802.1x 身份认证原理分析

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。倎文的认证系统、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;
　　(11) 如果认证通过，接入设备发起计费开始请求给radius用户认证服务器;
　　(12)radius用户认证服务器回应计费开始请求报文。用户上线完毕。