl
dtag
dvz
wi
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Beispiel einer Namenauflösung (2)
Client (Anfrager)
tk.informatik.fh-fulda.de
informatik.fh-fulda
Namenserver
8
informatik.fh-fulda.de
com
Namenserver
1
7
191.11.234.12
com-server.net
Anfrage
2
sun
Namenserver
6
sun.com
3
java.sun
Namenserver
5
Ergebnis
java.sun.com
java.sun.com
4
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Beispiel einer Namenauflösung (3)
Allgemein
int
com
edu
sun
microsoft
gov
Länder
mil
org
net
jp
de
fh-fulda
java
informatik
mi
tk
vw
nl
dtag
dvz
wi
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Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
DNS - Zusammenfassung
Jede Rechnernetz-Softwareschicht verwendet i.a. ein eigenes
Adressierungsschema.
Während beispielsweise in der Vermittlungsschicht binäre
Adressen genutzt werden, wird in der Verarbeitungsschicht mit
leichter zu merkende Namen gearbeitet.
Die Abbildung von Namen auf binäre Netzadressen erfolgt mittels
Namenserver.
Im Internet wird dazu der DNS-Dienst (Domain Name Service)
genutzt. Er ist als weltweit verteilte, dezentrale Datenbank organisiert.
Um z. B. die IP-Adresse für einen speziellen Host aus dessen Namen
zu ermitteln, werden entlang der hierarchischen Struktur des
Namenbaums die zuständigen DNS-Namenserver befragt, bis ein
Namenserver gefunden wird, in dessen Zone sich der gesuchte Host
befindet.
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Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
E-Mail-Standards
1. Empfehlung der CCITT (heute ITU) die für OSI übernommen
wurde: X.400
• schlecht ausgelegt
• sehr komplex
• nie zufriedenstellend implementiert
• abnehmende Bedeutung
2. Internet-Empfehlung: RFC 822 (u. a.)
• (zu ?) einfach
• aber es funktioniert !
• mit wachsender Bedeutung, der wichtigste E-Mail-Standard
3. Verschiedene proprietäre Firmenstandards
• abnehmende Bedeutung
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Architektur eines E-Mail-Systems (1)
E-Mail-Client
E-Mail-Server
UA
MTA
User Agent
Message Transfer Agent
q Der Benutzer interagiert mit dem E-Mail-System über einen
Benutzer-Agenten (UA).
q Jeder UA ist mit einem Nachrichten-Übertragungs-Agenten (MTA)
verbunden, auf dem der Benutzer (der UA) ein Konto besitzen muß.
q Der MTA des Senders überträgt die E-Mails an den MTA des
Empfängers. Dort wird die Nachricht zwischen gespeichert, bis sie
vom UA des Empfängers abgeholt wird.
q Ein UA muß keine ständige Verbindung zum MTA unterhalten.
Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
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Architektur eines E-Mail-Systems (2)
UA
UA
UA : User Agent
MTA
UA
UA
MTA
MTA
MTA
MTA : Message Transfer Agent
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Vergleich des Aufbaus eines Briefes und einer E-Mail
32¢
Mr. Daniel Dumkopf
18 Willow Lane
White Plains, NY 10604
United Gizmo
180 Main St
Boston, MA 02120
March 1, 1998
Umschlag
Name: Mr. Daniel Dumkopf
Street: 18 Willow Lane
State:
NY
Zip code: 10604
Priority: Urgent
Subject: Invoice 1081
From:
United Gizmo
Address: 180 Main St
Location: Boston, MA 02120
Date:
March 1, 1998
Subject: Invoice 1081
Dear Mr. Dumkopf,
Our computer records show that
you still have not paid the above
invoice of $0.00. Please send us
a check for $0.00 promptly.
Dear Mr. Dumkopf,
Our computer records show that
you still have not paid the above
invoice of $0.00. Please send us
a check for $0.00 promptly.
Header
Body
Yours truly
United Gizmo
Yours truly
United Gizmo
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Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
E-Mail Adressen nach RFC 822
Allgemeines Internet-Adressierungsschema:
è mittels DNS-Adressen (Domain Name Service)
mailbox@location
DNSAdresse
Benutzername
z.B.: [email protected]
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Nachrichtenformat RFC 822 (ASCII-Version)
Aufbau:
primitiver Umschlag (in RFC 821 beschrieben)
einige Header-Felder
Leerzeile
Nachrichtentext
q Keine klare Unterscheidung zwischen Umschlag und Header
q Mischung zwischen Umschlag und Header
q alle Angaben reiner ASCII-Text (7 bit)
q jedes Header-Feld besteht aus einer Zeile (Feldname,
Doppelpunkt, Wert)
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RFC 822 Header-Felder (für Nachrichtentransport)
Header
Bedeutung
To:
E-Mail-Adressen der primären Empfänger
Cc:
E-Mail-Adressen der sekundären Empfänger
Bcc:
E-Mail-Adressen für blinde Kopien an Dritte
From:
Verfasser der Nachricht
Sender:
Absender der Nachricht
Receive:
Zeile, die von jedem MTA auf der Route eingefügt wird
Return-Path:
Kann benutzt werden, bei speziellem Pfad zurück zum Sender
Cc
- Carbon Copy
Bcc
- Blind Carbon Copy
Return-Path - gibt an, auf welchem Weg eine Nachricht an den Sender
zurückgeschickt werden soll (selten genutzt)
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Weitere RFC 822 Header-Felder
Header
Bedeutung
Date:
Datum und Urzeit, wann die Nachricht gesendet wurde
Reply-To
E-Mail-Adresse, an die Antworten gesendet werden können
Message-Id:
Eindeutige Nummer der Nachricht
In-Reply-To:
Kennung der Nachricht, der diese Antwort gilt
Reference:
Andere relevante Nachrichtenkennungen
Keywords:
Vom Benutzer gewählte Schlüsselwörter
Subject:
Kurzer einzeiliger Betreff der Nachricht
Reply-To -
Empfänger einer Antwort, wenn nicht der Verfasser
(und auch nicht der Absender) die Antwort erhalten sollen
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Nachrichtenformat MIME
Frühere E-Mail-Systeme übertrugen nur ASCII-Text ( 7-bit ! )
Probleme:
Länderspezifische Sonderzeichen (z. B. deutsche
Umlaute)
Sprachen ohne Alphabet (Chinesisch, Japanisch)
Multimedia-Daten (Bilder, Video, Audio, ...)
Lösung:
MIME-Erweiterung (Multipurpose Internet Mail Extensions)
Beibehaltung der ASCII-Kodierung (Kodierung in 7 bit)
dadurch alte Mail-Systeme und MTA weiterverwendbar
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MIME-Header-Felder
Header
Bedeutung
MIME-Version:
Bezeichnet die verwendete MIME-Version
Content-Description:
Content-Id:
Beschreibt für Empfänger den Inhalt der Nachricht
z. B. „Foto von Barbaras Meerschwein“
Eindeutiger Bezeichner, analog zu Message-Id
Content-Transfer-Encoding:
Beschreibt Kodierung des Nachrichteninhalts
Content-Type:
Bezeichnet die Art der Nachricht
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Content-Transfer-Encoding Optionen (1)
Zur Auswahl stehen 5 (6) Codierungsmöglichkeiten:
ASCII, 8-bit, Binärcodierung, Base64, Quoted-Printable, (HTML)
1. ASCII-Text:
q Nur 7-bit Zeichen, das 8. bit wird nicht berücksichtigt
q max. Zeilenlänge: 1000 Zeichen
q Ursprünglicher Standard, „ä, ü, ß“ müssen als „ae, ue, ss“
geschrieben werden.
2. 8-bit-Zeichen:
q Nutzt 8-bit-Zeichen (alle Werte 0 .. 255)
q max. Zeilenlänge: 1000 Zeichen
q Verletzt das Kodierschema des ursprünglichen Standards
q Funktioniert manchmal sogar
30
Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
Content-Transfer-Encoding Optionen (2)
3. Binärkodierung:
q
q
q
q
Nutzt 8-bit-Zeichen (alle Werte 0 .. 255)
Keine Begrenzung der Zeilenlänge
Verletzt das Kodierschema des ursprünglichen Standards
Funktioniert noch seltener als die 8-bit-Zeichen Kodierung
4. Base64 Encoding (auch: ASCII Armor oder B Encoding):
q Eine "richtige" Art Binärdaten zu kodieren.
q Zerlegt Gruppen von 24 bit (von 3 * 8 bit) in 4 * 6 bit Einheiten
q Jede Einheit ergibt ein zulässiges ASCII-Zeichen
q Oft als "3-4" oder "3-zu-4-Kodierung" bezeichnet
q Empfänger mail Client muß diese aber decodieren können !
Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
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Content-Transfer-Encoding Optionen (3)
base64-Kodierungs-Regeln:
6-bit-Einheit
0
1
Kodierzeichen "A" "B"
...
25 26
27
...
51
53
...
61
62
63
...
"Z" "a" "b"
...
"z" "0" "1"
...
"9" "+"
"/"
52
Nicht benutzte 6-bit-Einheiten werden mit " = " bzw. " == " angezeigt
Beispiel für base64 E n c o d i n g :
è aus " Grüße" wird für die Übertragung " R 3 K B 4 W U = "
G
r
ü
ß
e
47
72
81
E1
65
01000111
01110010
10000001
11100001
01100101
á
á
á
á
010001 110111 001010
000001
111000 010110 0101(00) ------
R
B
4
3
á
K
32
á
W
á
--------
U
á
=
Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
Content-Transfer-Encoding Optionen (4)
5. Q u o t e d -Printable E n c o d i n g (auch Q E n c o d i n g ):
q Eine weitere "richtige" Art Binärdaten zu kodieren.
q Effizient, wenn die Nachricht fast nur aus (7-bit)-ASCII-Zeichen
besteht und nur wenige ASCII-fremde Zeichen enthält, z. B. nur
wenige Umlaute
C o d i e r u n g s - Regeln:
Wenn Zeichen > 128 (d. h. das 8. Bit wird benutzt):
dann Darstellung als Hexadezimalzahl in der Form: " = hexa "
Beispiel für Quoted Encoding:
è aus " Grüße " wird für die Übertragung " Gr= F C = D F e "
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Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
Schlußfolgerung zum Content-Transfer-Encoding
8-bit-Zeichen- und Binärkodierung:
Sollten nie verwendet werden.
Base64:
Sollte nur dann verwendet werden, wenn vom Empfänger bekannt
ist, daß er auch wirklich M I M E -kompatibel ist.
ASCII-Text:
Wenn vom Empfänger nichts bekannt ist, oder wenn man an
N e w s g r u p p e n schreibt.
Q u o t e d - Printable E n c o d i n g :
Der goldene K o m p r o m i ß , wenn vom Empfänger nichts bekannt ist.
(Aber nicht für N e w s g r u p p e n verwenden!)
HTML:
Sollte für E-Mail nicht verwendet werden, da (noch ?) wenig
verbreitet.
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Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
Beispiel Content-Transfer-Encoding
[...]
MIME-Version: 1.0
Content-Type: text/plain
Content-Transfer-Encoding: Quoted-Printable
Das Meeting f=E4llt leider aus. Viele Gr=FC=DFe an das Team.
[...]
[...]
MIME-Version: 1.0
Content-Type: text/plain
Content-Transfer-Encoding: base64
RGFzIE1lZXRpbmcgZuRsbHQgbGVpZGVyIGF1cy4gVmllbGUgR3L832UgYW4gZGFzIFRlY
W0uDQoNClByb2YuIERyLiBXZXJuZXIgV2luemVybGluZw0KRkggRnVsZGEgIC0gIEFuZ2V
3YW5kdGUgSW5mb3JtYXRpaw0KDQo=
[...]
35
Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
MIME-Header-Feld: Content-Type (RFC 1521)
Wichtigster MIME-Parameter, beschreibt wie die Nachricht zu
interpretieren / darzustellen ist.
Typ
Text
Subtyp
Beschreibung
Plain
Unformatierter Text
Richtext
ASCII-Text mit einfachen Formatierungen
G IF
Bild im GIF-Format
JPEG
Bild im JPEG-Format
Audio
Basic
Klangdaten
Video
MPEG
Videodaten im MPEG-Format
Application
Octet-Stream
Bytefolge (nicht direkt interpretierbar)
Postscript
Druckbares Dokument im Postscript-Format
Image
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Content-Type Optionen (2)
Typ
Message
Multipart
Subtyp
Beschreibung
RFC822
MIME-Nachricht nach RFC822
Partial
Nachricht wurde zur Übertragung zerlegt
External-Body
Nachricht muß noch über das Netz geladen werden
Mixed
Unabhängige Teile in angegebener Reihenfolge
A lternativ
Gleiche Nachricht in verschiedenen Formaten
Parallel
Teile müssen gleichzeitig ausgegeben werden
D igest
Jeder Teil ist eine vollständige RCF822-Nachricht
37
Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
SMTP - Simple Mail Transfer Protocol
q Übertragungsprotokoll nach RFC 822
q Quellmaschine baut zum Port 25 der Zielmaschine eine TCPVerbindung auf
q Protokoll läuft im ASCII-"Klartext" ab;
q Auf ein Kommando (z.B. HELO, RCPT, DATA, QUIT) folgt
eine Antwort
q Ablauf:
Client (UA) baut Verbindung zum Server (MTA) auf und
wartet, bis Server mitteilt, ob er bereit ist Mails anzunehmen,
wenn nicht, beendet Client die Verbindung und versucht es
später erneut,
wenn Server bereit ist, beginnt Client mit dem MailAustausch
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Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
Mail-Zugriffsprotokolle (POP3, IMAP4)
Das Zugriffs-Protokoll setzt auf dem Ü b e r t r a g u n g s - Protokoll auf.
E-Mail- Client
E-Mail- Server
UA
MTA
User Agent
Folderhierarchie
Mail
Message Transfer Agent
Zugriffs- Protokoll
z.B. POP3, IMAP4
Übertragungs- Protokoll
Folderhierarchie
Mail
z.B. SMTP
Verarbeitungsschicht
Transportverbindung
Netz
z.B. TCP/IP
39
Transportschicht
Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
POP3 (Post Office Protocol, Version 3)
Offline Bearbeitungsmodus Prinzip:
q Nutzt die Verabeitungsfähigkeit ("Intelligenz") des Clients
q Im Internet ist P O P 3 heute sehr verbreitet;
q Während einer kurzen und intensiv genutzten OnlineVerbindung (Online-Kosten !) werden alle Nachrichten
vollständig vom Server zum Client übertragen und
anschließend werden die Mails auf dem Server gelöscht.
q Mails liegen anschließend (ausschließlich) auf dem Client vor
und können dann dort offline gelesen und bearbeitet werden.
q Einfacher Befehlssatz erlaubt einfache Implementierung
q Aber: Oft kann nicht selektiert werden, welche Mails übertragen
werden sollen (ungünstig z.B. bei unerwünschten Mails mit
großen Attach-Files). Manche POP3 Clients (z.B. T-Online
zeigen Subject-Zeile vor der Übertragung an.
40
Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email
IMAP4 (Internet Message Access Protocol Version 4)
Replikations- Modus Prinzip:
q Erweitert Offline-Modus um Synchronisation und Replikation
q Zentraler (Mail)-Datenbestand liegt auf dem Server. Ein oder
mehrere Clients gleichen während der Online-Verbindung ihren
(Mail)-Datenbestand mit dem Server ab (Replikation).
Abgeglichen werden zu sendende und zu empfangende Mails.
q Übertragung von Teilen einer zu empfangenden Mail wählbar
(z.B. nur Anschreiben, keine Attach-Files usw.).
q Im Internet gilt I M A P 4 als künftiger Standard.
q Aber: Umfangreicher Befehlssatz, dadurch aufwendigere
Implementierung und noch Kompatibilitäts-Probleme zwischen
verschiedenen Herstellern- Dies verzögert die Einführung von
IMAP4.
41
Gross: Internet Anwendungen - DNS & Email