802.1x 身份认证原理分析

2020-04-18 13:12:28

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供稿：网友

802.1x协议起源于802.11协议，后者是IEEE的无线局域网协议，制订802.1x协议的初衷是为了解决无线局域网用户的接入认证问题。IEEE802LAN协议定义的局域网并不提供接入认证，只要用户能接入局域网控制设备 (如LANS witch) ，就可以访问局域网中的设备或资源。这在早期企业网有线LAN应用环境下并不存在明显的安全隐患。但是随着移动办公及驻地网运营等应用的大规模发展，服务提供者需要对用户的接入进行控制和配置。尤其是WLAN的应用和LAN接入在电信网上大规模开展，有必要对端口加以控制以实现用户级的接入控制，802.lx就是IEEE为了解决基于端口的接入控制 (Port-Based Network Access Contro1) 而定义的一个标准。
　　IEEE 802.1X是根据用户ID或设备，对网络客户端(或端口)进行鉴权的标准。该流程被称为“端口级别的鉴权”。它采用RADIUS(远程认证拨号用户服务)方法，并将其划分为三个不同小组:请求方、认证方和授权服务器。
　　820.1X 标准应用于试图连接到端口或其它设备(如Cisco Catalyst交换机或Cisco Aironet系列接入点)(认证方)的终端设备和用户(请求方)。认证和授权都通过鉴权服务器(如Cisco Secure ACS)后端通信实现。IEEE 802.1X提供自动用户身份识别，集中进行鉴权、密钥管理和LAN连接配置。整个802.1x 的实现设计三个部分，请求者系统、认证系统和认证服务器系统。
一下分别介绍三者的具体内容:
请求者系统

　　请求者是位于局域网链路一端的实体，由连接到该链路另一端的认证系统对其进行认证。请求者通常是支持802.1x认证的用户终端设备，用户通过启动客户端软件发起802.1x认证，后文的认证请求者和客户端二者表达相同含义。

　　认证系统

　　认证系统对连接到链路对端的认证请求者进行认证。认证系统通常为支持802. 1x协议的网络设备，它为请求者提供服务端口，该端口可以是物理端口也可以是逻辑端口，一般在用户接入设备 (如LAN Switch和AP) 上实现802.1x认证。文的认证系统、认证点和接入设备三者表达相同含义。

　　认证服务器系统

　　认证服务器是为认证系统提供认证服务的实体，建议使用RADIUS服务器来实现认证服务器的认证和授权功能。

　　请求者和认证系统之间运行802.1x定义的EAPO (Extensible Authentication Protocolover LAN)协议。当认证系统工作于中继方式时，认证系统与认证服务器之间也运行EAP协议，EAP帧中封装认证数据，将该协议承载在其它高层次协议中(如 RADIUS)，以便穿越复杂的网络到达认证服务器;当认证系统工作于终结方式时，认证系统终结EAPoL消息，并转换为其它认证协议(如 RADIUS)，传递用户认证信息给认证服务器系统。

　　认证系统每个物理端口内部包含有受控端口和非受控端口。非受控端口始终处于双向连通状态，主要用来传递EAPoL协议帧，可随时保证接收认证请求者发出的EAPoL认证报文;受控端口只有在认证通过的状态下才打开，用于传递网络资源和服务。

　　整个802.1x的认证过程可以描述如下

　　(1) 客户端向接入设备发送一个EAPoL-Start报文，开始802.1x认证接入;

　　(2) 接入设备向客户端发送EAP-Request/Identity报文，要求客户端将用户名送上来;

　　(3) 客户端回应一个EAP-Response/Identity给接入设备的请求，其中包括用户名;

　　(4) 接入设备将EAP-Response/Identity报文封装到RADIUS Access-Request报文中，发送给认证服务器;

　　(5) 认证服务器产生一个Challenge，通过接入设备将RADIUS Access-Challenge报文发送给客户端，其中包含有EAP-Request/MD5-Challenge;

　　(6) 接入设备通过EAP-Request/MD5-Challenge发送给客户端，要求客户端进行认证

　　(7) 客户端收到EAP-Request/MD5-Challenge报文后，将密码和Challenge做MD5算法后的Challenged-Pass-word，在EAP-Response/MD5-Challenge回应给接入设备

　　(8) 接入设备将Challenge，Challenged Password和用户名一起送到RADIUS服务器，由RADIUS服务器进行认证

　　(9)RADIUS服务器根据用户信息，做MD5算法，判断用户是否合法，然后回应认证成功/失败报文到接入设备。如果成功，携带协商参数，以及用户的相关业务属性给用户授权。如果认证失败，则流程到此结束;

　　(10) 如果认证通过，用户通过标准的DHCP协议 (可以是DHCP Relay) ，通过接入设备获取规划的IP地址;