一款代理認證服務(wù)器的設(shè)計

把SOCKSv5代理服務(wù)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(wù)器，從而彌補了防火墻代理服務(wù)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。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(shù)可與其他網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)諸如授權(quán)管理等相結(jié)合，形成比較完善的并可以不斷擴展的安全體系。

　　1 SOCKSv5的結(jié)構(gòu)和原理

　　1.1 SOCKSv5的結(jié)構(gòu)

　　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(wù)器機器之間扮演一個中介角色，使得內(nèi)部網(wǎng)中的前端機器變得能夠訪問Internet網(wǎng)中的服務(wù)器，或者使通訊更加安全。SOCKS5 服務(wù)器通過將前端發(fā)來的請求轉(zhuǎn)發(fā)給真正的目標服務(wù)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(wù)器的請求發(fā)送給SOCKS5服務(wù)器，然后SOCKS5服務(wù)器將請求轉(zhuǎn)發(fā)給真正的服務(wù)器。

　　隨著網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的不斷發(fā)展，防火墻怎樣適應(yīng)于不斷出現(xiàn)的應(yīng)用服務(wù)和安全服務(wù)成了迫切需要解決的問題。SOCKS代理服務(wù)技術(shù)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(wù)器軟件包和鏈接到各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的庫函數(shù)包組成。這樣的結(jié)構(gòu)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(yīng)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(yīng)用服務(wù)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(wù)器可隱藏內(nèi)部網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu)。同防火墻結(jié)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(wù)器，然后代理服務(wù)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(yīng)用客戶希望建立一個只有經(jīng)過防火墻才能到達目標應(yīng)用服務(wù)器的連接時，它打開一個到SOCKSv5服務(wù)器系統(tǒng)上適當端口的連接。SOCKSv5服務(wù)在TCP上的端口通常為1080。

　?。?）如果連接請求成功，即客戶連接上了SOCKSv5服務(wù)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(wù)器選擇客戶提供的諸多方法中的一種返回給客戶端。

　?。?）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(wù)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。

　?。?）SOCKSv5服務(wù)器檢查該請求，據(jù)檢查結(jié)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)?？蛻魴z查代理狀態(tài)。

　　（5）代理服務(wù)器開始中繼應(yīng)用協(xié)議的數(shù)據(jù)。

　　2 可擴展認證協(xié)議的內(nèi)容及應(yīng)用

　　2.1 協(xié)議內(nèi)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(wù)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。

　?。?）認證者和對方建立連接控制。

　?。?）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(yīng)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。

　?。?）對方發(fā)送應(yīng)答包來答復(fù)每個請求。應(yīng)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(jié)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(luò)訪問服務(wù)器和后端服務(wù)器協(xié)商整個認證過程?？蛻艉途W(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)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(wù)器之間被傳輸。網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)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(yīng) 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(wù)器或者因特網(wǎng)認證服務(wù)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(shù)。

　　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(yīng)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(jié)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(wù)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(wù)器來說，在遠程訪問客戶和遠程訪問服務(wù)器之間的EAP消息將被封裝和格式化為遠程訪問服務(wù)器和RADIUS服務(wù)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(wù)器上，而只需嵌入到RADIUS服務(wù)器上。

　　在EAP-RADIUS的典型使用情況中，Windows 2000遠程訪問服務(wù)器配置為可與EAP和IAS服務(wù)器結(jié)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(wù)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(wù)器時，遠程訪問服務(wù)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(wù)器。IAS服務(wù)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(wù)器。遠程訪問服務(wù)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(wù)只是一個中繼設(shè)備。遠程訪問客戶和IAS服務(wù)器負責所有EAP消息的處理。

　　3 SOCKSv5-EAP代理認證服務(wù)器的設(shè)計

　　3.1 代理認證模塊的結(jié)構(gòu)

　　EAP協(xié)議允許防火墻在SOCKSv5認證方法階段不必預(yù)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(wù)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(wù)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(wù)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(wù)器可以用作后端服務(wù)器進行各種不同的認證。代理認證模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　3.2 SOCKSv5-EAP的協(xié)商過程

　?。?）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(wù)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。

　?。?）一旦TCP連接在客戶和SOCKS服務(wù)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。

　?。?）在SOCKSv5認證方法被協(xié)商確定后，RADIUS服務(wù)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(nèi)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(yīng)。

　?。?）應(yīng)答包包含的類型域與請求的類型域相同。SOCKS或RADIUS服務(wù)器將用一個認證成功或失敗包來結(jié)束認證階段。

　　（5）SOCKSv5服務(wù)器在客戶和認證服務(wù)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(wù)器請求包以及對方應(yīng)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(yīng)答；ID域負責輔助匹配請求和應(yīng)答；TYPE域標識請求或應(yīng)答類型，一般來說請求類型和應(yīng)答類型應(yīng)相同。

　?。?）EAP包的格式如圖3所示。

　　其中CODE域標識EAP請求或EAP應(yīng)答；LENGTH域標識EAP包的長度；DATA域的格式由CODE域決定。