SMTP認証機能付きメールサーバの構築 服部 初

第3回 麗澤大学情報系ゼミ合同卒論発表会 1

SMTP認証機能付きメールサーバの構築

国際経営学科牧野研究室

服部初

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

目次n はじめにn メールサーバとはn 電子メールのセキュリティn 不正中継（spamメール）とはn 不正中継の防止策n SMTP認証サーバの運用・実験n 結果と考察n まとめn 参考文献

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

はじめに

n 個人で各種サーバを構築する人が増えている¨回線の常時接続化、PCの低価格化¨ダイナミックDNSサービスの普及

n 中でもメールサーバが人気¨手軽なコミュニケーションツールのひとつ¨書籍などの充実、webでの技術解説

n 安易な設定による公開¨書籍やwebとは、個人の環境が同じとは限らない

n 結果、不正中継やspamメールなどの温床に

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

メールサーバとは

n 電子メールを送受信するためのサーバ¨メールを送信・転送するSMTPサーバ¨メールを読み・書きするPOP,IMAPサーバ

Internet

クライアント クライアント

SMTPによる送信 POPによる受信SMTPによる転送

SMTPサーバ SMTPサーバ

POPサーバ

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）

n 電子メールを転送するためのプロトコル¨MUAからMTA、MTAからMTAへ受け渡す

n 基本的な仕様はRFC８２１で標準化¨その後、一部を拡張してRFC１６５１～１６５３で標準化し

たものがESMTP

n 通信ポートは２５番を使用

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）

コネクション接続要求（TCP25番ポート）

220 Service ready

HELO sample.smtp.ne.jp

250 ok

MAIL FROM:user@smtp.ne.jp

250 ok

RCPT TO:user2@smtp2.ne.jp250 ok

354 go Ahead

SMTPサーバSMTPクライアント

DATA

コネクション切断要求（TCP25番ポート）

221 sample.smtp2.ne.jpQUIT

CR/LF.CR/LF<messages>

250 ok

時間の流れ

コード コードの意味211 システムの状態やHELPへの応答

214 HELPメッセージ

220 サービスを開始する221 サービスを終了する

250 要求されたメール処理の実行が完了

354 メッセージの入力を開始451 エラーが発生したため、要求された処理を中断

500 コマンドを理解できない

501 引数やパラメータが理解できない

502 指示されたコマンドはシステムに実装されていない

554 その他のエラー

SMTP認証機能付きメールサーバの構築 服部 初

第3回 麗澤大学情報系ゼミ合同卒論発表会 2

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

電子メールのセキュリティ

n メールサーバへの攻撃は多種多様に及ぶ¨サーバ自体への不正侵入¨サービス不能攻撃（DOS攻撃など）¨メールの不正中継

n 基本的に誰からの接続であっても受け付けるものであった

¨ spamメールn 送信元を詐称して、第三者にジャンクメールを送りつける

¨ウィルスn 現在のウィルスはインターネット経由で感染するケースが多い

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

不正中継（Open-Relay）

n 不正中継とは¨不正にSMTPサーバを利用しメールを送信すること

n SMTPサーバはメール送信時に認証を行わない¨無条件に受け取り、次へ転送する必要があったから

n 発信元を偽り、不正中継を利用して大量のメールをばらまく

n 不正中継を利用して送られてくる、大量のジャンクメールを「spamメール」と呼ぶ

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

不正中継の弊害

n サーバの資源を不正に利用される¨メモリやメールスプールのあるディスク領域の占有¨エラーメールの処理によるネットワーク帯域の占有

n インターネット上での信頼を失う¨不正中継を許してしまったドメインはデータベースに登録

n ORDB（Open Relay Data Base）など

¨データベースに登録されているドメインからのメールは受け取らない

n 通常のメール送信に支障をきたす

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

不正中継の防止策n MTAの設定で防止する¨中継を許可する送信元IPアドレスを限定する¨記述されたドメインを逆引きし、正しいドメインの場合だけ

中継を許可する¨外部からの接続で、あて先が自分のドメインであれば、

ローカルへメールを転送する¨ORDBなどのデータベースを参照し、登録されているドメ

インからのメールは受け取らない

n これでは、中継に認証が無いことに変わりは無い

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

SMTPでの認証

n POP before SMTP¨メールを送信する前に必ずPOPでの認証を行う¨POP認証が通った場合のみ、メール送信を許可する

n SMTP認証¨SMTPシーケンスの中に、IDとPASSでの認証手順を設

け、クライアントに許可を与える

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

POP before SMTPとは

n メールを送信する前に必ずPOPで認証を行う¨POPをAPOPにすることも可能

n 認証が成功したクライアントの IPアドレスをデータベースファイルに書き込む¨ 5分～15分程度そのデータを保持する

n その後、通常通りSMTPでメールを送信する

n 設定時間が経過したら、保持したデータを破棄する

SMTP認証機能付きメールサーバの構築 服部 初

第3回 麗澤大学情報系ゼミ合同卒論発表会 3

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

POP before SMTPとは

n 概念図

クライアント

①認証

②OK

③送信

POPサーバ SMTPサーバ

認証

0 300 600

認証から600秒

（秒）

メールA送信中 メールB送信

メールの送信開始メールBは拒否

時間切れでも

メールAは送信される

POP before SMTPの問題点

n ダイアルアップなどの場合¨ IPアドレスとユーザの関係が一意ではない

ユーザAIP:192.168.1.5

ユーザB

ID、パスワードOK。ユーザAのIPアドレスは192.168.1.5だな・・・

POP認証メール送信したいから、POPしないと・・・

メールサーバ

ユーザBIP:192.168.1.5

ユーザA

メールサーバ

メール送信メール送信

ダイアルアップしたからメール送信しよう・・・

IPアドレス192.168.1.5だから、メールの送信を許可します

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

SMTP認証とは

n SMTPシーケンスで、IDとPASSによる認証を行う

n 認証の機能を独立したプロトコルとして使用¨認証機能を組み込む場合、通信プロトコル自体

に変更を加える必要がある

n SMTP認証を実現するには¨一般的にSASLという認証プログラムを使用

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

SASLとは

n Simple Authentication and Security Layer¨RFC2222で標準化

n SASLという独立した認証プログラム¨認証が必要な通信プロトコルから汎用的に使用可能

n 認証方式によっては暗号化も可能

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

SASLを使用したSMTP認証

n 概念図

クライアント

メールサーバ

SASL

SMTP MailBox

①SMTP接続

②認証依頼 ④許可

⑤メール転送

PasswordDatabase

③参照

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

SMTP認証ユーザの登録

n IDとパスワードを参照する方法を決める設定ファイルがある¨ /etc/passwd（/etc/shadow）ファイルの参照¨SASL独自のデータベースを参照

n SASLデータベースを使用する場合¨新規にアカウントを作成する必要がある¨ saslpasswdコマンドを使用

SMTP認証機能付きメールサーバの構築 服部 初

第3回 麗澤大学情報系ゼミ合同卒論発表会 4

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

認証の方式n PLAIN方式

¨ 平文のIDとPASSを送信¨ Base64でエンコードしたPASSを送信

n CRAM-MD5方式¨ サーバ側はランダム数字列、タイムスタンプ、FQDNを送信¨ ユーザ側はユーザ名を含む文字列 、1個の空白、鍵付きMD5ダイ

ジェスト値を送り返す¨ 暗号化したIDとPASSを送信する

n DIGEST -MD5方式¨ CRAM-MD5方式の後継¨ 暗号化したIDとPASSを送信する¨ ユーザアカウントを新たに作成しないと利用できない

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

代表的なメールソフトの対応状況

メールソフト SMTP認証対応方式 POP before SMTPBecky! PLAINおよびCRAM-MD5 ○電信八号 PLAINおよびCRAM-MD5 ○EdMax PLAINおよびCRAM-MD5 ○Eudora PLAINおよびCRAM-MD5 ×Netscape Messenger PLAINのみ ×Netscape PLAINのみ ×Outlook Express PLAINのみ ×Outlook PLAINのみ ×

メールソフト側の設定n Becky!の事例

¨ 「ツール」→「メールボックスの設定」→「詳細」から設定

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

SMTP認証サーバの構築

n SMTPサーバプログラム¨Postfix-2.0.16を使用

n SASLプログラム¨Cyrus-SASL-2.1.7-2を使用

n 自作PCを使用

OS Red Hat Linux 8.0CPU Celeron 1.1GHz

Memory 128MBHDD 40GBNIC 3Com Fast EtherLink XL PCI TX

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

メール転送実験

n メール送信環境¨クライアント：Windows XP¨メールソフト：Becky!2試用版

n 計測方法¨SMTP認証「あり」、「なし」でそれぞれ計測¨ 100、300、500、700、1000通を各10回ずつ測定¨クライアントは1台¨宛先は全て同一のアドレス

メール転送実験n SMTP認証ありでの転送平均時間¨メール本数が増加すると、転送時間はリニアに上昇

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

0 200 400 600 800 1000

秒

通

SMTP認証機能付きメールサーバの構築 服部 初

第3回 麗澤大学情報系ゼミ合同卒論発表会 5

メール転送実験n メール1通あたりの転送時間¨ 1通あたりのメール転送時間は約0.06秒¨本数が増えても、1通あたりの転送処理時間は増えない¨認証あり・なしで転送処理時間に差がない

0.0000.010

0.0200.0300.040

0.0500.060

0.0700.080

0.0900.100

100通 300通 500通 700通 1000通

認証あり

認証なし

秒

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

転送中に流れるデータ

n 認証は暗号化されるのか？

n 認証のタイミングは？

n Etherealにより、パケットキャプチャを行った

n パケットキャプチャの実際

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

パケットキャプチャでわかったこと

n 実際に認証が暗号化されていることが 確認できた

n 認証のタイミングは最初だけ¨送信箱に溜まっているメールは一まとめに送信される

n QUITコマンドで切断した後は新たに認証を行う

課題n 転送時間に差がなかったのは、1台のクライアントか

ら送信していたため

n 複数のクライアントから同時に送信すれば、差が出る可能性がある

0.000

0.0100.0200.0300.040

0.0500.0600.0700.080

0.0900.100

100通 300通 500通 700通 1000通

認証あり認証なし

秒

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

考察

n 以上の様な点を踏まえSMTP認証とPOP before SMTPを比較する

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

POP before SMTPn POP認証を使用するため利用者の環境を限定しない

¨ 不特定多数の利用者に提供するのに向いている

n POP認証は平文で行われるため、盗聴の危険がある¨ POPのアカウントが盗まれれば、SMTPも行える

n APOPを使えば回避できるが、¨ 利用者の環境を限定してしまう¨ POP before SMTPの最大の利点を生かせない

n 必ずしも、IPアドレスとユーザの関係が一意ではない¨ 許可されないユーザに接続を許す可能性は残る

n 送信前に必ず受信をしなければならず、操作性が悪い

SMTP認証機能付きメールサーバの構築 服部 初

第3回 麗澤大学情報系ゼミ合同卒論発表会 6

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

SMTP認証

n MTAそのものに、認証機構が組み込まれている

n SASLを利用するため、暗号化が可能である¨比較的安全に外部からの利用を許可できる¨ただし、利用者側の環境は限定される

n 対応するMUAを用意できれば、違和感なく使える

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

SMTP認証はどんな場面で使うか

n サーバの運用案¨自組織の人間にメール中継サーバを提供したい場合

n 出先から、自分の所属する組織のメールサーバへ送信を依頼できる

¨特定のユーザに外部からSMTPの利用を許可したい場合¨ 25番以外の送信ポートを割り当てればさらに安全

n 普通のメールサーバではなく、送信専用の中継サーバとして運用する

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

まとめn 本研究では、SMTP認証サーバを構築した

n 1台のクライアントからメールを送信する場合には、認証が付くことによって、メールの転送時間に変化は無い

n 暗号化できるため安全に中継サーバを提供できる

n ただし、利用者の環境は限定されるn SMTP認証サーバを提供する場合、運用方法を考慮

する必要がある

2004 © Makino Seminar, Reitaku University, All RightｓReserved.

参考文献n 久米原栄：「sendmailセキュリティ」，ソフトバンクパ

ブリッシング（2003.7）．

n 山井成良・宮下卓也・大隈淑弘・林伸彦：「岡山大学における電子メールシステムのセキュリティ対策」，情報処理学会研究報告，2002-DSM-26，pp.61-66（2002.8）．

n OpenRelay DataBasehttp://ordb.org/