Πρωτόκολλο Μεταφοράς Αρχείων

Το Πρωτόκολλο Μεταφοράς Αρχείων (Αγγλ. File Transfer Protocol (FTP)) είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο πρωτόκολλο σε δίκτυα τα οποία υποστηρίζουν το πρωτόκολλο TCP/IP (δίκτυα όπως το διαδίκτυο ή εσωτερικά δίκτυα). Ο υπολογιστής που φιλοξενεί πρόγραμμα-πελάτη FTP μόλις συνδεθεί με το διακομιστή μπορεί να εκτελέσει ένα πλήθος διεργασιών όπως αποστολή αρχείων από και προς το διακομιστή, μετονομασία ή διαγραφή αρχείων στον διακομιστή κ.ο.κ. Το πρωτόκολλο είναι ένα ανοιχτό πρότυπο. Είναι δυνατό κάθε υπολογιστής που είναι συνδεδεμένος σε ένα δίκτυο, να διαχειρίζεται αρχεία σε ένα άλλο υπολογιστή του δικτύου, ακόμη και εάν ο δεύτερος διαθέτει διαφορετικό λειτουργικό σύστημα.

Ιστορία

Οι πρώτοι κανόνες για ανάπτυξη μηχανισμών ανταλλαγής αρχείων απαντώνται το 1971, όταν αναπτύχθηκαν για χρήση στο M.I.T. Περιγράφονται στο RFC 114 και ακολουθούν σχόλια και συζήτηση πάνω στο RFC 141. Αξίζει να αναφερθεί τo RFC 354, το οποίο αντικατέστησε τα ξεπερασμένα RFC 264 και RFC 265. Στο νέο RFC το FTP οριζόταν ως πρωτόκολλο ανταλλαγής αρχείων ανάμεσα σε hosts του δικτύου ARPANET. Πρωταρχικοί στόχοι του πρωτοκόλλου ήταν η εύκολη και αξιόπιστη μεταφορά αρχείων και η εύκολη αξιοποίηση των δυνατοτήτων για απομακρυσμένη αποθήκευση αρχείων.
Τελικά, δημοσιεύτηκε ένα επίσημο έγγραφο για το FTP στο RFC 454. Ακολούθησαν και άλλα επίσημα RFCs αλλά, αν και μέχρι τον Ιούλιο του 1973 είχαν γίνει σημαντικές αλλαγές από τις τελευταίες εκδόσεις του, η δομή του παρέμενε ίδια. Πολλές υλοποιήσεις (implementations) του πρωτοκόλλου βασίζονταν σε παλαιότερες μη ενημερωμένες εκδόσεις.
Όλες οι παραπάνω προσπάθειες για δημιουργία ενός πρωτοκόλλου μεταφοράς αρχείων σε συνδυασμό με την μετάβαση από το NCP στο TCP, οδήγησαν στην επανεγγραφή του FTP στο RFC 765 το 1980. Σήμερα το κυριότερο RFC για το FTP είναι το RFC 959 ένα κείμενο εξήντα σελίδων.
Σε μεταγενέστερα RFCs σχετικά με το FTP, είτε περιγράφηκαν αναλυτικότερα ορισμένα σημεία του RFC 959 (όπως στο RFC 1635), είτε έγιναν προτάσεις σχετικές με την ασφάλειά του (όπως στο RFC 1579 και στο RFC 2228.

Τρόπος λειτουργίας

Αρχικά ο διακομιστής FTP ανοίγει την θύρα (Αγγλ. port) 21 περιμένοντας έναν πελάτη FTP να συνδεθεί. Στη συνέχεια ο πελάτης ξεκινά μια νέα σύνδεση από μια τυχαία θύρα προς την θύρα 21 του διακομιστή. Μόλις γίνει η σύνδεση παραμένει ανοιχτή για όλη τη διάρκεια της συνόδου FTP. Η συγκεκριμένη σύνδεση ονομάζεται σύνδεση ελέγχου (Αγγλ. control connection).
Ακολουθεί η δημιουργία της σύνδεσης δεδομένων (Αγγλ. data connection), της σύνδεσης με την οποία μεταφέρονται τα δεδομένα. Υπάρχουν δύο τρόποι για να δημιουργηθεί, με χρήση της ενεργητικής λειτουργίας (Αγγλ. active mode) ή με χρήση της παθητικής λειτουργίας (Αγγλ. passive mode).

Ενεργητική λειτουργία

Στην ενεργητική λειτουργία (Αγγλ. active mode) ο πελάτης FTP διαλέγει μια τυχαία θύρα στην οποία δέχεται τα δεδομένα της σύνδεσης. Ο πελάτης στέλνει τον αριθμό της θύρας, την οποία επιθυμεί να παρακολουθεί (Αγγλ. listen) για εισερχόμενες συνδέσεις. Ο διακομιστής FTP δημιουργεί μια σύνδεση από την θύρα 20 στην ανοιχτή θύρα του πελάτη για τη μεταφορά των δεδομένων.
Οποιαδήποτε πληροφορία ζητήσει ο πελάτης, ανταλλάσσεται με βάση αυτή τη σύνδεση, που βασίζεται στο TCP. Όταν η μεταφορά ολοκληρωθεί ο διακομιστής κλείνει τη σύνδεση αποστέλλοντας ένα πακέτο FIN, όπως σε κάθε σύνδεση βασισμένη στο TCP. Κάθε φορά που ο πελάτης ζητάει δεδομένα, δημιουργείται κατά παρόμοιο τρόπο μια σύνδεση δεδομένων και η διαδικασία επαναλαμβάνεται.

Παθητική λειτουργία

Στην παθητική λειτουργία (Αγγλ. passive mode) ο πελάτης ζητά από τον διακομιστή να διαλέξει μια τυχαία θύρα, την οποία θα παρακολουθεί (Αγγλ. listen) για την σύνδεση δεδομένων (Αγγλ. data connection). Ο διακομιστής ενημερώνει τον πελάτη για την θύρα την οποία έχει διαλέξει και ο πελάτης συνδέεται σε αυτή για τη μεταφορά των δεδομένων. Η μεταφορά ολοκληρώνεται όπως και στην ενεργητική λειτουργία, αφού η σύνδεση δεδομένων βασίζεται στο TCP

Χρήση

Το FTP είναι ένα πρωτόκολλο πελάτη-εξυπηρετητή 8-bit, ικανό να χειρίζεται οποιονδήποτε τύπο αρχείου χωρίς περαιτέρω επεξεργασία, όπως δηλαδή κάνουν το MIME και το Uuencode. Ωστόσο το FTP έχει εξαιρετικά υψηλή καθυστέρηση (Αγγλ. latency). Αυτό σημαίνει ότι ο χρόνος μεταξύ του αιτήματος και της διαδικασίας παραλαβής του είναι αρκετά μεγάλος και για αυτό μερικές φορές απαιτείται μεγάλη διαδικασία σύνδεσης.

Σύνδεση χρησιμοποιώντας FTP

Για να συνδεθείτε σε έναν απομακρυσμένο υπολογιστή χρησιμοποιώντας FTP, στην γραμμή εντολών δακτυλογραφείτε ftp. Τότε μεταβαίνετε στο περιβάλλον εισαγωγής εντολών ftp>. Για να συνδεθείτε στον απομακρυσμένο υπολογιστή πληκτρολογείτε:

οpen Name

ή 

open IP

όπου Name  είναι το όνομα του απομακρυσμένου υπολογιστή και IP η αριθμητική διεύθυνσή του.

Αφού συνδεθείτε, ανάλογα με την περίπτωση, όπως αναφέρθηκε παραπάνω θα σας ζητηθεί το όνομα χρήστη ή ο κωδικός πρόσβασης. Εάν εισαχθούν σωστά, τότε έχετε συνδεθεί επιτυχώς στον απομακρυσμένο υπολογιστή και ανάλογα με τα δικαιώματά σας, μπορείτε να εμφανίσετε αρχεία, να στείλετε αρχεία,  να λάβετε αρχεία.
 
Μερικοί εξυπηρετητές, όπως θα εξηγήσουμε παρακάτω, μπορεί να επιτρέπουν ανώνυμες συνδέσεις.

Αποστολή και λήψη αρχείων με FTP

Για να κατεβάσουμε ένα αρχείο, π.χ το text.txt, γράφουμε:
get  text.txt
Για να κατεβάσουμε πολλά αρχεία χρησιμοποιούμε την εντολή mget και χαρακτήρες ομαδοποίησης. 

Π.χ για να κατεβάσουμε όλα τα αρχεία που έχουν επέκταση txt, γράφουμε:
mget *.txt
Tα αρχεία κατεβαίνουν στον τοπικό κατάλογο.

Για την αποστολή των αρχείων χρησιμοποιείται η εντολή send. Έτσι π.χ. για να στείλουμε το αρχείο text.txt γράφουμε:

send text.txt

Είναι σημαντικό να γνωρίζουμε ότι τα αρχεία που θέλουμε να στείλουμε πρέπει να βρίσκονται στον τοπικό  κατάλογο. Ο τοπικός κατάλογος εμφανίζεται με την εντολή lcd. Εάν θέλουμε να αλλάξουμε τον τοπικό κατάλογο, χρησιμοποιούμε πάλι την εντολή lcd. Π.χ. για να μεταβούμε στον κατάλογο programs δίσκο  C:, γράφουμε lcd C:\programms

Ανώνυμη Σύνδεση FTP

Το FTP επέτρεψε σε μια νέα κατηγορία χρηστών να εισέρχονται (Αγγλ. login) στον διακομιστή FTP. Οι χρήστες αυτοί δεν χρειάζεται να έχουν λογαριασμό, αντιθέτως χρησιμοποιούν έναν γενικής χρήσης. Ο λογαριασμός αυτός ονομάζεται "anonymous FTP" (ανώνυμο FTP) και δεν απαιτείται κωδικός πρόσβασης, συνήθως όμως χρησιμοποιείται κατά σύμβαση ο κωδικός "guest" (φιλοξενούμενος) ή η διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου του χρήστη.
Η ανώνυμη σύνδεση χρησιμοποιείται κυρίως για αρχεία που είναι ανοιχτά στο κοινό, σαν αποθήκη πληροφοριών (όπως λογισμικό, έγγραφα, εικόνες κλπ.) Συνήθως, με αυτό τον τρόπο παρέχεται πρόσβαση σε αρχειοθετημένες mailing lists. Οι χρήστες που εισέρχονται ανώνυμα πρέπει να έχουν περιορισμένα δικαιώματα πρόσβασης σε αρχεία του host. Διαφορετικά, εαν μπορούν να διαβάσουν οποιοδήποτε αρχείο ή να δημιουργήσουν νέα, δημιουργούνται προβλήματα ασφαλείας.

Ασφάλεια

Το FTP δεν σχεδιάστηκε με πρόνοια για ασφάλεια, με συνέπεια οι εφαρμογές να είναι ιδιαίτερα ευάλωτες και να εμφανίζονται ποικίλα προβλήματα κατά τη χρήση firewall ή NAT.

Προβλήματα NAT

Στην ενεργητική λειτουργία o διακομιστής FTP ξεκινά μια σύνδεση δεδομένων συνδεόμενος στην εξωτερική αριθμητική διεύθυνση της πύλης (Αγγλ. gateway) NAT. Στην άλλη πλευρά, το μηχάνημα το οποίο είναι υπεύθυνο για τη "μετάφραση" των εσωτερικών αριθμητικών διευθύνσεων του δικτύου στην εξωτερική, θα πάρει το SYN πακέτο για τη δημιουργία της σύνδεσης. Όμως, στον πίνακα κατάστασης (state table) του ΝΑΤ, στον οποίο διατηρείται το ιστορικό μεταφράσεων, δεν έχει καταγραφεί κανένα, με αποτέλεσμα το πακέτο να απορρίπτεται (γίνεται drop). To πακέτο δεν φτάνει ποτέ στον πελάτη, δεν σχηματίζεται σύνδεση δεδομένων και η μεταφορά δεδομένων είναι αδύνατη.
Στην παθητική λειτουργία, επειδή η θύρα στην οποία συνδέεται ο διακομιστής είναι τυχαία, είναι πιθανόν να μην επιτρέπεται σύνδεση προς τον αριθμό της από το λογισμικό - τείχος προστασίας (firewall). Σε αυτή την περίπτωση η σύνδεση δεδομένων δεν θα δημιουργηθεί και, επομένως, δεν θα μεταφέρονται δεδομένα.

Έλλειψη κρυπτογράφησης

Τα δεδομένα που ανταλλάσσονται μέσω FTP δεν είναι κρυπτογραφημένα με αποτέλεσμα οι εντολές που αποστέλλονται μέσω της σύνδεσης ελέγχου να είναι απλό κείμενο. Για το λόγο αυτό μπορούν εύκολα, με τη χρήση ενός sniffer, να αλιευθούν, να διαβασθούν και να ξανασταλούν ανάλογα με τη βούληση του επιτιθέμενου. Ανάμεσα σε αυτές, η εντολή που χρησιμοποιείται για την είσοδο (Αγγλ. login) σε ένα λογαριασμό FTP, με τη σύνταξη "PASS password", παρέχει στον επιτιθέμενο τον κωδικό του χρήστη. Αν συνδυαστεί με την εντολή "USER", με την οποία αποστέλεται το όνομα του χρήστη, ο επιτιθέμενος μπορεί να χρησιμοποιήσει τα στοιχεία για να εισέλθει στον ξένο λογαριασμό με τα ίδια δικαιώματα.
Επειδή οι περισσότεροι άνθρωποι τείνουν να επαναχρησιμοποιούν κωδικούς, ο επιτιθέμενος έχει αυξήσει τις πιθανότητες του σε μια brute-force attack. Με αυτό τον τρόπο, είναι πιθανό να αποκτήσει έλεγχο του συστήματος του χρήστη μόλις βρει την αριθμητική διεύθυνση του, ανιχνεύοντας την έναρξη της συνόδου FTP (FTP session).

Man-in-the-middle

Με το κύριο File Transfer Protocol, ο διακομιστής δεν εξασφαλίζει ότι ο πελάτης είναι αυτός που λέει, ούτε ο πελάτης αντίστοιχα για τον διακομιστή. Ευκολονόητο, εφόσον το FTP δεν απαιτεί επαλήθευση των hosts και δεν ελέγχει αν τα δεδομένα προέρχονται από αυτούς, ούτε τα προστατεύει. Για αυτό το λόγο και τα δύο άκρα που ανταλλάσσουν δεδομένα, είναι ανοιχτά σε man-in-the-middle attack από κάποιον επιτιθέμενο που συλλαμβάνει τα πακέτα του κάθε host, και στέλνει ψευδείς απαντήσεις.

Υποστήριξη από περιηγητές/φυλλομετρητές

Οι περισσότεροι περιηγητές του διαδικτύου μπορούν να ανακτήσουν αρχεία που      φιλοξενούνται σε εξυπηρετητές FTP, αν και μπορεί να μην υποστηρίζουν επεκτάσεις του πρωτοκόλλου, όπως το FTPS. Όταν δίνουμε μία διεύθυνση FTP αντί για μία HTTP-URL, το περιεχόμενο στο οποίο έχουμε πρόσβαση εμφανίζεται με έναν τρόπο όμοιο με το περιεχόμενο του Παγκόσμιου Ιστού.

Σύνταξη

Η FTP URL σύνταξη περιγράφεται  στην RFC1738,[13] και έχει την μορφή: ftp://[<user>[:<password>]@]<host>[:<port>]/<url-path>[13] (Τα μέρη που βρίσκονται μέσα στις τετράγωνες παρενθέσεις είναι προαιρετικά). 

Για παράδειγμα:
ftp://public.ftp-servers.example.com/mydirectory/myfile.txt

ή:
ftp://user001:secretpassword@private.ftp-servers.example.com/mydirectory/myfile.txt

Περισσότερες πληροφορίες όσο αφορά το username και το password, μπορούν να βρεθούν στην τεκμηρίωση  των Browser. Από προεπιλογή οι περισσότεροι χρησιμοποιούν την παθητική λειτουργία (PASV), η οποία πιο εύκολα περνά τους Firewall των τελικών χρηστών.