一款代理認證服務器的設計

把SOCKSv5代理服務與可擴展認證協(xié)議（EAP）聯合起來，形成了基于SOCKSv5與EAP聯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。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。

　　1 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，使得內部網中的前端機器變得能夠訪問Internet網中的服務器，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。

　　隨著網絡安全技術的不斷發(fā)展，防火墻怎樣適應于不斷出現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絡應用程序的庫函數包組成。這樣的結構可以使用戶根據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據流，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的網絡地址結構。同防火墻結合起來使用時，數據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)往目標主機的數據。其協(xié)議過程如下：

　?。?）當TCP的應用客戶希望建立一個只有經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。

　?。?）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。

　?。?）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。

　?。?）SOCKSv5服務器檢查該請求，據檢查結果決定是建立適當的代理回路還是拒絕該請求。同時給客戶發(fā)送代理回路狀態(tài)。客戶檢查代理狀態(tài)。

　?。?）代理服務器開始中繼應用協(xié)議的數據。

　　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。

　?。?）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。

　?。?）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。

　?。?）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允許網絡訪問服務器和后端服務器協(xié)商整個認證過程?？蛻艉途W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 SOCKSv5-EAP代理認證服務器的設計

　　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。代理認證模塊結構如圖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。

　?。?）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。

　?。?）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

　?。?）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。

　?。?）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。