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SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

L'SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) è un protocollo basato su messaggi testuali, che permette di scambiare un'email tra un client e un server. Viene definito nell'RFC 2821, è basato su TCP e rimane in ascolto ad una delle seguenti porte: 25, 465, 587 le cui ultime due hanno un layer di protezione.

È composta da tre componenti: client di posta (ad esempio Outlook, Eudora, ecc.), server di posta e il protocollo SMTP stesso.

I protocolli per la lettura sono IMAP e POP3 e il meccanismo di comunicazione è il seguente: i messaggi in arrivo risiedono sul server, dove è presente una mail server.

Quando si parla di server si parla di mail exchanger (o mail server) che non è necessariamente uno e ci potrebbero essere dei forwarding ad altri per l'ottimizzazione del carico. Ogni mail server ha un programma di gestione della posta ed ha una coda di messaggi dal elaborare: sta in attesa di un messaggio da elaborare, scambia messaggi con altri mail server e per questo viene definito mail exchange.

Il trasferimento avviene in tre fasi: handshaking, trasferimento dei messaggi e quit. Ciascuna fase è codificata nel formato:

$$ Comando \rightarrow Risposta $$

Cosa succede quando un email viene mandata da un punto A ad un punto B? Tutti e due i punti hanno bisogno di uno user agent e comunicano nel seguente modo:

1. composizione del messaggio dal punto A inserendo il campo del destinatario (punto B) (la parte dopo la chiocciola definisce l'infrastruttura che gestisce le mail di quell'organizzazione);
2. l'user agent manda il messaggio al mail server dell'organizzazione e il messaggio viene messo in coda;
3. è identificare il mail server del destinatario e, se viene identificato correttamente, apre una connessione con il mail server del destinatario;
4. inviare il messaggio al mail server del destinatario tramite una connessione TCP, finendo nella coda delle mail;
5. salvare il messaggio sulla mail box dal mail server del destinatario;
6. lettura del messaggio, a scelta del destinatario, connettendosi al mail server del destinatario usando un protocollo per la lettura dei messaggi.

Alcune considerazioni

Il protocollo SMTP usa connessioni TCP, il formato ASCII a 7 bit e CRLF.CRLF per determinare la fine di un messaggio. Rispetto ad HTTP, l'HTTP è di tipo pull ed ogni oggetto viaggia di solito con una connessione separata mentre l'SMTP è di tipo push e tutti gli allegati viaggiano in sequenza sulla stessa connessione, entrambi funzionano con comandi ASCII facilmente interpretabili.

Formato dei messaggi

Il formato dei messaggi è definito nello standard RFC 822 ed è composta da un intestazione ed un body. L'intestazione troviamo il mittente, il destinatario, l'oggetto e altre informazioni riguardante il body. Il body è il messaggio, solo caratteri ASCII a 7 bit validi.

Durante la trasmissione vengono usati anche altri protocolli tra cui si ricorda MIME (Multimedia mail extension RFC 2045-2056) che definisce in che modo devono essere codificati gli allegati e la formattazione dell'email.

Leggere la posta

In questo caso, il protocollo SMTP serve solo per la trasmissione, non per la consultazione. Abbiamo vari protocolli per l'accesso all'email:

• POP: Post Office Protocol [RfC 1939]: per autorizzazione e download;
• IMAP: Internet Mail Access Protocol [RfC 1730]: più sofisticato e si possono manipolare i messaggi sul server;
• HTTP: Hotmail , Yahoo! Mail, ecc.

Inviare la posta

Ogni SMTP server ha la porta SMTP che accetta messaggi in ingresso. Un server SMTP ben configurato accetta SOLO e-mail con:

• indirizzo mittente del proprio dominio da qualsiasi indirizzo IP di provenienza purché con connessione autenticata;
• indirizzo destinatario del proprio dominio, qualsiasi mittente, qualsiasi server trasmittente con certe caratteristiche;
• e-mail di qualsiasi genere purchè proveniente da indirizzo IP della propria sottorete.

Nel POP3 ha due fasi:

• fase di autorizzazione (no handshaking) in cui vengono chiesti due parametri (username e password) in chiaro (POP3S versione sicura) a cui viene risposto con un errore o un OK. Per non passare i parametri in chiaro, viene usata un'autenticazione cosiddetta CHAP e cioè a challenge: viene proposta una sfida algebrica risolvibile solamente una volta da quell'utente e soprattutto se conosci la password corretta (Viene creato una sottospecie di digest del messaggio);

  

• fase di lettura, svolta dal client con alcuni comandi: abbiamo un list che elenca i numeri di messaggi, retr recupera il messaggio in base al numero, dele cancella il messaggio e quit.

La differenza sostanziale tra POP3 e IMAP è che quest'ultimo è più sofisticato e permette di creare un sistema di directory direttamente sul server e ne permette un'organizzazione più efficiente.

Alcune lati negativi

I protocolli di posta purtroppo non nascono per garantire la confidenzialità delle informazioni e dell'autenticità degli autori. Infatti le mail per esigenze pratiche vengono memorizzate all'interno dei server o in chiaro oppure con crittografia reversibile (simmetrica). Inoltre per l'invio di una email, l'autenticazione (SMTP) non è necessaria, pertanto vengono adottati alcuni sistemi che ne permettono la verifica. Ricordiamo in particolare DKIM che è una firma digitale di autenticazione, può essere utile per controllare anche l'integrità della email ma non tutti i server la utilizzano quindi non è affidabile al 100%.

DNS (Domain Name System)

Acronimo di Domain Name System, serve a tradurre degli alias (per esempio, www.google.it è Fully Qualified Domain Name (FQDN)) nei corrispondenti indirizzi IP (query di tipo A in alias). È un protocollo applicativo di supporto (UDP: 53), denominato anche "glue protocol".

Ogni query DNS ha un proprio ID che permette di identificare univocamente una comunicazione. Non c'è alcuna garanzia sulla confidenzialità e sull'autenticità delle query responses (Dns over HTTPS/TLS)

Le risposte che provengono da un DNS possono essere di due tipi:

• autoritative: se la risposta proviene dal server "custode" del l'indirizzo che si sta cercando;
• non-autoritative: la risposta è da intendersi di "seconda mano" cioè proviene da un altro server tramite un forwarding.

Tipologie di server DNS

• Server autoritativo di dominio: risponde direttamente per la propria "zona" e conosce i server autoritativi per i propri sottodomini fuori "zona";
• Server root: autoritativo per il top della gerarchia;
• Server locale: funge da "resolver".

TLD e server autoritari

• Server dei domini di primo livello (TLD): responsabili dei domini .com, .org, .net, .edu, ecc e di tutti i domini nazionali di primo livello .uk, .fr, .ca, .jp;
• Server DNS autorevoli: server DNS dell'organizzazione, che forniscono una mappatura autorevole tra hostname e IP per i server dell'organizzazione (ad esempio, web e posta). Possono essere gestiti dall'organizzazione o dal fornitore di servizi.

I root server sono molto "delicati" e chiunque li possegga è "padrone" di internet. Si potrebbe infatti causare volontariamente un CACHE POISONING e quindi modificare l'indirizzo a cui inoltrare le request. I DNS aggiungono informazioni alla richiesta del client per ottimizzare la rete e affinché quest'ultimo non debba fare ulteriori richieste al DNS. Questo naturalmente può essere sfruttato per causare ingenti danni.

La ricerca di un Domain Name può essere fatta:

• iterativamente: le richieste vengono palleggiate tra resolver e i corrispondenti server autoritativi fino a che non si trova il server corretto. I vantaggi sono: alta distribuzione di carico e probabilità inferiore per attacchi DOS;
• ricorsivamente: la richiesta non viene palleggiata tra il resolver e i server ma viene ricercata direttamente dal root server in modo ricorsivo e gli viene fornito il risultato immediatamente. Lo svantaggio è le alte probabilità di DOS.

Esistono delle infrastrutture chiamate CDN (Content Distribution Network) che permettono di distribuire le risorse di un sito su più server e tramite le risposte DNS forniscono all'interlocutore l'indirizzo IP geograficamente più vicino a lui. Si diminuiscono latenze e conseguenzialmente il carico della rete geografica.