SMTP verstehen: E-Mail-Versand Schritt für Schritt

Wenn du in einem Mailprogramm auf Senden klickst, verschwindet die Nachricht nicht direkt im Programm der Empfängerin oder des Empfängers. Zunächst übergibt dein Mailprogramm sie an einen Mailserver. Von dort wird sie über einen oder mehrere Server bis zum Zielpostfach transportiert.

SMTP arbeitet dabei wie ein Transportdienst: Es nimmt eine Sendung an und schiebt sie zum nächsten zuständigen System. IMAP oder POP übernehmen eine andere Aufgabe: Mit ihnen greift ein Mailprogramm auf die bereits im Zielpostfach liegende Nachricht zu.

Am Transport sind mehrere Rollen beteiligt. Sie können in getrennten Programmen laufen oder von derselben Serversoftware übernommen werden.

1. Der MUA (Mail User Agent) ist dein Mailprogramm. Er erstellt die Nachricht.
2. Der MSA (Mail Submission Agent) nimmt die Nachricht eines berechtigten Nutzers zur Einspeisung an. Hier sind Anmeldung und sichere Übertragung besonders wichtig.
3. Ein MTA (Mail Transfer Agent) transportiert die Nachricht zum nächsten Mailserver.
4. Der empfangende MTA übergibt die Nachricht am Ziel an einen MDA (Mail Delivery Agent).
5. Der MDA legt die Nachricht im Postfach ab. Erst danach greift der MUA der empfangenden Person etwa über IMAP oder POP darauf zu.

Wie DNS und MX-Records helfen

DNS ist der verteilte Verzeichnisdienst für Domainnamen. Für den E-Mail-Transport fragt der sendende MTA nach den MX-Records (Mail Exchange Records) der Empfängerdomain.

Ein MX-Record nennt einen Mailserver und eine Prioritätszahl. Gibt es mehrere Einträge, werden kleinere Zahlen bevorzugt. Ist der bevorzugte Server nicht erreichbar, kann der sendende MTA einen weiteren Eintrag versuchen. Der MX-Record bestimmt damit das nächste Ziel – nicht den Inhalt der Nachricht.

SMTP ist ein Frage-Antwort-Protokoll. Der Client sendet jeweils einen Befehl, der Server bestätigt ihn oder meldet einen Fehler. Die folgende Sitzung zeigt eine erfolgreiche Übertragung.

text S: 220 mail.verein.example SMTP bereit C: EHLO mail.schule.example S: 250-mail.verein.example S: 250-SIZE 20000000 S: 250 STARTTLS C: MAIL FROM:<[email protected]> S: 250 Absender akzeptiert C: RCPT TO:<[email protected]> S: 250 Empfänger akzeptiert C: DATA S: 354 Nachricht eingeben; Ende mit einer einzelnen Punktzeile C: From: Lea <[email protected]> C: To: Amir <[email protected]> C: Subject: Treffen der AG C: C: Hallo Amir, C: beginnt die AG morgen um 15 Uhr? C: Viele Grüße C: Lea C: . S: 250 Nachricht angenommen C: QUIT S: 221 Verbindung wird geschlossen

Der Ablauf hat eine feste Logik:

1. 220 zeigt, dass der Server bereit ist.
2. Mit EHLO stellt sich der Client vor und fordert zugleich die Liste der ESMTP-Erweiterungen an.
3. MAIL FROM legt den Absender des SMTP-Umschlags fest.
4. RCPT TO nennt einen Umschlagempfänger. Für mehrere Empfänger wird der Befehl wiederholt.
5. DATA kündigt Header und Nachrichtentext an. Der Server fordert diese Daten mit 354 an.
6. Eine leere Zeile trennt den Header vom Nachrichtentext.
7. Eine Zeile, die nur aus einem Punkt besteht, beendet die Nachrichtendaten.
8. 250 nach der Punktzeile bestätigt die Annahme durch diesen Server.
9. QUIT beendet die Sitzung geordnet; 221 bestätigt das Schließen.

Eine E-Mail besitzt zwei Ebenen, die leicht verwechselt werden:

• Der SMTP-Umschlag enthält die Transportadressen aus MAIL FROM und RCPT TO. Mailserver verwenden diese Angaben für Transport, Fehlerbehandlung und Zustellung.
• Die Nachricht besteht aus Header und Body. Im Header stehen zum Beispiel From:, To: und Subject:; nach einer Leerzeile folgt der Body mit dem eigentlichen Text.

Umschlag- und Headeradressen dürfen voneinander abweichen. Das ist nicht automatisch ein Angriff: Bei Mailinglisten, Weiterleitungen oder Fehlermeldungen kann die Abweichung technisch nötig sein. Sie zeigt aber, warum die sichtbare From:-Zeile allein die Identität des Absenders nicht beweist.

Der Text hinter einer Serverantwort kann unterschiedlich formuliert sein. Für den Client ist deshalb vor allem der dreistellige Code entscheidend. Schon die erste Ziffer zeigt die grundlegende Bedeutung.

Wichtige Einzelcodes im Lernbeispiel sind:

• 220: Der Server ist bereit.
• 250: Die verlangte Aktion wurde erfolgreich abgeschlossen.
• 354: Der Server erwartet nun die Nachrichtendaten.
• 421: Der Dienst ist vorübergehend nicht verfügbar und schließt die Verbindung.
• 451: Bei der Verarbeitung ist ein vorübergehender Fehler aufgetreten.
• 550: Die angeforderte Mailbox ist nicht verfügbar, etwa weil der Empfänger unbekannt ist.

Das ursprüngliche SMTP war für eine kleinere, vertrauensvollere Netzwelt entworfen. Es bot weder eine allgemeine Benutzeranmeldung noch automatisch eine verschlüsselte Verbindung. ESMTP erweitert SMTP deshalb um zusätzliche Fähigkeiten.

Ein ESMTP-Client beginnt mit EHLO. Der Server nennt daraufhin Erweiterungen, die er unterstützt, zum Beispiel:

• SIZE für eine angekündigte maximale Nachrichtengröße,
• 8BITMIME für 8-Bit-Inhalte,
• STARTTLS für den Wechsel zu einer TLS-geschützten Verbindung,
• AUTH für die Anmeldung eines Clients.

Die drei wichtigen Ports

Bei STARTTLS beginnt die Verbindung zunächst im Klartext. Nach erfolgreichem TLS-Handshake wird der SMTP-Zustand zurückgesetzt; der Client sendet erneut EHLO. Nur so handeln beide Seiten die Fähigkeiten innerhalb der geschützten Verbindung neu aus.

Was die Schutzmechanismen leisten

• TLS kann Vertraulichkeit und Integrität auf einer einzelnen Verbindung zwischen zwei beteiligten Systemen schützen.
• AUTH kann gegenüber dem Submission-Server nachweisen, mit welchem Konto sich der sendende Client anmeldet.
• Eine verpflichtende TLS-Prüfung verhindert, dass ein Client unbemerkt auf eine unverschlüsselte Übertragung zurückfällt.

Was sie nicht automatisch leisten

• TLS auf einer Teilstrecke macht die Nachricht nicht automatisch auf dem gesamten Weg Ende-zu-Ende-verschlüsselt.
• Eine erfolgreiche SMTP-Anmeldung beweist nicht automatisch, dass die sichtbare From:-Adresse echt ist oder wer den Text verfasst hat.
• Bei optionalem STARTTLS kann ein aktiver Angreifer versuchen, das Angebot aus der ungeschützten Aushandlung zu entfernen. Deshalb muss sichere Konfiguration TLS tatsächlich verlangen und Zertifikate prüfen.
• Das ursprüngliche SMTP erlaubt frei angegebene Umschlagadressen. Ohne passende Regeln könnten offene Relays für Spam missbraucht werden.

Bei einer Störung hilft es, den Nachrichtenweg schrittweise zu prüfen. Ordne das Symptom der passenden Aufgabe zu.

SMTP organisiert also einen mehrstufigen Transport. Du kannst eine Störung nur zuverlässig deuten, wenn du fragst: Bei welcher Station trat sie auf, welcher Befehl lief gerade, und was bestätigt der Antwortcode tatsächlich?