CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THƯ ĐIỆN TỬ 1.1 Giới thiệu về thư điện tử 1.1 Thư điện tử Thư điện tử (Electronic mail), thường được gọi là email là một phương thức trao đổi tin nhắn điện tử từ người viết đến một hoặc nhiều người nhận trong thời gian ngắn. Thư điện tử lần đầu tiên được đưa vào sử dụng trong thập niên 60 đến giữa những năm 1970 để thay thế dần cho thư truyền thống. Thư điện tử hoạt động thông qua môi trường mạng máy tính, chủ yếu là Internet. Một số hệ thống thư điện tử ban đầu yêu cầu người gửi và nhận đều trực tuyến tại cùng thời điểm, giống với nhắn tin tức thời, tuy nhiên hệ thống thư điện tử ngày nay được dựa trên một mô hình lưu và chuyển tiếp.
Các máy chủ thư điện tử chấp nhận, chuyển tiếp, phân phối và lưu tin nhắn. Người dùng cũng như máy tính của họ không bắt buộc đang trực tuyến cùng lúc, họ chỉ cần kết nối trong chốc lát, thường là tới một máy chủ thư điện tử hay một giao diện email trên nền Web có chức năng gửi hoặc nhận tin nhắn. Các thông tin truyền đi có thể được truyền ở dạng mã hóa hoặc dạng thông thường. Có hai kiểu định dạng nội dung thư điện tử phổ biến được sử dụng rộng rãi nhất: Plain Text và HTML.
Định dạng HTML cho phép người dùng truyền được các thông tin đa dạng khác như hình ảnh, âm thanh, video,…thay vì chỉ truyền thông tin dạng văn bản truyền thống như định dạng Plain Text.2 Lợi ích và các khía cạnh an toàn của thư điện tử 1.1 Lợi ích của thư điện tử Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ, xã hội ngày nay thì việc trao đổi thông tin một cách nhanh chóng, bất kể khoảng cách trở thành nhu cầu cấp thiết. Thư điện tử ra đời đã giải quyết vấn đề này. Thư điện tử có rất nhiều lợi ích như khả năng trao đổi thông tin nhanh chóng, đơn giản, thuật tiện, có thể gửi đến 1 bất kỳ nơi nào trên thế giới chỉ cần Internet, các ứng dụng thư điện tử cũng đơn giản, dễ dàng sử dụng và đa số đều là miễn phí. Thư điện tử phát triển dựa vào cấu trúc của Internet cho nên cùng với sự phát triển của Internet mà thư điện tử ngày càng phổ biến trên toàn thế giới, ngày càng đóng một vai trò quan trọng trong các lĩnh vực đời sống như: khoa học, kinh tế, giáo dục, an ninh quốc gia…Vì thế, người ta không ngừng tìm cách khai thác đến mức tối đa về các mặt của thư điện tử, bổ sung thêm các tính năng như: xác thực người dùng, hỗ trợ chữ ký số, bảo mật mã hóa nội dung thư điện tử,… 1.2 Các khía cạnh an toàn của thư điện tử An toàn thông tin và an toàn hệ thống là những vấn đề hết sức quan trọng trong gửi/nhận email.
Để đảm bảo an toàn trong gửi/nhận email, hệ thống phải đảm bảo được các khía cạnh sau: - Tính toàn vẹn: Khả năng đảm bảo thông tin không bị mất mát - Tính chống chối bỏ: Khả năng đảm bảo các bên tham gia gửi/nhận email - Tính xác thực: Khả năng đảm bảo nhận biết các đối tác tham gia gửi/nhận email. - Tính bí mật: Khả năng kiểm soát các thông tin và dữ liệu của người dùng. - Tính sẵn sàng: Khả năng đáp ứng của kênh truyền khi thực hiện gửi nhận email 1.3 Cấu trúc của thư điện tử 1.1 Cấu trúc của địa chỉ thư Mỗi người dùng trong một hệ thống thư điện tử phải có một địa chỉ thư để sử dụng, một địa chỉ thư điện tử sẽ bao gồm hai phần chính có dạng như sau: <Tên Email>@<Tên miền> + <Tên Email>: Đây là phần xác định hộp thư. Phần tên này thường do người đăng ký hộp thư điện tử đặt ra.
2 + <Tên miền>: Đây là tên miền của nơi cung cấp dịch vụ thư điện tử. Ví dụ: nglinh@tdh.com Trong đó, phần đầu là phần tên của người dùng (nglinh) là hộp thư của người nhận trên máy chủ thư điện tử. Sau đó là phần đánh dấu @. Cuối cùng là phần miền tên xác định địa chỉ máy chủ thư điện tử quản lý thư mà người dùng đăng ký và có hộp thư trên đó (tdh.
Nó thường là tên của một cơ quan hay tổ chức và nó hoạt động trên hoạt động của hệ thống tên miền.2 Cấu trúc của thư điện tử Thư điện tử (E-mail) được chia thành 2 phần chính: Phần đầu (header): chứa tên địa chỉ của người nhận, tên và địa chỉ của những người này sẽ được chuyển đến, chủ để của thư, tên và địa chỉ của người gửi, ngày tháng của bức thư…Cụ thể bao gồm: From: địa chỉ của người gửi. To: địa chỉ của người nhận chính. Cc: địa chỉ của những người đồng nhận thư điện tử (những người này sẽ nhận được một bản sao của thư). Bcc: địa chỉ của những người nhận riêng (những người này cũng sẽ nhận được một bản sao của bức thư nhưng không xem được những ai đã nhận thư).
Date: thời gian gửi bức thư. Subject: chủ đề thư. Phần thân (body): chứa nội dung của thư và các file đính kèm.2 Kiến trúc và hoạt động của hệ thống thư điện tử 1.1 Kiến trúc của hệ thống thư điện tử Hệ thống thư điện tử là một hệ thống tổng thể bao gồm nhiều thành phần hoạt động tương tác với nhau. Mỗi thành phần bản thân phục vụ các dịch vụ khác nhau, nhưng đồng thời các kết quả lại được đưa đến các thành phần khác để xử lý 3 tiếp theo.
Hình dưới đây là mô hình của hệ thống thư điện tử và sự tương tác giữa các thành phần bên trong: Remote MTA MDA E -Mail database POP/ IMAP SMTP MUA SMTP MTA Hình 1.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống thư điện tử Hầu hết hệ thống thư điện tử bao gồm ba thành phần cơ bản là MUA, MTA và MDA.1 MUA (Mail User Agent) MUA là chương trình thư điện tử trên các máy trạm cho phép người dùng có thể đọc và lấy thư về từ MTA hoạt động trên máy chủ thư tín. MUA có thể lấy thư từ Mail server về để xử lý (thông qua giao thức POP3) hoặc chuyển cho một MUA khác thông qua MTA (thông qua giao thức SMTP). MUA cũng có thể xử lý trực tiếp thư trên Mail server ( thông qua giao thức IMAP). Sau việc vận chuyển thì chức năng chính của MUA là cung cấp giao diện cho người dùng tương tác với thư, gồm có: - Soạn thảo, gửi thư.
- Hiển thị thư, gồm cả các file đính kèm. - Gửi trả hay chuyển tiếp thư. 4 - Gắn các file vào các thư gửi đi (Text, HTML, MIME. - Thay đổi các tham số (ví dụ như server được sử dụng, kiểu hiển thị thư, kiểu mã hoá thư.
- Thao tác trên các thư mục thư địa phương và ở đầu xa. - Cung cấp số địa chỉ thư (danh bạ địa chỉ). Có hai loại MUA là email client và web mail: - Email client là phần mềm được cài đặt trên thiết bị của người dùng, cho phép người dùng tải thư và lưu trữ thư trên máy tính nội bộ. Các mail client phổ biến là: Outlook Express, Thunderbird Mail,… Hình 1.2 Minh họa cho Email Client - Web mail là ứng dụng email được cài đặt trên một máy chủ, cung cấp cho người dùng tương tác với máy chủ mail qua giao diện Web.
Web mail khác email client ở chỗ khi người dùng đăng nhập thì web mail mới thực hiện tải thư từ máy chủ về chứ không tải và lưu trữ nội bộ như mail client. Các web mail phổ biến là: Gmail, Outlook.3 Minh họa cho Web mail 1.2 MTA (Mail Transfer Agent) Khi các bức thư được gửi đến từ MUA, MTA có nhiệm vụ nhận diện người gửi và người nhận từ thông tin đóng gói trong phần header của thư và điền các thông tin cần thiết vào header. Sau đó, chuyển thư cho MDA để chuyển đến hộp thư ngay tại MTA hoặc chuyển cho Remote-MTA. MTA sử dụng giao thức SMTP để thực hiện chức năng nhận và chuyển thư.
MTA quyết định việc chuyển thư dựa trên địa chỉ người nhận được tìm thấy trên header của mỗi bức thư: - Nếu nó trùng với hộp thư do MTA (Local-MTA) quản lý thì bức thư được chuyển cho MDA cục bộ để chuyển vào hộp thư của người nhận. - Nếu địa chỉ gửi bị lỗi, bức thư có thể được chuyển trở lại người gửi. - Nếu không bị lỗi nhưng không phải là bức thư của MTA, tên miền được sử dụng để xác định xem Remote-MTA nào sẽ nhận thư, theo các bản ghi MX (bản ghi trao đổi thư) trên hệ thống tên miền. 6 - Khi các bản ghi MX xác định được Remote-MTA quản lý tên miền đó thì không có nghĩa là người nhận thuộc Remote-MTA.
Mà Remote-MTA có thể đơn giản chỉ trung chuyển (relay) thư cho một MTA khác, có thể định tuyến bức thư cho địa chỉ khác như vai trò của một dịch vụ domain ảo (domain gateway) hoặc người nhận không tồn tại và Remote-MTA sẽ gửi trả lại cho MUA gửi một cảnh báo. Phần mềm quản lý thư MTA được tích hợp trong hầu hết các phần mềm Mail Server như: Madaemon, Exchange Server, Sendmail, Qmail, Postfix,… 1.3 MDA (Mail Delivery Agent) MDA là một chương trình được MTA sử dụng để đưa thư vào hộp thư của người dùng. MDA còn có khả năng lọc thư, định hướng thư,…. MTA thường được tích hợp với một hoặc nhiều MDA.
Trong một vài trường hợp thì MDA còn được coi như LDA (Local Delivery Agent).4 Truy vấn tên miền DNS và thư điện tử là 2 dịch vụ có mối quan hệ mật thiết với nhau. Dịch vụ thư điện tử dựa vào dịch vụ DNS để chuyển thư từ mạng bên trong ra bên ngoài và ngược lại. Khi chuyển thư, Mail Server nhờ DNS để tìm MX record để xác định máy chủ nào cần chuyển Mail đến. Khi DNS client cần xác định cho một tên miền nó sẽ truy vấn DNS server.
Truy vấn DNS và trả lời của hệ thống DNS cho client sử dụng thủ tục UDP cổng 53, UDP hoạt động ở tầng thứ 3 (Network) của mô hình OSI, UDP là thủ tục phi kết nối (Connectionless), tương tự như dịch vụ gửi thư bình thường cho thư vào thùng thư và hy vọng có thể chuyển đến nơi cần gửi tới. Mỗi một message truy vấn được gửi đi từ client bao gồm ba phần thông tin: - Tên của miền cần truy vấn (tên đầy đủ FQDN). - Xác định loại bản ghi là mail, web. 7 - Lớp tên miền (phần này thường được xác định là IN internet, ở đây không đi sâu vào phần này).
VD: Tên miền truy vấn đầy đủ như "hostname.com", và loại truy vấn là địa chỉ A.