PPTP协议握手认证流程分析


找到两个比较权威的ppp的详细文档

思科:http://www.cisco.com/c/en/us/tech/wan/point-to-point-protocol-ppp/index.html

http://www.tldp.org/LDP/nag/node120.html#SECTION00101010000

Oricle:https://docs.oracle.com/cd/E19683-01/817-0204/pppsvrconfig.reference-25/index.html

SourceForge:http://poptop.sourceforge.net/dox/


 

这个文章写的太用心了!转载自:http://www.cnblogs.com/gordon0918/p/5280587.html,非常感谢博主,学习了!

一  PPTP概述

        PPTP(Point to Point Tunneling Protocol),即点对点隧道协议。该协议是在PPP协议的基础上开发的一种新的增强型安全协议,支持多协议虚拟专用网,可以通过密码验证协议,可扩展认证协议等方法增强安全性。远程用户可以通过ISP、直接连接Internet或者其他网络安全地访问企业网;

它能够将PPP(点到点协议)帧封装成IP数据包,以便能够在基于IP的互联网上进行传输。PPTP使用TCP是实现隧道的创建、维护与终止,并使用GRE(通用路由封装)将PPP帧封装成隧道数据。被封装后的PPP帧的有效载荷可以被加密或压缩;

PPTP通信过程中需要建立两

种连接,一种是控制连接,另一种是数据连接。控制连接用来协商通信过程中的参数和进行数据连接的维护。而真正的数据通信部分则交由PPTP数据连接完成。以下两个章节分别介绍PPTP的控制连接和数据连接

二  PPTP控制连接的建立流程分析

     PPTP控制连接建立过程可以分为以下几步:
1、  建立TCP连接
2、  PPTP控制连接和GRE隧道建立
3、  PPP协议的LCP协商
4、  PPP协议的身份验证
5、  PPP协议的NCP协商
6、  PPP协议的CCP协商以下以抓包的方式分析上述几个步骤,
pptp client     :      192.168.163.56
pptp server    :      192.168.162.196

2.1  建立TCP连接

    PPTP控制层协议是建立在TCP协议的基础上,所以刚开始即使普通的TCP三次握手

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图2-2  TCP三次握手时序图

    1、  Client端向Server的1723端口发TCPSYN包,请求建立TCP连接。
2、  Server接收TCP连接请求,回SYN ACK。
3、  Client端向Server发送确认包ACK

2.2  PPTP控制连接和隧道的建立

在此过程,完成PPTP控制层连接和Gre隧道建立的工作

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图2-3 PPTP控制层连接建立过程

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图2-4 PPTP控制层连接时序图

 

1、  Client向Server发送Start-Control-Connection-Request,请求建立控制连接
2、  Server向Client发送Start-Control-Connecton-Reply,应答客户端的请求
3、  Client向Server发送Outgoing-Call-Request,请求建立PPTP隧道,该消息包含GRE报头中的Callid,该id可唯一地标识一条隧道
4、  Server向Client发送Outgoing-Call-Reply,应答客户端的建立PPTP隧道请求
5、  有Client或者Server任意一方发出Set-Link-info,设置PPP协商的选项

 

2.3 PPP协议的LCP协商

    LCP是PPP协议的链路控制协议,负责建立、拆除和监控数据链路。协商链路参数,如认证方法,压缩方法,是否回叫等。

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图2-5  PPP协议的LCP协商过程

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图2-6  PPP协议的LCP协商时序图

1、  Client发送一个Configuration Request,把自己的配置参数发送给Server
2、  Server发送一个Configuration Request,把自己的配置参数发送给Client
3、  Server发送一个Configuration Reject,将自己不能识别的参数告知Client,让Client进行修正
4、  Client发送一个Configuration Ack,表示所有配置参数全部认识且可以接受,应答Server
5、  Client修改配置项后再次发送Configuration Request
6、  Server发送一个Configuration Ack,标示所有配置参数全部认识且可以接受,应答Client

2.4  PPP协议的身份认证

    LCP协商完成后,PPP协议的Server端会对Client端进行身份验证,在LCP协商中已经协商好身份验证协议,本文以MS-CHAP-2为例说明7

图2-7  PPP协议的Chap身份认证过程

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图2-8  PPP协议的Chap身份认证时序图

 

1、  Server向Client发送Challenge,其中包括一个Challenge string(value字段)和Server Name(pptpd)
2、  Client向Server发送Response,其中用户名使用明文发送,密码(syberos)和Challenge字段混合hash后以密文(value字段)形式发送
3、  Server读取密码文件,对用户身份进行验证,验证成功,向Client发送Success,表示身份验证成功

2.5  PPP协议的NCP协商

         NCP协议是PPP协议的网络控制协议,主要用来协商双方网络层接口参数,配置虚拟端口,分配IP,DNS等信息。图中的IPCP是NCP基于TCP/IP的接口协商协议。Server和Client都要把自己的Miniport信息发送给对方

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图2-9  PPP协议的NCP协商过程

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图2-10  PPP协议的NCP协商时序图

 

1、  Server把自己的Miniport信息通过Configuration Request发送给Client
2、  Client接收Server的接口配置,向Server发送Configuration ACK,应答上一步骤的Request
3、  Client把自己的Miniport信息(无效数据,等待Server分配)通过Configuration Request发送给Server
4、  Server发现Client的配置是无效的,则给Client发送一条有效的配置信息,使用Configuration Nak发送,其中主要是给Client分配ip
5、  Client根据Server端发送过来的配置,修改自己的Miniport的接口,再次发送Configuration Request
6、  Server接受Client的配置,发送Configuration Ack应答Request

2.6  PPP协议的CCP协商

    CCP协议协商PPP通讯中数据加密的协议

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图2-11  PPP协议的NCP协商过程

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图2-12  PPP协议的NCP协商时序图

 

1、  Server向Client发送Configuration Request,标识服务端支持的加密协议
2、  Client向Server发送Configuration Request,标识客户端支持的加密协议
3、  Client向Server发送Configuration ack,标识接受服务端的加密协议
4、  Server向Client发送Configuration ack,标识接受客户端的加密协议

三  PPTP数据连接的分析

    PPTP数据隧道化过程采用多层封装的方法,下图显示了封装后在网络上传输的数据包格式

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我们以应用层使用HTTP连接为例说明PPTP数据包的封装和解析过程;

3.1  PPTP数据包封装过程

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图3-2 PPTP数据包封装过程

    封装过程:

1、  应用层数据封装成IP数据包
2、  将IP数据包发送到VPN的虚拟接口
3、  VPN的虚拟接口将IP数据包压缩和加密,并增加PPP头
4、  VPN的虚拟接口将PPP帧发送给PPTP协议驱动程序
5、  PPTP协议驱动程序在PPP帧外添加GRE报头
6、  PPTP协议驱动程序将GRE报头提交给TCP/IP协议驱动程序
7、  TCP/IP协议驱动程序为GRE驱动添加IP头部
8、  为IP数据包进行数据链路层封装后通过物理网卡发送出去

3.2  PPTP数据包解析过程

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图3-2 PPTP数据包解析过程

    解析过程:

1、物理thernet帧
2、剥掉Ethernet帧后交给TCP/IP协议驱动程序
3、TCP/IP协议解析剥掉IP头部
4、IP协议解析剥掉GRE头部
5、将PPP帧发送给VPN虚拟网卡
6、VPN虚拟网卡剥掉PPP头并对PPP有效负载进行解密或者解压缩
7、解密或者解压缩完成后将数据提交给上层应用
8、上层应用对数据进行处理

 

从应用层看,Service和Client是直接点对点连接的,他们之间的媒介就是GRE。而这个GRE的底层并不是真正的点对点连接,

而是建立在物理网络上的一个隧道,保护传输的数据;

 

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