虽然从事Radius协议的开发已经有一段时间了，但他还是不惧怕受伤的冷风，浅学并加以炫耀，从Radius协议谈起了对身份认证的认识，并对自己进行了总结。
一RADIUS协议原理
远程身份验证服务(radius )用户的远程拨入验证服务主要面向远程登录类型，如SLIP、PPP、telnet和rlogin RADIUS协议广泛应用于一般电话、互联网服务费用等，通过支持VPN，每个拨打服务器的用户都可以拥有不同的权限。
RADIUS的典型APP应用环境包括：
RADIUS数据包分为五个部分。
)1)代码：1字节，用于区分RADIUS包的类型。 一般类型如下。
访问请求(访问请求)，代码=1； 访问权限(Access-Accept )，代码=2； 拒绝访问(Access-Reject )，代码=3； 计费请求(会计-请求)、代码=4等。
) Identifier:字节，用于匹配请求和响应包。
(3) Length:的两个字节表示RADIUS数据区域(包括代码、标识符、长度、认证器和属性)的长度，单位为字节，最小为20
)4) Authenticator:16字节用于验证服务器端响应，也用于加密用户密码。 RADIUS服务器和NAS的共享密钥Shared Secret、请求授权码Request Authenticator和响应授权码Response Authenticator共同支持消息的发送和接收完整性和验证。 此外，用户密码不能在NAS和RADIUS服务器之间以明文形式发送。 通常，使用共享密钥(Shared Secret )和授权码(Authenticator )通过MD5加密算法进行加密隐藏。
)5)描述RADIUS协议属性的信息(如Attributes:不定长度、最小0字节、用户名、密码和IP地址)存储在此数据段中。
各属性的详细编码信息和数据格式仅限于纸面，在此不具体介绍。 有兴趣的人请参阅RFC文档或与我交流。
二RADIUS协议实现
现在，开源包freeRadius和tinyRadius可以下载到实现的源代码中。 freeRadius是目前功能最强大的开源RADIUS服务器软件，采用c语言实现，采用多进程、进程池处理方法，具有良好的吞吐量处理能力，同时用户可以根据自己的需要进行适当的扩展值得一提的是，它采用了模块化处理，用户可以定制适合自己的认证计费处理模块。
freeRadius功能强大，其模块庞大，难以维护，对安装环境有一些要求。 tinyRadius采用Java开发，短小精悍，可以接收各种标准协议的数据包，可以快速封装和解压缩RADIUS数据包，我们可以根据自己的需要进行某些处理，有很大的自由度唯一的
一的缺陷是单线程，没有数据库接口。
三．RADIUS协议对安全的考虑
RADIUS采用UDP协议基于以下几点原因：
1． NAS和RADIUS服务器大多在同一个局域网中，使用UDP更加快捷方便。
2． 简化了服务端的实现。
事实证明，采用UDP协议可行，RADIUS有自己的机制，来解决UDP丢包特点。
如果NAS向某个RADIUS服务器提交请求没有收到返回信息，那么可以要求备份RADIUS服务器重传。由于有多个备份RADIUS服务器，因此NAS进行重传的时候，可以采用轮询的方法。如果备份RADIUS服务器的密钥和以前RADIUS服务器的密钥不同，则需要重新进行认证。
下面重点从RADIUS协议来谈下它在身份认证中如何确保安全认证的。
1． Authenticator：鉴别码，分为请求鉴别码，回应鉴别码。
在“Access-Request”数据包中，Authenticator是一个16字节的随机数，称为“Request Authenticator”。 在机密的整个生存周期中（如RADIUAS服务器和客户端共享的机密），这个值应该是不可预测的，并且是唯一的，因为具有相同密码的重复请求值，使黑客有机会用已截取的响应回复用户。因为同一机密可以被用在不同地理区域中的服务器的验证中，所以请求认证域应该具有全球和临时唯一性。
为防止数据包中数据被截获被篡改，回应鉴别码采用如下方式生成：
ResponseAuth = MD5(Code+ID+Length+RequestAuth+ Attributes+Secret)；
回应鉴别码是对整个数据包进行MD5演算产生的16字节索引，防止伪造服务器的回应。
2．加密方式。PAP，CAHP，EAP以及Unix登录认证三种加密认证方式。最常用的是前两种，下面介绍下：
PAP加密，采用此加密方法时，密码存放在User-Password属性中。
User-Password加密方法：
1.在密码的末尾用nulls代替填补形成多个十六个字节的二进制数;
2.把密码按16个字节为一组划分为p1、p2等等;
b1=MD5(Secret + Authenticator) c(1) = p1 异或 b1
b2 = MD5(S + c(1)) c(2) = p2 异或b2
.
.
.
bi = MD5(S + c(i-1)) c (i) = pi 异或 bi
c(1)+c(2)+...+c (i)
在接收时，这个过程被反过来，由于采用异或方式贯穿在每16个字节之间，同样的算法再异或一次，然后配合MD5演算，从而生成原始的密码，尽管这种加密方式是可逆的，黑客截获到密文后，能通过一定的手段来破解出密码，但如果共享密钥未知的情况下，很难破解，也就只能采用蛮力破解方法。使用共享密钥应采用合适的长度，来防止破解，不应过短。
PAP加密方法使密码以密文的方式在网络中进行传输，使黑客仍有有机可乘的机会，但CHAP加密方法阻止了密码的传输。
CHAP加密，采用此加密方法时，密码存放在Chap-Password属性中。
这种加密方法的原则是不是密码在网络中进行传输，而只是传输一个索引值，从而增加了安全性，但这样做的代价是，RADIUS服务端必须要知道用户的密码，从而再现密码索引值来和发来的认证请求中的密码索引值比对。
Chap-Password加密方法：
Md5(chapId+password+chapChallenge);
chapId :可以是随机产生的一字节码；
chapChallenge :NAS生成一个随机挑战字（16个字节比较合适）
该字段有时缺失，读取Authenticator域作为挑战字。
3．共享密钥（Secret）：共享密钥在密码加密以及数据包的鉴别码部分都参与了运算，即使RADIUS数据包被截获，但不知道共享密钥，很难破解用户的密码伪造数据。共享密钥应采用合适的长度，不应过短，宽大密码范围能有效提供对穷举搜寻攻击的防卫，随着密钥长度的增加，其破解花费的时间将大大增加。
4．为防止非法用户的重放攻击，造成服务器瘫痪。如果在一个很短的时间片段里，一个请求有相同的客户源IP地址、源UDP端口号和标识符，RADIUS服务器会认为这是上一个重复的请求，将直接丢弃，不做任何处理。
四．总结
Radius协议本身比较易掌握，在应用中，可以结合其自身的密码方式，实现满足企业需要的更高强度的强认证，比如结合各种令牌卡，手机短信等等。对协议进行开发，离不开各种抓包工具，像sniffer,tcpdump,ethereal等抓包工具的使用。
外部用户要访问某局域网络中计算机设备，其访问方式有多种，比如采用VPN拨号，Telnet等等。如用户Telnet登陆时，产生用户名和密码信息，而NAS服务器AAA配置中指定了采用RADIUS作为认证服务器，则将其封装成RADIUS请求数据包发送到RADIUS服务器进行身份认证，RADIUS服务器通过NAS和用户进行交流，以提示用户认证通过与否，以及是否需要Challenge身份认证。
其工作原理为：用户接入NAS （Net Access Server），NAS一般为路由器等设备，NAS向RADIUS服务器使用Access-Request数据包提交用户信息，包括用户名、密码等相关信息，其中用户密码是经过MD5加密的，双方使用共享密钥，这个密钥不经过网络传播；RADIUS服务器对用户名和密码的合法性进行检验，必要时可以提出一个Challenge，要求进一步对用户认证，也可以对NAS进行类似的认证；如果合法，给NAS返回Access-Accept数据包，允许用户进行下一步工作，否则返回Access-Reject数据包，拒绝用户访问；如果允许访问，NAS向RADIUS服务器提出计费请求Account-Require，RADIUS服务器响应Account-Accept，对用户的计费开始，同时用户可以进行自己的相关操作。
RADIUS还支持代理和漫游功能。简单地说，代理就是一台服务器，可以作为其他RADIUS服务器的代理，负责转发RADIUS认证和计费数据包。所谓漫游功能，就是代理的一个具体实现，这样可以让用户通过本来和其无关的RADIUS服务器进行认证。
RADIUS能够实现其功能依赖于它自身的数据包结构。RADIUS采用的是UDP传输协议，认证和计费监听端口一般分别为：1812，1813。
以太网上的RADIUS封装后的包结构如下：
以太帧头
IP包头
UDP包头
RADIUS数据包
以太网FCS
在这里我们关心的是红色RADIUS数据包部分。
RADIUS数据包的格式如下：