ipv6环境下可信任电子邮件系统的设计与实现

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1、IPv6环境下可信任电子邮件系统的设计与实现*杨道全，许勇，张凌（华南理工大学广东省计算机网络重点实验室广州510640）摘要实现真实IPv6地址访问的基础设施是构建下一代可信任互联网的关键，本文基于SPF技术和邮件数字签名技术原理，设计了IPv6环境下的可信任电子邮件系统的整体框架结构，实现了支持SPF的邮件服务器系统和支持数字证书加密与签名的Webmail系统。关键词　可信任电子邮件；数字签名；SPF；Java；IPv61　前言博威特网络技术公司在2007年12月12日发表的一份报告称，2007年全

2、球互联网用户收到的电子邮件中，95%是垃圾邮件。猖獗的垃圾邮件，给人们的工作与生活带来了很大的困扰，其中的病毒邮件和网络欺骗邮件，更是直接危害社会经济。信息产业部在2005年11月7日通过了《互联网电子邮件服务管理办法》，并于2006年3月30日起施行。基于IPv6的下一代互联网发展迅速，国内外很多单位已部署了IPv6。IPv6大量的地址为每个用户、网络设备和终端分配一个真实地址提供了可能，我国计算机网络专家提出了基于IPv6真实地址认证的下一代互联网体系结构，并已向IETF递交相关草案。本文基于IPv

3、6真实地址认证的架构，应用SPF、数字证书以及强认证等技术，构建了IPv6环境下可信任电子邮件系统，主要从两个方面保障电子邮件的可信：邮件来源可信和邮件内容可信。2　基础理论2.1　SPF技术SPF（senderpolicyframework）技术使用了电子邮件头部信息中的Return-Path(或From)字段，能够有效防止MTA（mailtransportagent）伪造邮件域发送邮件，但应用此技术需要域名服务器支持反向MX解析[1,2]。2.2　电子邮件的数字签名通过哈希算法对邮件正文进行计算，得

4、出一个固定长度的哈希值，发件人用私钥将这个哈希值加密，得到密文并将其附带在邮件明文后一起发送。客户端收到数字签名的邮件后，利用发件时所使用的哈希算法对邮件明文计算得哈希值，再使用发件人的公钥将邮件中加密哈希值解密，然后比较这两个哈希值是否相等。如果相等则表示邮件正文没有被窜改，并且是由这个专用密钥的拥有者所签署。3　系统框架结构鉴于IPv6的安全性和互联网的发展趋势，系统选择在CNGI-CERNET2环境部署，从两个方面保障电子邮件的可信，体系结构如图1所示，系统按功能分为两部分。·邮件服务器。基于真实

5、IPv6地址绑定的研究成果，改进的邮件服务器支持SPF和源地址绑定，从而防止了发件域伪造，保障了电子邮件的来源可信。·邮件客户端。包括Webmail客户端和其他邮件客户端，如MicrosoftOutlook。客户端实现了对邮件的数字签名，从而保障电子邮件的内容可信。下文将分别讨论邮件服务器的配置实现和Webmail客户端的实现。3.1　邮件服务器3.1.1　软件结构邮件服务器支持SMTP/SMTP、POP3/POP3和IMAP/IMAP。用户信息存储于MySQL数据库中，邮件服务器从数据库中获取用户信息

6、完成使用者的身份校验。邮件服务器结构如图2所示。3.1.2　软件配置(1)SPF模块采用Postfix[3]的SMTPD_POLICY机制与MTA通信，当外部MTA发送邮件到该服务器时，本地MTA将启动SPF认证机制，认证对方MTA的SPF记录，如果验证通过，接收邮件，反之，则拒收邮件。(2)DNS配置对某个域进行SPF记录的发布，例如对mail.scut.edu.cn域发布如下SPF信息：mail.scut.edu.cn.INTXT“v=spf1ip6:2001:250:1800:193::88-al

7、l”，该记录指明mail.scut.edu.cn域的权威发送邮件服务器地址为2001:250:1800:193::88，其余地址都为非法发送服务器。.1.3　认证过程　　当本地MTA收到外域发送来的邮件时，本地MTA查询发送邮件域的SPF记录，以确认发送域发送邮件服务器的合法性。将查询到的SPF中的地址与发送服务器的IP地址进行比较，如果相同，则返回“PASS”标志，如果不相同，则返回“Fail”标志；如查询不到SPF记录，则返回“PASS”标志。3.2　Webmail客户端基于前一步工作所完成的PKI

8、/CA系统，使用X509证书对数据进行数字签名。S/MIME[4]自然也就是首选的安全电子邮件协议。S/MIME（secure/multipurposeInternetmailextensions）是从PEM（privacyenhancedMail）和MIME(Internet邮件的附件标准)发展而来的。S/MIME利用了单向散列算法（如SHA-1、MD5等）和公钥机制的加密体系。S/MIME将邮件正文内容处理后作为特殊的附件传送。客户端收