Postfix的傳輸層安全協(xié)議（TLS）

作者：佚名 2011-02-21 11:15:12

安全傳輸層協(xié)議（TLS）用于在兩個(gè)通信應(yīng)用程序之間提供保密性和數(shù)據(jù)完整性。該協(xié)議由兩層組成： TLS 記錄協(xié)議（TLS Record）和 TLS 握手協(xié)議（TLS Handshake）。較低的層為 TLS 記錄協(xié)議，位于某個(gè)可靠的傳輸協(xié)議（例如 TCP）上面。那本文就講下Postfix的傳輸層安全協(xié)議

　　Postfix對(duì)于tls得支持，由lutz janicke所寫得一組修補(bǔ)文件提供。從postfix主頁(yè)得add-on software鏈接處可以取得這組修補(bǔ)文件。如果你使用平臺(tái)隨附得預(yù)編譯版postfix包，請(qǐng)確定該版本確實(shí)包含tls patch。

　　除了postfix本身要支持tls之外，你還必須制作、設(shè)定tls證書。你需要一個(gè)公鑰(public key)與一個(gè)私鑰(private key)。公鑰是代表服務(wù)器身份得證書，你必須向具有一定信譽(yù)得認(rèn)證中心(certificate authority，ca)提出申請(qǐng)，他們依據(jù)你得申請(qǐng)書向你求證之后，會(huì)以他們自己得數(shù)字簽名簽署一個(gè)公鑰給你，只要客戶端愿意相信ca得簽名，就等于間接相信ca核發(fā)得公鑰所證明得系統(tǒng)--你得服務(wù)器。除了你自己的證書外，你還必須取得ca的公鑰(核發(fā)證書給你的那一家ca)。

　　對(duì)電子交易而言，讓買方能夠證明賣方身份是很重要的。因此，網(wǎng)絡(luò)交易商確實(shí)有必要花錢取得ca的簽名。然而，就保密通信而言，服務(wù)器公鑰是否來自有公信力的ca，并不是絕對(duì)必要的事，這表示你可以自己扮演ca的角色，自己核發(fā)證書給自己。當(dāng)客戶端mua連接到你的tls server時(shí)，如果不認(rèn)識(shí)你使用的ca證書，mua通常會(huì)提供一個(gè)機(jī)會(huì)給用戶，讓用戶自己決定要不要相信這個(gè)ca以及是否將ca的證書納入認(rèn)同名單中。

　　tls證書

　　postfix tls patch需要用到openssl函數(shù)庫(kù)。openssl包隨附了一組管理證書的命令行工具，你可用這些工具來制作證書。就postfix而言，所有證書都必須是pem格式。openssl工具的默認(rèn)輸出格式剛好就是pem，所以不用任何轉(zhuǎn)換就可產(chǎn)生postfix可用的證書。openssl工具的默認(rèn)安裝目錄位于/usr/local/ssl，管理證書所需的命令行工具是openssl。

　　自己開設(shè)認(rèn)證中心

　　服務(wù)器端證書必須要經(jīng)過ca的簽署才有效。你可以付費(fèi)請(qǐng)有公信力的ca為你簽署，不過，就保密用途而言，你并不需要花這筆錢。openssl包提供了一個(gè)腳本，讓你可以自己開設(shè)ca，自己簽署自己的證書。在openssl的安裝目錄下，鍵入下列命令：

　　misc/ca.pl -newca

　　然后回答所有問題，完成之后，它會(huì)在./democa/目錄下產(chǎn)生開設(shè)ca所需的全部文件，其中包括可用來簽署證書的“ca數(shù)字簽名”(又稱為“根證書”)

　　tls證書概述

　　tls 使用公鑰加密技術(shù)，讓client/server之間能夠進(jìn)行私密通信。此外，tls能保證沒有人能夠在傳輸中途篡改信息，或是冒名偽裝成某一方，因?yàn)閰f(xié) 議本身容許通信雙方相互驗(yàn)證彼此的身份。然而，再次提醒tls的好處僅限于tls聯(lián)機(jī)兩端，至于數(shù)據(jù)在傳輸之前發(fā)生過什么事，以及在傳輸?shù)侥康牡刂髸?huì)被怎樣處理，tls都無法保證。

　　公鑰加密技術(shù)的原理，是運(yùn)用一對(duì)互補(bǔ)的key，其中一個(gè)可以公開給眾人知道，稱為“公鑰”;而另ygie key則只能由個(gè)人擁有，決不可泄漏，所以稱為“私鑰”或“密鑰”。公鑰加密的數(shù)據(jù)，只可由私鑰予以解密，反之亦然。利用這種特性，公鑰可用來讓別人傳輸私密數(shù)據(jù)給你，而你可用私鑰來證明自己的身份。當(dāng)別人要傳遞機(jī)密數(shù)據(jù)給你時(shí)，對(duì)方可使用你事先提供的公鑰來加密數(shù)據(jù)，由于只能用你自己的私鑰予以解密，所以不怕機(jī)密數(shù)據(jù)泄漏(除非你泄露自己的私鑰)。私鑰又如何用來證明自己的身份?你可用自己的私鑰加密一份數(shù)據(jù)(這動(dòng)作稱為“簽名”)，如果對(duì)方能用你的公鑰解開，表示數(shù)據(jù)一定來自于你，不可能是別人(除非你把自己的密鑰泄露給別人)。因此，你的密鑰可視為你個(gè)人的數(shù)字簽名。一般而言，你應(yīng)該盡可能將公鑰散布出去，而密鑰則必須不及一切代價(jià)予以保護(hù)。

　　當(dāng)你收到別人的公鑰時(shí)，你如何能夠相信，公鑰的擁有者確實(shí)是對(duì)方所宣稱的那個(gè)人?實(shí)際上，公鑰散布時(shí)，往往會(huì)同時(shí)散布一個(gè)代表公鑰擁有者的標(biāo)識(shí)符--通常是服務(wù)器的主機(jī)名稱。收到公鑰的一方，可通過比對(duì)此標(biāo)識(shí)符是否與dns查出的主機(jī)名稱吻合，借此確認(rèn)公鑰的擁有者確實(shí)是當(dāng)前的聯(lián)機(jī)對(duì)象。

　　有ca數(shù)字簽名，稱為證書。ca通常是交易雙方都信任的第三方組織。理論上，有ca的證明，表示公鑰擁有者的身份已經(jīng)被ca調(diào)查并予以證實(shí)，取得公鑰的人，可以相信該公鑰確實(shí)屬于其宣稱的擁有者。換言之，證書的授信基礎(chǔ)來自于你對(duì)ca的信任。值得注意的是， ca只擔(dān)保證書擁有者的身份，而不是擔(dān)保其信用。

　　在加密通信的過程中，公私鑰僅用于聯(lián)機(jī)初期，讓雙方互相確定對(duì)方的身份，并協(xié)商出一個(gè)隨機(jī)產(chǎn)生的 session key，實(shí)質(zhì)的通信內(nèi)容，其實(shí)是由這個(gè)session key來加密與解密。一個(gè)session key只用於一次通信，在通信完畢之后，session key就可以丟掉了。

　　讓我們看看client與server之間是如何進(jìn)行秘密通信的。首先，client聯(lián)機(jī)到server，并提出秘密通信要求。對(duì)于web server，client使用https命令;對(duì)于smtp server，client發(fā)出starttls命令。

　　如果server同意請(qǐng)求，便會(huì)返回一個(gè)由ca簽署的證書，其中含有ca的數(shù)字簽名以及一個(gè)代表server的標(biāo)識(shí)符。client檢驗(yàn)server的標(biāo)識(shí) 符是否符合預(yù)期，并檢查該ca的數(shù)字簽名是否在認(rèn)同名單中。如果兩項(xiàng)檢查都過關(guān)，client與server雙方便開始展開session key協(xié)商，決定后續(xù)通信內(nèi)容要使用哪一種加密算法，并產(chǎn)生一個(gè)只用於該次通信的session key。接著，雙方便使用協(xié)議出來的session key與算法進(jìn)行秘密通信。

　　產(chǎn)生服務(wù)器端證書

　　產(chǎn)生服務(wù)器端證書的第一步，是使用openssl工具為服務(wù)器產(chǎn)生一對(duì)公鑰與私鑰，然后產(chǎn)生一個(gè)“證書簽署請(qǐng)求”(certificate signing request， csr)，并將csr與公鑰交給ca簽署。經(jīng)過ca簽署的公鑰證書可以廣泛散布出去，但是私鑰則必須被謹(jǐn)慎保管。事實(shí)上，有許多應(yīng)用系統(tǒng)將私鑰加密封存在一個(gè)特殊文件，在訪問私鑰之前，必須先提供密碼(passphrase)才能解密，這種儲(chǔ)存私鑰的方法稱為“密封”。然而，postfix需要能夠直接訪問私鑰，不能使用密封方法，因?yàn)樵L問私鑰的動(dòng)作發(fā)生在運(yùn)行時(shí)，而此時(shí)你不可能實(shí)時(shí)提供密碼。

　　openssl包提供一組腳本可幫助你產(chǎn)生公私鑰與csr，不過，它們所產(chǎn)生的key是“密封”的，所以，你得直接使用openssl命令來產(chǎn)生公私鑰：

　　openssl req -new -nodes -keyout mailken.pem -out mailreq.pem -days 365

　　openssl得-new選項(xiàng)表示你想產(chǎn)生公私鑰與csr，-nodes選項(xiàng)表示不加密，-keyout和-out分別指出私鑰文件與csr文件得名稱。最后，-days 365指出證書得有效期限是一年。

　　如果你使用第三方ca，請(qǐng)按照ca得指示，提出你得csr來要求他們簽署。如果你自己扮演ca得角色，你可用下列命令來核發(fā)證書：

　　openssl ca -out mail_signed_cert.pem -lnfiles mailreq.pem

　　此步驟所產(chǎn)生得mail_signed_cert.pem文件，就是ca所核發(fā)得證書。

　　你可能會(huì)想要將postfix/tls用到得所有證書文件復(fù)制到一個(gè)方便得位置。假設(shè)你完全依照上述得步驟，則請(qǐng)用下列命令將證書文件復(fù)制到postfix的配置目錄下：

　　cp /usr/local/ssl/mailkey.pem /etc/postfix

　　cp /usr/local/ssl/mail_signet_cert.pem /etc/postfix

　　mailkey.pem文件存有服務(wù)器的密鑰，mail_signed_cert.pem是ca簽署的公開證書。由于postfix不能使用密封的私鑰文件，所以你應(yīng)該以最嚴(yán)格的權(quán)限模式來保護(hù)私鑰文件：

　　chown root /etc/postfix/mailkey.pem

　　chmod 400 /etc/postfix/mailkey.pem

　　上述命令將私鑰文件的擁有權(quán)判給root賬戶，而且只有root能夠讀取。

　　安裝ca證書

　　postfix/tls server必須要能夠訪問ca的公開證書(也就是所謂的“根證書”)，包括為你的服務(wù)器簽名的那一個(gè)ca以及核發(fā)證書給你的用戶的每一個(gè)ca。當(dāng)然，如果雙方使用同一個(gè)ca，則只需要安裝一個(gè)根證書就夠了。

　　如果你的服務(wù)器端證書是自己簽發(fā)給自己的，請(qǐng)將先前的ca.pl腳本所產(chǎn)生的cacert.pem文件復(fù)制到postfix的配置目錄：

　　cp /usr/local/ssl/democa/cacert.pem /etc/postfix

　　如果你的服務(wù)器或任何客戶端的證書是第三方ca所簽發(fā)的，你必須設(shè)法取得這些ca的根證書(pem格式);對(duì)于你不信任的ca，自然沒必要取得他們的根證書。請(qǐng)將搜集到的所有根證書集中在/etc/postfix/cacert.pem文件里。

　　有兩種方法可將新的ca根證書安裝到postfix/tls系統(tǒng)。第一種辦法是將所有根證書集中在一個(gè)文件，并將smtpd_tls_cafile參數(shù)指向此文件。你只需將新的根證書附加在現(xiàn)有文件末端即可。比方說，若原有的ca根證書是存儲(chǔ)在/etc/postfix/cacert.pem文件中，而新 ca的根證書是存放在newca.pem文件中，那么，下列命令可將新的根證書納入認(rèn)同名單：

　　cp /etc/postfix/cacert.pem /etc/postfix/cacert.pem.old

　　cat newca.pem >> /etc/postfix/cacert.pem

　　另一種方法是將每個(gè)ca的根證書全部集中一個(gè)專用目錄下的個(gè)別文件里，并將smtpd_tls_capath參數(shù)指向此目錄。以后，每當(dāng)需要安裝新的ca根證書時(shí)，只要將新的證書文件存放在此目錄下，然后執(zhí)行一次openssl的c_rehash命令即可。

　　當(dāng)你有許多ca根證書要處理時(shí)，這種方法可讓維護(hù)工作稍微輕松些;不過，如果你的postfix是在chroot環(huán)境下運(yùn)行，則還需要將新的根證書文件復(fù)制到chroot環(huán)境下的對(duì)應(yīng)目錄，然后運(yùn)行postfix reload，新證書才會(huì)有效。

　　設(shè)定postfix/tls

　　postfix tls patch引進(jìn)了一組關(guān)于tls運(yùn)作環(huán)境的參數(shù)。本小節(jié)只列出基本配置所需的關(guān)鍵參數(shù)，至于完整的tls參數(shù)說明，請(qǐng)參閱tls patch隨附的配置文件樣本。

　　smtpd_use_tls

　　啟動(dòng)tls支持。如果沒有設(shè)定此參數(shù)或是設(shè)定成no，postfix的運(yùn)行方式就像沒有tls patch一樣。例如：

　　smtpd_use_tls = yes

　　smtpd_tls_key_file

　　指向服務(wù)器私鑰文件。例如：

　　smtpd_tls-key_file = /etc/postfix/mailkey.pem

　　smtpd_tls_cert_file

　　指向服務(wù)器的pem證書文件(必須經(jīng)過ca簽署)。例如：

　　smtpd_tls_cert_file = /etc/postfix/mail_signed_cert.pem

　　smtpd_tls_cafile

　　指向ca根證書文件。該文件含有所有你愿意信任的ca的公開證書。例如：

　　smtpd_tls_cafile = /etc/postfix/cacert.pem

　　smtpd_tls_capath

　　指向ca根證書文件目錄。該目錄下的每個(gè)pem文件，都含有一個(gè)你信任的ca公開證書。例如：

　　smtpd_tls_capath = /etc/postfix/certs

　　將上述參數(shù)設(shè)定到main.cf配置文件，并運(yùn)行postfix reload之后，你的postfix/tls server將具備秘密通信的能力，并準(zhǔn)備迎接客戶端的starttls命令。

#p#

　　postfix/tls的設(shè)定過程整理

　　總結(jié)前述的基本知識(shí)，在postfix系統(tǒng)上設(shè)定tls的大致過程如下：

　　1、安裝openssl包，因?yàn)槲覀冃枰褂迷撥浖鼇懋a(chǎn)生tls證書。

　　2、使用tls patch，并重新編譯、安裝postfix。

　　3、產(chǎn)生一份服務(wù)器端證書以及一個(gè)證書簽署請(qǐng)求(csr)。然后將兩者一并提交給有一定信譽(yù)的ca請(qǐng)求簽署;或是自己扮演ca的角色，自己核發(fā)證書給自己。

　　4、將所有證書文件(服務(wù)器的密鑰、csr、ca的根證書)安裝在postfix目錄下。

　　5、編輯main.cf，設(shè)定下列tls參數(shù)：

　　smtpd_use_tls = yes

　　smtpd_tls_key-file = /etc/postfix/mailkey.pem

　　smtpd_tls_cert_file = /etc/postfix/mail_sigend_cert.pem

　　smtpd_tls_cafile = /etc/postfix/cacert.pem

　　如果還需要設(shè)定其他tls參數(shù)，現(xiàn)在正是時(shí)候。

　　6、重新加載postfix，使我們?cè)趍ain.cf所做的改變生效。

　　現(xiàn)在，每當(dāng)有客戶端要求秘密通信，postfix/tls server都能適當(dāng)應(yīng)對(duì)。

　　取得客戶端證書

　　你可能會(huì)想要使用客戶端證書來代替或加強(qiáng)其他smtp驗(yàn)證技術(shù)。客戶端證書是非常可靠的驗(yàn)證方法，因?yàn)槠浞浅ｋy以假造。

　　客戶端證書必須由ca核發(fā)。如果你打算選擇一個(gè)ca來核發(fā)證書給你的用戶，你應(yīng)該遵照該ca的申請(qǐng)過程來取得客戶端證書。當(dāng)然，你也可以使用openssl包提供的工具，自己扮演ca的角色，自己簽發(fā)證書給用戶。

　　制作客戶端證書

　　客戶端證書的制作程序，其實(shí)與服務(wù)器端證書的制作過程很相似，唯一差別是多了一個(gè)步驟：將簽署好的證書換成mua可用的格式。大部分流行的mua都偏好 pkcs12格式的證書文件，這種格式將簽署好的證書與私鑰封裝在一起，并以一個(gè)密碼保護(hù)。如果你使用第三方ca，該ca應(yīng)該能提供正確格式的證書文件來滿足用戶的mua。如果你自己簽署證書，你應(yīng)該制作pkcs12格式的證書文件來分發(fā)給用戶。證書文件應(yīng)該包含核發(fā)給用戶個(gè)人的證書(公鑰)、搭配于該證書的私鑰以及你自己的ca根證書。

　　對(duì)于每一位你打算以證書來驗(yàn)證其身份的用戶，你都必須分別產(chǎn)生一對(duì)專屬的公私鑰。你應(yīng)該指定“辨別名稱”的命名原則。一般而言，在產(chǎn)生證書時(shí)，你應(yīng)該使用個(gè)人的郵件地址或是客戶端機(jī)器的主機(jī)名稱。舉例來說，假設(shè)你決定以郵件地址為分辨名稱，而現(xiàn)在要簽發(fā)證書給kdent@ora.com這位用戶，步驟如下：

　　1、使用openssl命令產(chǎn)生一對(duì)公私鑰。請(qǐng)注意，你自己的公鑰也必須有ca的簽名

　　openssl req -new -nodes -keyout kdentkey.pem -out kdentreq.pem -days 365

　　由于使用了-new選項(xiàng)，所以上述命令會(huì)產(chǎn)生一個(gè)私鑰與一份csr。-nodes選項(xiàng)要求openssl不要將私鑰密封。-keyout和-out分別指出私鑰文件和csr的文件名。最后，-days 365表示證書的有效期是一年。

　　2、簽署證書。如果你與ca合作，請(qǐng)按照他們的申請(qǐng)流程，提出前一步驟所產(chǎn)生的csr，要求他們簽署。如果你自己作為ca，請(qǐng)用下列命令簽署證書：

　　openssl ca -out kdent_signed-cert.pem -infiles kdentreq.pem

　　3、將簽署好的證書文件轉(zhuǎn)換成適當(dāng)格式。問清楚用戶所用的mua是哪一種，將ca簽章的證書文件轉(zhuǎn)換成該mua能接受的格式：

　　openssl pkcs12 -in kdent_sigend_cert.pem -inkey kdentkey.pem -certfile /etc/postfix/cacert.pem -out kdent.p12 -export -name "kdent@ora.com"

　　這命令會(huì)要求你提供一個(gè)密碼來保護(hù)所產(chǎn)生的文件(kdent.p12)，而你必須將這個(gè)密碼告知用戶。-certfile選項(xiàng)指出你自己的ca根證書文件。完成之后，就可將kdent.p12文件與腳本交付給用戶。

　　最后一步，請(qǐng)用戶自己將證書文件安裝道m(xù)ua。大多數(shù)mua都提供相當(dāng)簡(jiǎn)便的步驟來導(dǎo)入證書文件，所以應(yīng)該不成問題。如果你有不擅長(zhǎng)操作計(jì)算機(jī)的用戶，請(qǐng)給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

　　設(shè)定客戶端證書驗(yàn)證

　　postfix/tls依據(jù)證書的“指紋”來判別證書是否可接受。“指紋”是從證書中計(jì)算出來的值，不同的證書，不可能計(jì)算出相同的指紋。你必須將每個(gè)客戶端證書的指紋都存放于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的postfix查詢表。每當(dāng)有客戶端出示其證書，postfix/tls就計(jì)算該證書的指紋，然后檢查該指紋是否已登記在查詢表，借此決定是否要容許客戶端使用轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。

　　你必須收集每一位獲得授權(quán)的客戶端的證書指紋。許多mua都有顯示證書指紋的功能，你可以要求用戶將他們?cè)趍ua看到的證書指紋提供給你。如果他們的證書是你自己核發(fā)的，你可以用openssl x509命令直接算出指紋：

　　openssl x509 -fingerprint -noout -in kdent_signed_cert.pem | cut -d -f2

　　整個(gè)設(shè)定流程如下：

　　1、分別取得每一位用戶的證書指紋。你可以按照上述步驟自己計(jì)算，或是要求用戶提供給你。

　　2、將收集道的指紋集中在/etc/postfix/clientcerts文件，并注明其對(duì)應(yīng)的辨別名稱。

　　3、將制作好的clientcerts查詢表轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫(kù)：

　　postmap /etc/postfix/clientcerts

　　4、編輯main.cf配置文件，加入下列參數(shù)：

　　relay_clientcerts = hash:/etc/postfix/clientcerts

　　smtpd_tls_ask_cert = yes

　　smtpd_recipient_restrictions =

　　permit_mynetworks

　　permit_tls_clientcerts

　　reject_unauth_destination

　　5、重新加載postfix，使我們?cè)趍ain.cf所做的改變生效：

　　postfix relaod

　　tls/smtp client的設(shè)定過程

　　既然smtp/tls server能要求客戶端出示證書，那么，當(dāng)postfix扮演客戶端角色時(shí)--寄信到其他smtp server，或要求其他smtp server轉(zhuǎn)發(fā)郵件--smtp mda也可能被要求提供客戶端證書。注意，一個(gè)postfix系統(tǒng)只能有一個(gè)代表自己的客戶端證書，除非你在master.cf中設(shè)定了其他mda，才有可能安裝多個(gè)的客戶端證書。

　　證明服務(wù)器端身份的證書，也可以用來證明客戶端身份。不過，正式ca核發(fā)的證書，不見得能讓你同時(shí)用在兩種身份上。這種情況下，你可能需要向ca另外申請(qǐng) 一個(gè)客戶端證書。我們先前制作的自簽名服務(wù)器證書沒有這樣的限制。不管你的客戶端證書是怎么來的，其辨別名稱都必須符合myhostname參數(shù)所指定的主機(jī)名稱。

　　制作客戶端證書的過程，其實(shí)與服務(wù)器端證書的制作過程完全一樣，所以不再贅述。如果你打算使用同樣的證書，那么，只要將幾個(gè)tls client參數(shù)指向tls server參數(shù)所用的相同文件即可。

　　以下是最基本的tls client參數(shù)。

　　smtp_use_tls

　　啟動(dòng)postfix smtp client的tls支持。

　　smtp_use_tls = yes

　　smtp_tls_key_file

　　指向客戶端證書所對(duì)應(yīng)的私鑰文件。

　　smtp_tls_key_file = /etc/postfix/mailkey.pem

　　smtp_tls_cert_file

　　指向客戶端證書文件。

　　smtp_tls_cert_file = /etc/postfix/mail_signed_cert.pem

　　smtp_tls_cafile