利用SMTP发送Mail详解

 利用SMTP发送Mail详解

分类： VC++程式开发 技术杂谈 2010-01-09 11:02 4135人阅读 评论(0) 收藏 举报

服务器headerdatesocket网络2010

在以前接触的项目中，一直都是在做网站时用到了发送mail 的功能，在asp 和.net 中都有相关的发送mail 的类, 实现起来非常简单。最近这段时间因工作需要在C++ 中使用发送mail 的功能，上网搜了一大堆资料，终于得以实现，总结自己开发过程中碰到的一些问题，希望对需的人有所帮助, 由于能力有限, 文中不免有些误解之处, 望大家能指正!!

其实，使用C++ 发送mail 也是很简的事, 只需要了解一点SMTP 协议和socket 编程就OK 了, 网络上也有很多高人写好的mail 类源码，有兴趣的朋友可以下载看看.

 

1.     SMTP 常用命令简介

1). SMTP 常用命令

HELO/EHLO 向服务器标识用户身份

MAIL 初始化邮件传输

mail from:

RCPT 标识单个的邮件接收人；常在MAIL 命令后面

可有多个rcpt to:

DATA 在单个或多个RCPT 命令后，表示所有的邮件接收人已标识，并初始化数据传输，以. 结束。

VRFY 用于验证指定的用户/ 邮箱是否存在；由于安全方面的原因，服务器常禁止此命令

EXPN 验证给定的邮箱列表是否存在，扩充邮箱列表，也常被禁用

HELP 查询服务器支持什么命令

NOOP 无操作，服务器应响应OK

QUIT 结束会话

RSET 重置会话，当前传输被取消

 

如你对SMTP 命令不了解，可以用telnet 命令登陆到smtp 服务器用help 命令进行查看:

220 tdcsw.maintek.corpnet.asus ESMTP Sendmail 8.13.8/8.13.8; Sat, 9 Jan 2010 10:
45:09 +0800
help
214-2.0.0 This is sendmail
214-2.0.0 Topics:
214-2.0.0       HELO    EHLO    MAIL    RCPT    DATA
214-2.0.0       RSET    NOOP    QUIT    HELP    VRFY
214-2.0.0       EXPN    VERB    ETRN    DSN     AUTH
214-2.0.0       STARTTLS
214-2.0.0 For more info use "HELP <topic>".
214-2.0.0 To report bugs in the implementation see
214-2.0.0       http://www.sendmail.org/email-addresses.html
214-2.0.0 For local information send email to Postmaster at your site.
214 2.0.0 End of HELP info

2).SMTP 返回码含义

  *   邮件服务返回代码含义 

  *   500   格式错误，命令不可识别（此错误也包括命令行过长） 

  *   501   参数格式错误 

  *   502   命令不可实现 

  *   503   错误的命令序列 

  *   504   命令参数不可实现 

  *   211    系统状态或系统帮助响应 

  *   214   帮助信息 

  *   220     服务就绪 

  *   221     服务关闭传输信道 

  *   421     服务未就绪，关闭传输信道（当必须关闭时，此应答可以作为对任何命令的响应） 

  *   250   要求的邮件操作完成 

  *   251   用户非本地，将转发向 

  *   450   要求的邮件操作未完成，邮箱不可用（例如，邮箱忙） 

  *   550   要求的邮件操作未完成，邮箱不可用（例如，邮箱未找到，或不可访问） 

  *   451   放弃要求的操作；处理过程中出错 

  *   551   用户非本地，请尝试 

  *   452   系统存储不足，要求的操作未执行 

  *   552   过量的存储分配，要求的操作未执行 

  *   553   邮箱名不可用，要求的操作未执行（例如邮箱格式错误） 

  *   354   开始邮件输入，以. 结束 

  *   554   操作失败 

  *   535   用户验证失败 

  *   235   用户验证成功 

  *   334   等待用户输入验证信息 for next connection>;

 

3) SMTP 命令应用

我们下需使用telnet 命令实现smtp 邮件的发送，具体操作如下:

220 tdcsw.com ESMTP Sendmail 8.13.8/8.13.8; Wed, 23 Dec 2009 18
:18:18 +0800
HELO tdcsw
250 tdcsw.com Hello x-128-101-1-240.ahc.umn.edu [128.101.1.240], pleased to meet you
MAIL FROM:lily@tdcsw.com
250 2.1.0 lily@tdcsw.com... Sender ok
RCPR TO:sam@163.com
250 2.1.5 carven@tdcsw.pegatroncorp.com... Recipient ok
DATA
354 Enter mail, end with "." on a line by itself
SUBJECT:HELLO
HI:
HAR are you?
.
250 2.0.0 nBNAIIG4000507 Message accepted for delivery
quit
221 2.0.0 tdcsw.maintek.corpnet.asus closing connection
Connection to host lost.

 

2.     用C++ 实现Mail 发送

为了便于理解, 在此就不封装Mail 类了, 而是以过程式函数方式给出.

1). 首先需要建立TCP 套接字, 连接端口依服务器而定，SMTP 服务默认端口为25, 我们以 默认端口为例

WSADATA wsaData;

int  SockFD;

WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);

SockFD = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

ServAddr.sin_family = AF_INET;

ServAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr (“192.168.1.1”);             //192.168.1.1 为服务器地址

ServAddr.sin_port = htons(25);

connect(SockFD, (struct sockaddr *)&ServAddr, sizeof(ServAddr));

2). 发送SMTP 命令及数据

const char HEADER[] = "HELO smtpSrv/r/n"

  "MAIL FROM: sender@126.com/r/n"

  "RCPT TO: recv@gmail.com/r/n"

  "DATA/r/n"

  "FROM: sender@126.com/r/n"

  "TO: recv@gmail.com/r/n"

  "SUBJECT: this is a test/r/n"

  "Date: Fri, 8 Jan 2010 16:12:30/r/n"

"X-Mailer: shadowstar's mailer/r/n"

  "MIME-Version: 1.0/r/n"

  "Content-type: text/plain/r/n/r/n";

//send HEADER

send(SockFD, HEADER, strlen(HEADER), 0);

 

const char CONTENT[]="this is content./r/n";

//send CONTENT

send(SockFD, CONTENT, strlen(CONTENT), 0);

 

send(SockFD, "./r/n", strlen("./r/n"), 0);   //end

send(SockFD, "QUIT/r/n", strlen("QUIT/r/n"), 0); //quit

 

mail 发送的功能基本上就完成了, 当然, 如果是应用的话还是需要很多改动的地方的, 比如说添加附件等.

3). 附件功能

要使用SMTP 发送附件, 需要对SMTP 头信息进行说明, 改变Content-type 及为每一段正文添加BOUNDARY 名, 示例如下:

"DATA/r/n"

  "FROM: sender@126.com/r/n"

  "TO: recv@gmail.com/r/n"

  "SUBJECT: this is a test/r/n"

  "Date: Fri, 8 Jan 2010 16:12:30/r/n"

"X-Mailer: shadowstar's mailer/r/n"

  "MIME-Version: 1.0/r/n"

  "Content-type: multipart/mixed; boundary=/"#BOUNDARY#/"/r/n/r/n";

 

// 正文

"--#BOUNDARY#/r/n"

  "Content-Type: text/plain; charset=gb2312/r/n"

  "Content-Transfer-Encoding: quoted-printable/r/n"

邮件正文……….

 

// 附件

"/r/n--#BOUNDARY#/r/n"

  "Content-Type: application/octet-stream; name=att.txt/r/n"

  "Content-Disposition: attachment; filename=att.txt/r/n"

  "Content-Transfer-Encoding: base64/r/n"

  "/r/n"

附件正信息(base64 编码)…..

 

Base64 编码函数在网络上很容易找到, 这里就不给出源码了, 如需要支持HTML 格式而又不知道如何写这些头信息, 可以用outlook 或foxmail 写一封支持HTML 格式的mail, 查看其原文信息, 依照相同的格式发送就行了.

 

4). 实现抄送及密送

在SMTP 命令集中并没有RCPT CC 或RCPT BCC 相关命令, 那要如何来实现抄送和密送功能呢?

在网络上找到这样一句话: “ 所有的接收者协商都通过RCPT TO 命令来实现，如果是BCC ，则协商发送后在对方接收时被删掉信封接收者”, 开始一直不明白这句话是什么意思? 后来通看查看foxmail 的邮件原文发现:

Date: Wed, 6 Jan 2010 12:11:48 +0800

From: "carven_li" < carven_li @smtp.com>

To: "carven" <carven@smtp.com>

Cc: "sam" <sam@smtp.com>,

  "yoyo" <yoyo@smtp.com>

BCC: "clara" <clara@tsmtp.com>

Subject: t

X-mailer: Foxmail 5.0 [cn]

Mime-Version: 1.0

Content-Type: multipart/mixed;

    boundary="=====001_Dragon237244850520_====="

才恍然大悟, 所谓的” 协商” 应该就是指发送方在Data 中指定哪些为CC, 哪些为BCC, 默认情况下什么都不写, 只发送第一个RCPT TO 的mail, 其他的都被过滤掉.

 

3. SMTP身份认证
SMTP身份认证方式有很多种, 每种认证方式验证发送的信息都有点细微的差别, 这里我主要介绍下LOGIN,PLAIN及NTLM三种简单的认证方式, 附带CRAM-MD5和DIGEST-MD5方式(验证没通过, 不知道问题出在哪了? 有待高人帮忙解决!).

要进行身份认证, 先要知道当前SMTP服务器支持哪些认证方式, 在ESMTP中有个与HELO命令相同功能的命令EHLO可以得到当前服务器支持的认证方式(有些服务器无返回信息, 可能服务器端作了限制).
 

1) LOGIN认证方式
LOGIN认证方式是基于明文传输的, 因此没什么安全性可言, 如信息被截获, 那么用户名和密码也就泄露了. 认证过程如下:
AUTH LOGIN
334 VXNlcm5hbWU6                            //服务器返回信息, Base64编码的Username:
bXlOYW1l                                //输入用户名, 也需Base64编码
334 UGFzc3dvcmQ6                            //服务器返回信息, Base64编码的Password::
bXlQYXNzd29yZA==                            //输入密码, 也需Base64编码
235 2.0.0 OK Authenticated                        // 535 5.7.0 authentication failed

2). NTLM认证方式
NTLM认证方式过程与LOGIN认证方式是一模一样的, 只需将AUTH LOGN改成AUTH NTLM.就行了.

3). PLAIN认证方式
PLAIN认证方式消息过过程与LOGIN和NTLM有所不同, 其格式为: “NULL+UserName+NULL+Password”, 其中NULL为C语言中的’/0’, 不方便使用命令行测试, 因此下面给出C++代码来实现:
char szSend[] = "$user$pwd";
size_t n = stlen(szSend);
for(int i=0; i<n; i++)
    if(szSend[i] == '$') szSend[i] = '/0';

char szMsg[512]
base64_encode(szSend, n, szMsg);
send (skt, szMsg, strlen(szMsg), 0);

4). CRAM-MD5认证方式
前面所介绍的三种方式, 都是将用户名和密码经过BASE64编码后直接发送到服务器端的, BASE64编码并不是一种安全的加密算法, 其所有信息都可能通过反编码, 没有什么安全性可言. 而CRAM-MD5方式与前三种不同, 它是基于Challenge/Response的方式, 其中Challenge是由服务器产生的, 每次连接产生的Challenge都不同, 而Response是由用户名,密码,Challenge组合而成的, 具体格式如下:
response=base64_encode(username : H_MAC(challenge, password))
H_MAC是Keyed MD5算法(见http://www.faqs.org/rfcs/rfc2195.html), 先由challenge和password生成16位的散列码, 将其转换成16进制32个字节的字符串数组digest(即以%02x输出), 再对(username+空格+digest[32])进行base64编码,就是要发送的response了.
另外, 在http://www.net-track.ch/opensource/cmd5/提供了SMTP CRAM-MD5认证源码, 可用于测试CRAM-MD5认证, 但不知道是不是我这边测试的SendMail服务器配置有问题, 测试时一直不能通过.

5). DIGEST-MD5认证方式
DIGEST-MD5认证也是Challenge/Response的方式, 与CRAM-MD5相比, 它的Challenge信息更多, 其Response计算方式也非常复杂, 我在测试时也是以认证失败而告终, 只是将在网上找到的资料整理于此, 能为后来研究的人多提供点资料, 或者有兴趣的朋友们可以和我一起讨论下.

我们先看下DIGEST-MD5认证发送响应信息:

DIGEST-MD5服务器格式说明(见RFC 2831 Digest SASL Mechanism Mai 2000):
   digest-challenge =
         1 # (Reich | Nonce | qop-Optionen | schal | MAXBUF | charset
               Algorithmus | Chiffre-opts | auth-param)

        realm = "Reich" "=" < "> Reich-Wert <">
        Reich-Wert = qdstr-val
        Nonce = "Nonce" "=" < "> Nonce-Wert <">
        Nonce-Wert = qdstr-val
        qop-options = "qop" "=" < "> qop-Liste <">
        qop-list = 1 # qop-Wert
        qop-Wert = "auth" | "auth-int" | "auth-conf" |
                             Token
        stale = "veraltete" "=" "true"
        MAXBUF = "MAXBUF" "=" MAXBUF-Wert
        MAXBUF-Wert = 1 * DIGIT
        charset = "charset" = "" UTF-8 "
        algorithm = "Algorithmus" "=" "md5-sess"
        Chiffre-opts = "Chiffre" "=" < "> 1 # Null-Wert <">
        Chiffre-value = "3des" | "des" | "RC4-40" | "RC4" |
                            "RC4-56" | Token
        auth-param = Token "=" (token | quoted-string)
DIGEST-MD5客户端响应格式说明(见RFC 2831 Digest SASL Mechanism Mai 2000):
   digest-response = 1 # (Benutzername | Reich | Nonce | cnonce |
                          Nonce-count | qop | digest-uri | Antwort |
                          MAXBUF | charset | Chiffre | authzid |
                          auth-param)

       username = "username" = "<"> username-Wert < ">
       Benutzernamen-Wert = qdstr-val
       cnonce = "cnonce" "=" < "> cnonce-Wert <">
       cnonce-Wert = qdstr-val
       Nonce-count = "nc" "=" nc-Wert
       nc-Wert = 8LHEX
       qop = "qop" "=" qop-Wert
       digest-uri = "digest-uri" = "<"> digest-uri-value < ">
       digest-uri-value = serv-type "/" host [ "/" serv-name]   //eg: smtp/mail3.example.com/example.com
       serv-type = 1 * ALPHA            //www for web-service, ftp for ftp-dienst, SMTP for mail-versand-service …
       host = 1 * (ALPHA | DIGIT | "-" | ".")
       serv-name = host
       response = "Antwort" "=" Response-Wert
       response-value = 32LHEX
       LHEX = "0" | "1" | "2" | "3" |
                          "4" | "5" | "6" | "7" |
                          "8" | "9" | "a" | "b" |
                          "c" | "d" | "e" | "f"
       cipher = "Chiffre" "=" Null-Wert
       authzid = "authzid" "=" < "> authzid-Wert <">
       authzid-Wert = qdstr-val

其各字段具体含义见相关文档, 这里只介始几个需要用到的字段是如何产生的, C/S响应示例如下:
    S: realm="elwood.innosoft.com",nonce="OA6MG9tEQGm2hh",qop="auth",
       algorithm=md5-sess,charset=utf-8
    C: charset=utf-8,username="chris",realm="elwood.innosoft.com",
       nonce="OA6MG9tEQGm2hh",nc=00000001,cnonce="OA6MHXh6VqTrRk",
       digest-uri="imap/elwood.innosoft.com",
       response=d388dad90d4bbd760a152321f2143af7,qop=auth
    S: rspauth=ea40f60335c427b5527b84dbabcdfffd

    The password in this example was "secret".
从这个示例可以看出, 客户端返回的信息比服务器端发送过来的多了以下几个:
username, nc, cnonce, digest-uri和respone
username就不用说了, nc是8位长的16进制数字符串,统计客户端使用nonce发出请求的次数(包含当前请求),例示我们可以设为”00000001”, cnonce是是用了4个随机数组成一个8位长16进制的字符串,digest-uri是由在realm前加上请求类型(如http, smtp等), response是一个32位长的16进制数组, 计算公式如下:
If the "qop" value is "auth" or "auth-int":
      request-digest  = <"> < KD ( H(A1),     unq(nonce-value)
                                          ":" nc-value
                                          ":" unq(cnonce-value)
                                          ":" unq(qop-value)
                                          ":" H(A2)
                                  ) <">
   If the "qop" directive is not present (this construction is for
   compatibility with RFC 2069):
      request-digest  =
                 <"> < KD ( H(A1), unq(nonce-value) ":" H(A2) ) >
   <">
   See below for the definitions for A1 and A2.
Read more: http://www.faqs.org/rfcs/rfc2617.html#ixzz0c4s8ck3F

KD（secret,data）表示分类算法，其中data指数据，secret表示采用的方法.如果表示校验和算法时，data要写成H（data）；而unq（X）表示将带引号字符串的引号去掉。       
           对于"MD5" 和"MD5-sess" 算法：
H(data) = MD5(data)
和
KD(secret, data) = H(concat(secret, ":", data))

如果"algorithm"指定为"MD5"或没有指定,A1计算方式如下:
A1  =  unq(username-value) ":" unq(realm-value) ":" passwd
//Password为用户密码
如果"algorithm"指定为"MD5-sess", 则需要nonce和cnonce的参与:
A1       = H(unq(username-value) ":" unq(realm-value) ":" passwd )
                     ":" unq(nonce-value) ":" unq(cnonce-value)

如果"qop"没有指定或指定为"auth", A2计算方式如下:
A2  = Method ":" digest-uri-value
如果"qop"没有指定或指定为"auth int", A2计算方式如下:
A2 = Method ":" digest-uri-value ":" H(entity-body)

Method是http请求时的方法(post,get), 由于英文水平比较差, 很多都看不明白, 有兴趣的朋友可以自己去看看原文(http://www.faqs.org/rfcs/rfc2617.html), 这里还提供了DIGEST验证的代码:
   File "digcalc.h":

#define HASHLEN 16
typedef char HASH[HASHLEN];
#define HASHHEXLEN 32
typedef char HASHHEX[HASHHEXLEN+1];
#define IN
#define OUT

/* calculate H(A1) as per HTTP Digest spec */
void DigestCalcHA1(
    IN char * pszAlg,
    IN char * pszUserName,
    IN char * pszRealm,
    IN char * pszPassword,
    IN char * pszNonce,
    IN char * pszCNonce,
    OUT HASHHEX SessionKey
    );

/* calculate request-digest/response-digest as per HTTP Digest spec */
void DigestCalcResponse(
    IN HASHHEX HA1,           /* H(A1) */
    IN char * pszNonce,       /* nonce from server */
    IN char * pszNonceCount,  /* 8 hex digits */
    IN char * pszCNonce,      /* client nonce */
    IN char * pszQop,         /* qop-value: "", "auth", "auth-int" */
    IN char * pszMethod,      /* method from the request */
    IN char * pszDigestUri,   /* requested URL */
    IN HASHHEX HEntity,       /* H(entity body) if qop="auth-int" */
    OUT HASHHEX Response      /* request-digest or response-digest */
    );

File "digcalc.c":

#include <global.h>
#include <md5.h>

#include <string.h>
#include "digcalc.h"

void CvtHex(
    IN HASH Bin,
    OUT HASHHEX Hex
    )
{
    unsigned short i;
    unsigned char j;

    for (i = 0; i < HASHLEN; i++) {
        j = (Bin[i] >> 4) & 0xf;
        if (j <= 9)
            Hex[i*2] = (j + '0');
         else
            Hex[i*2] = (j + 'a' - 10);
        j = Bin[i] & 0xf;
        if (j <= 9)
            Hex[i*2+1] = (j + '0');
         else
            Hex[i*2+1] = (j + 'a' - 10);
    };
    Hex[HASHHEXLEN] = '/0';
};

/* calculate H(A1) as per spec */
void DigestCalcHA1(
    IN char * pszAlg,
    IN char * pszUserName,
    IN char * pszRealm,
    IN char * pszPassword,
    IN char * pszNonce,
    IN char * pszCNonce,
    OUT HASHHEX SessionKey
    )
{
      MD5_CTX Md5Ctx;
      HASH HA1;

      MD5Init(&Md5Ctx);
      MD5Update(&Md5Ctx, pszUserName, strlen(pszUserName));
      MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);
      MD5Update(&Md5Ctx, pszRealm, strlen(pszRealm));
      MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);
      MD5Update(&Md5Ctx, pszPassword, strlen(pszPassword));
      MD5Final(HA1, &Md5Ctx);
      if (stricmp(pszAlg, "md5-sess") == 0) {

            MD5Init(&Md5Ctx);
            MD5Update(&Md5Ctx, HA1, HASHLEN);
            MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);
            MD5Update(&Md5Ctx, pszNonce, strlen(pszNonce));
            MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);
            MD5Update(&Md5Ctx, pszCNonce, strlen(pszCNonce));
            MD5Final(HA1, &Md5Ctx);
      };
      CvtHex(HA1, SessionKey);
};

/* calculate request-digest/response-digest as per HTTP Digest spec */
void DigestCalcResponse(
    IN HASHHEX HA1,           /* H(A1) */
    IN char * pszNonce,       /* nonce from server */
    IN char * pszNonceCount,  /* 8 hex digits */
    IN char * pszCNonce,      /* client nonce */
    IN char * pszQop,         /* qop-value: "", "auth", "auth-int" */
    IN char * pszMethod,      /* method from the request */
    IN char * pszDigestUri,   /* requested URL */
    IN HASHHEX HEntity,       /* H(entity body) if qop="auth-int" */
    OUT HASHHEX Response      /* request-digest or response-digest */
    )
{
      MD5_CTX Md5Ctx;
      HASH HA2;
      HASH RespHash;
       HASHHEX HA2Hex;

      // calculate H(A2)
      MD5Init(&Md5Ctx);
      MD5Update(&Md5Ctx, pszMethod, strlen(pszMethod));
      MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);
      MD5Update(&Md5Ctx, pszDigestUri, strlen(pszDigestUri));
      if (stricmp(pszQop, "auth-int") == 0) {
            MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);
            MD5Update(&Md5Ctx, HEntity, HASHHEXLEN);
      };
      MD5Final(HA2, &Md5Ctx);
       CvtHex(HA2, HA2Hex);

      // calculate response
      MD5Init(&Md5Ctx);
      MD5Update(&Md5Ctx, HA1, HASHHEXLEN);
      MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);
      MD5Update(&Md5Ctx, pszNonce, strlen(pszNonce));
      MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);
      if (*pszQop) {

          MD5Update(&Md5Ctx, pszNonceCount, strlen(pszNonceCount));
          MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);
          MD5Update(&Md5Ctx, pszCNonce, strlen(pszCNonce));
          MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);
          MD5Update(&Md5Ctx, pszQop, strlen(pszQop));
          MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);
      };
      MD5Update(&Md5Ctx, HA2Hex, HASHHEXLEN);
      MD5Final(RespHash, &Md5Ctx);
      CvtHex(RespHash, Response);
};

File "digtest.c":

#include <stdio.h>
#include "digcalc.h"

void main(int argc, char ** argv) {

      char * pszNonce = "dcd98b7102dd2f0e8b11d0f600bfb0c093";
      char * pszCNonce = "0a4f113b";
      char * pszUser = "Mufasa";
      char * pszRealm = "testrealm@host.com";
      char * pszPass = "Circle Of Life";
      char * pszAlg = "md5";
      char szNonceCount[9] = "00000001";
      char * pszMethod = "GET";
      char * pszQop = "auth";
      char * pszURI = "/dir/index.html";
      HASHHEX HA1;
      HASHHEX HA2 = "";
      HASHHEX Response;

      DigestCalcHA1(pszAlg, pszUser, pszRealm, pszPass, pszNonce,
pszCNonce, HA1);
      DigestCalcResponse(HA1, pszNonce, szNonceCount, pszCNonce, pszQop,
       pszMethod, pszURI, HA2, Response);
      printf("Response = %s/n", Response);
};

到这里,关于使用SMTP发送mail就结束了, 由于水平有限, 有很多地方可能讲不够透彻!!!