پروتکل RADIUS: یک راهکار امن برای AAA

در دنیای امروز، امنیت و کنترل دسترسی به شبکه‌های سازمانی و اینترنتی یکی از مهم‌ترین چالش‌های مدیران شبکه و ارائه‌دهندگان خدمات اینترنت (ISP) است. با افزایش تعداد کاربران، دستگاه‌ها و سرویس‌های متصل به شبکه، نیاز به یک سیستم احراز هویت و مدیریت دسترسی کارآمد بیش از پیش احساس می‌شود. پروتکل RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service) یکی از رایج‌ترین راهکارهای مورد استفاده برای تأمین امنیت و کنترل دسترسی در شبکه‌ها است. این پروتکل امکان احراز هویت کاربران، مجوزدهی (تعیین سطح دسترسی) و حسابداری (ثبت فعالیت‌های کاربران) را به‌صورت متمرکز فراهم می‌کند. از این رو، RADIUS در شبکه‌های بی‌سیم (Wi-Fi)، VPN، ISPها، و محیط‌های سازمانی که نیاز به کنترل دقیق کاربران دارند، به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پروتکل RADIUS بر اساس مدل AAA (Authentication, Authorization, Accounting) کار می‌کند، به این معنا که ابتدا هویت کاربر تأیید می‌شود، سپس سطح دسترسی مشخص می‌گردد و در نهایت اطلاعات مربوط به میزان و نحوه استفاده از منابع شبکه ثبت می‌شود. این پروتکل برای اولین‌بار در سال ۱۹۹۱ توسط شرکت Livingston Enterprises معرفی شد و بعدها در RFC 2865 و RFC 2866 استانداردسازی شد. یکی از دلایل محبوبیت RADIUS، مقیاس‌پذیری و توانایی ادغام با پایگاه‌های داده‌ای مختلف مانند LDAP و Active Directory است که امکان مدیریت کارآمد کاربران را در سازمان‌های بزرگ فراهم می‌کند. با وجود مزایای متعدد، RADIUS دارای برخی محدودیت‌ها نیز هست، از جمله استفاده از پروتکل UDP که باعث کاهش قابلیت اطمینان آن در مقایسه با پروتکل‌های مبتنی بر TCP مانند +TACACS می‌شود. در این مقاله، به بررسی معماری، عملکرد، مزایا، معایب و مقایسه RADIUS با دیگر پروتکل‌های احراز هویت پرداخته خواهد شد.

۱. تاریخچه و معرفی

پروتکل RADIUS در سال ۱۹۹۱ توسط شرکت Livingston Enterprises معرفی شد و سپس به‌عنوان یک استاندارد در RFC 2865 و RFC 2866 توسط IETF تعریف شد. هدف اصلی این پروتکل، کنترل دسترسی کاربران به شبکه و ثبت اطلاعات مربوط به استفاده از منابع شبکه است.

۲. عملکرد و معماری RADIUS

RADIUS بر اساس یک مدل سرور/کلاینت کار می‌کند. در این معماری، سرور RADIUS درخواست‌های احراز هویت و مجوزدهی را از کلاینت‌های RADIUS دریافت می‌کند و پس از بررسی اعتبار کاربر، پاسخ مناسب را ارسال می‌کند.

اجزای اصلی RADIUS

• کلاینت RADIUS: دستگاه‌هایی مانند روتر، سوئیچ، فایروال یا نقاط دسترسی (Access Points) که درخواست‌های احراز هویت را به سرور RADIUS ارسال می‌کنند.
• سرور RADIUS: سروری که اطلاعات احراز هویت کاربران را بررسی و مجوزهای لازم را صادر می‌کند.
• پایگاه داده کاربری: سرور RADIUS معمولاً از پایگاه‌های داده مانند LDAP، Active Directory یا یک دیتابیس SQL برای بررسی اعتبار کاربران استفاده می‌کند.

۳. فرآیند احراز هویت در RADIUS

پروتکل RADIUS بر اساس مدل AAA (Authentication, Authorization, Accounting) کار می‌کند و یکی از مهم‌ترین نقش‌های آن، احراز هویت کاربران برای دسترسی به منابع شبکه است. احراز هویت در RADIUS از طریق تعامل بین کلاینت RADIUS (که معمولاً یک روتر، سوئیچ، فایروال یا نقطه دسترسی بی‌سیم است) و سرور RADIUS (که وظیفه بررسی اعتبار کاربران را بر عهده دارد) انجام می‌شود. فرآیند احراز هویت معمولاً شامل چندین مرحله است که در ادامه توضیح داده می‌شود:

۱. ارسال درخواست احراز هویت از کلاینت RADIUS به سرور RADIUS

زمانی که یک کاربر درخواست اتصال به شبکه را ارائه می‌دهد، دستگاه کلاینت RADIUS اطلاعات هویتی او (مانند نام کاربری و رمز عبور) را دریافت کرده و یک درخواست احراز هویت (Access-Request) به سرور RADIUS ارسال می‌کند. این درخواست شامل اطلاعات زیر است:

• نام کاربری (Username)
• رمز عبور (به‌صورت رمزگذاری‌شده)
• آدرس IP و MAC دستگاه کاربر
• نوع سرویس درخواستی (مانند اتصال VPN، دسترسی به Wi-Fi و غیره)
• نوع روش احراز هویت (PAP، CHAP، EAP و غیره)

در این مرحله، اطلاعات بین کلاینت و سرور RADIUS معمولاً از طریق پروتکل UDP روی پورت 1812 ارسال می‌شود.

۲. بررسی اطلاعات احراز هویت توسط سرور RADIUS

پس از دریافت درخواست از کلاینت، سرور RADIUS اطلاعات ارسال‌شده را بررسی می‌کند. سرور ممکن است از منابع مختلف برای اعتبارسنجی کاربر استفاده کند، از جمله:

• پایگاه داده داخلی سرور RADIUS
• سرویس‌های دایرکتوری مانند Active Directory یا LDAP
• دیتابیس‌های SQL یا NoSQL
• احراز هویت دو مرحله‌ای (۲FA) از طریق SMS، ایمیل یا اپلیکیشن‌های امنیتی

در این مرحله، بسته به روش احراز هویت که کلاینت پشتیبانی می‌کند، یکی از مکانیزم‌های زیر اجرا می‌شود:

• PAP (Password Authentication Protocol): روش ساده‌ای که در آن رمز عبور به‌صورت متنی (Plain Text) ارسال می‌شود و امنیت کمی دارد.
• CHAP (Challenge-Handshake Authentication Protocol): رمز عبور به‌صورت هش شده ارسال شده و امنیت بیشتری نسبت به PAP دارد.
• EAP (Extensible Authentication Protocol): پروتکل امن و توسعه‌پذیری که در روش‌هایی مانند EAP-TLS و EAP-PEAP برای احراز هویت در Wi-Fi و VPN مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۳. فرآیند احراز هویت در RADIUS

پروتکل RADIUS بر اساس مدل AAA (Authentication, Authorization, Accounting) کار می‌کند و یکی از مهم‌ترین نقش‌های آن، احراز هویت کاربران برای دسترسی به منابع شبکه است. احراز هویت در RADIUS از طریق تعامل بین کلاینت RADIUS (که معمولاً یک روتر، سوئیچ، فایروال یا نقطه دسترسی بی‌سیم است) و سرور RADIUS (که وظیفه بررسی اعتبار کاربران را بر عهده دارد) انجام می‌شود. فرآیند احراز هویت معمولاً شامل چندین مرحله است که در ادامه توضیح داده می‌شود:

۱. ارسال درخواست احراز هویت از کلاینت RADIUS به سرور RADIUS

زمانی که یک کاربر درخواست اتصال به شبکه را ارائه می‌دهد، دستگاه کلاینت RADIUS اطلاعات هویتی او (مانند نام کاربری و رمز عبور) را دریافت کرده و یک درخواست احراز هویت (Access-Request) به سرور RADIUS ارسال می‌کند. این درخواست شامل اطلاعات زیر است:

• نام کاربری (Username)
• رمز عبور (به‌صورت رمزگذاری‌شده)
• آدرس IP و MAC دستگاه کاربر
• نوع سرویس درخواستی (مانند اتصال VPN، دسترسی به Wi-Fi و غیره)
• نوع روش احراز هویت (PAP، CHAP، EAP و غیره)

در این مرحله، اطلاعات بین کلاینت و سرور RADIUS معمولاً از طریق پروتکل UDP روی پورت 1812 ارسال می‌شود.

۲. بررسی اطلاعات احراز هویت توسط سرور RADIUS

پس از دریافت درخواست از کلاینت، سرور RADIUS اطلاعات ارسال‌شده را بررسی می‌کند. سرور ممکن است از منابع مختلف برای اعتبارسنجی کاربر استفاده کند، از جمله:

• پایگاه داده داخلی سرور RADIUS
• سرویس‌های دایرکتوری مانند Active Directory یا LDAP
• دیتابیس‌های SQL یا NoSQL
• احراز هویت دو مرحله‌ای (۲FA) از طریق SMS، ایمیل یا اپلیکیشن‌های امنیتی

در این مرحله، بسته به روش احراز هویت که کلاینت پشتیبانی می‌کند، یکی از مکانیزم‌های زیر اجرا می‌شود:

• PAP (Password Authentication Protocol): روش ساده‌ای که در آن رمز عبور به‌صورت متنی (Plain Text) ارسال می‌شود و امنیت کمی دارد.
• CHAP (Challenge-Handshake Authentication Protocol): رمز عبور به‌صورت هش شده ارسال شده و امنیت بیشتری نسبت به PAP دارد.
• EAP (Extensible Authentication Protocol): پروتکل امن و توسعه‌پذیری که در روش‌هایی مانند EAP-TLS و EAP-PEAP برای احراز هویت در Wi-Fi و VPN مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۳. ارسال پاسخ احراز هویت از سرور به کلاینت RADIUS

پس از بررسی اطلاعات کاربر، سرور RADIUS یکی از سه پاسخ زیر را برای کلاینت ارسال می‌کند:

1. قبول درخواست (Access-Accept)
   • اگر اطلاعات ارسال‌شده معتبر باشد، سرور یک پیام Access-Accept برای کلاینت ارسال می‌کند.
   • این پیام شامل مجوزهای دسترسی (Authorization Attributes) است که سطح دسترسی کاربر را مشخص می‌کند (مثلاً دسترسی به اینترنت، پهنای باند مجاز و غیره).
   • کاربر اجازه ورود به شبکه را دریافت می‌کند و ارتباط او برقرار می‌شود.
2. رد درخواست (Access-Reject)
   • اگر اطلاعات ارسال‌شده نامعتبر باشد (مثلاً رمز عبور اشتباه باشد یا کاربر مجاز نباشد)، سرور یک پیام Access-Reject ارسال می‌کند.
   • در این حالت، اتصال کاربر رد شده و او نمی‌تواند وارد شبکه شود.
3. چالش امنیتی (Access-Challenge)
   • در برخی موارد، سرور RADIUS ممکن است نیاز به تأیید هویت قوی‌تر داشته باشد.
   • در این حالت، سرور یک Access-Challenge ارسال می‌کند که می‌تواند شامل درخواست اطلاعات اضافی مانند یک کد تأیید OTP (One-Time Password) از طریق پیامک یا ایمیل باشد.
   • اگر کاربر اطلاعات مورد نیاز را ارسال کند و اعتبار او تأیید شود، سرور در نهایت Access-Accept را صادر خواهد کرد.

۴. تکمیل فرآیند احراز هویت و برقراری ارتباط کاربر

• پس از دریافت Access-Accept از سرور، کلاینت RADIUS اجازه دسترسی به کاربر را صادر کرده و ارتباط برقرار می‌شود.
• در این مرحله، سرور RADIUS می‌تواند اطلاعات مربوط به کاربر را برای حسابداری (Accounting) ثبت کند (مانند مدت زمان اتصال، حجم داده‌های مصرف‌شده و غیره).

۵. مثال از فرآیند احراز هویت RADIUS در شبکه Wi-Fi

یک مثال از کاربرد RADIUS در احراز هویت Wi-Fi:

1. کاربر به SSID شبکه بی‌سیم متصل می‌شود.
2. نقطه دسترسی (Access Point) درخواست احراز هویت را به سرور RADIUS ارسال می‌کند.
3. سرور RADIUS اطلاعات کاربر را بررسی می‌کند.
4. اگر اعتبارسنجی موفق باشد، سرور Access-Accept ارسال کرده و کاربر به شبکه متصل می‌شود.

فرآیند احراز هویت RADIUS یکی از مهم‌ترین بخش‌های امنیت شبکه‌های سازمانی و ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی است. این فرآیند به کمک روش‌های مختلف احراز هویت، امنیت کاربران را تأمین کرده و از دسترسی غیرمجاز به شبکه جلوگیری می‌کند. با استفاده از روش‌های رمزگذاری پیشرفته مانند EAP-TLS و PEAP و ترکیب آن با احراز هویت دو عاملی (2FA)، می‌توان امنیت بیشتری برای کاربران و زیرساخت‌های شبکه فراهم کرد.

۴. تکمیل فرآیند احراز هویت و برقراری ارتباط کاربر

• پس از دریافت Access-Accept از سرور، کلاینت RADIUS اجازه دسترسی به کاربر را صادر کرده و ارتباط برقرار می‌شود.
• در این مرحله، سرور RADIUS می‌تواند اطلاعات مربوط به کاربر را برای حسابداری (Accounting) ثبت کند (مانند مدت زمان اتصال، حجم داده‌های مصرف‌شده و غیره).

۵. مثال از فرآیند احراز هویت RADIUS در شبکه Wi-Fi

یک مثال از کاربرد RADIUS در احراز هویت Wi-Fi:

1. کاربر به SSID شبکه بی‌سیم متصل می‌شود.
2. نقطه دسترسی (Access Point) درخواست احراز هویت را به سرور RADIUS ارسال می‌کند.
3. سرور RADIUS اطلاعات کاربر را بررسی می‌کند.
4. اگر اعتبارسنجی موفق باشد، سرور Access-Accept ارسال کرده و کاربر به شبکه متصل می‌شود.

فرآیند احراز هویت RADIUS یکی از مهم‌ترین بخش‌های امنیت شبکه‌های سازمانی و ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی است. این فرآیند به کمک روش‌های مختلف احراز هویت، امنیت کاربران را تأمین کرده و از دسترسی غیرمجاز به شبکه جلوگیری می‌کند. با استفاده از روش‌های رمزگذاری پیشرفته مانند EAP-TLS و PEAP و ترکیب آن با احراز هویت دو عاملی (2FA)، می‌توان امنیت بیشتری برای کاربران و زیرساخت‌های شبکه فراهم کرد.

۴. مجوزدهی و حسابداری در RADIUS

علاوه بر احراز هویت، RADIUS برای مجوزدهی و حسابداری نیز استفاده می‌شود:

• مجوزدهی (Authorization): تعیین می‌کند که یک کاربر پس از احراز هویت چه مجوزهایی دارد. این مجوزها شامل سطح دسترسی به منابع، مدت زمان اتصال و پهنای باند مجاز است.
• حسابداری (Accounting): اطلاعات مربوط به استفاده کاربران از شبکه را ثبت می‌کند. این اطلاعات می‌تواند شامل مدت زمان اتصال، حجم داده‌های منتقل شده و تاریخچه ورود و خروج کاربران باشد.

۵. مزایای استفاده از RADIUS

• امنیت بالا: استفاده از پروتکل‌های رمزگذاری مانند TLS و IPsec برای حفاظت از داده‌ها.
• مقیاس‌پذیری: امکان مدیریت تعداد زیادی از کاربران در شبکه‌های گسترده.
• مدیریت متمرکز: یک نقطه مرکزی برای احراز هویت و کنترل دسترسی کاربران.
• سازگاری با پروتکل‌های مختلف: مانند PPP، EAP، VPN و Wi-Fi.

۶. مقایسه RADIUS با پروتکل TACACS+

RADIUS و TACACS+ دو پروتکل محبوب برای احراز هویت کاربران هستند. تفاوت‌های اصلی این دو پروتکل عبارتند از:

۷. چالش‌ها و محدودیت‌های RADIUS

• عدم رمزگذاری کامل بسته‌ها: فقط رمز عبور رمزگذاری می‌شود، درحالی‌که سایر اطلاعات احراز هویت به‌صورت رمزگذاری‌نشده ارسال می‌شوند.
• عدم پشتیبانی از مدیریت دستورات: برخلاف TACACS+ که امکان کنترل دقیق دستورات را فراهم می‌کند.
• استفاده از UDP: باعث می‌شود که برخی از بسته‌ها در شرایط نامناسب شبکه از بین بروند.

۸. جمع‌بندی

RADIUS یکی از پرکاربردترین پروتکل‌های احراز هویت، مجوزدهی و حسابداری در شبکه‌های سازمانی و اینترنتی است. این پروتکل به دلیل امنیت بالا، مقیاس‌پذیری و مدیریت متمرکز، گزینه‌ای مناسب برای کنترل دسترسی کاربران به شبکه محسوب می‌شود. با این حال، در مواردی که امنیت پیشرفته‌تری نیاز باشد، ممکن است پروتکل TACACS+ یا روش‌های ترکیبی جایگزین بهتری باشند.