Was ist SMTP? De­fi­ni­ti­on und Grund­la­gen

Wenn die E-Mail die elek­tro­ni­sche Post ist, dann ist das SMTP der Postbote. SMTP ist bis heute das wich­tigs­te Protokoll für den E-Mail-Versand, wird in der Praxis aber fast immer in der er­wei­ter­ten Form ESMTP ein­ge­setzt – mit Au­then­ti­fi­zie­rung und Ver­schlüs­se­lung als Standard.

Was ist das SMTP-Protokoll?

SMTP steht für „Simple Mail Transfer Protocol“, was sich mit „Einfaches E-Mail-Trans­fer­pro­to­koll“ über­set­zen lässt. Es handelt sich dabei um ein ver­bin­dungs­ori­en­tier­tes, text­ba­sier­tes Netz­werk­pro­to­koll aus der In­ter­net­pro­to­koll­fa­mi­lie und ist als solches auf der siebten Schicht des OSI-Modells, der An­wen­dungs­schicht, an­ge­sie­delt. Genauso wie jedes andere Netz­pro­to­koll enthält es Regeln für die korrekte Kom­mu­ni­ka­ti­on zwischen Computern in einem Netzwerk. Dabei ist SMTP speziell für das Ein­spei­sen und Wei­ter­lei­ten von E-Mails von einem Absender zu einem Empfänger zuständig.

Seit seiner Ver­öf­fent­li­chung im Jahr 1982 im Arpanet ist SMTP zum Stan­dard­pro­to­koll für den Versand von E-Mails avanciert. Für End­nut­ze­rin­nen und Endnutzer erfolgt die Kon­fi­gu­ra­ti­on heute fast au­to­ma­tisch: Moderne Clients wie Outlook, Thun­der­bird oder Webmail-An­wen­dun­gen stellen SMTP (bzw. ESMTP) mit STARTTLS und Port 587 als Vor­ein­stel­lung bereit.

Die nach­fol­gen­de Übersicht zeigt Ihnen die SMTP-Server-Adressen und SMTP-Ports für einige der be­lieb­tes­ten E-Mail-Provider:

Wie funk­tio­niert das SMTP-Verfahren?

Das SMTP-Verfahren zu verstehen bedeutet, E-Mail zu verstehen. Im Grunde läuft es wie folgt ab:

Schritt 1: Absender/Ab­sen­de­rin überträgt an SMTP-Server (Sub­mis­si­on)

• Der SMTP-Client, also der Absender bzw. die Ab­sen­de­rin, lädt die E-Mail auf den SMTP-Server, also den E-Mail-Server (Post­aus­gangs­ser­ver) des je­wei­li­gen Providers.
• Dies geschieht über eine Webmail-Anwendung im Browser oder ein E-Mail-Programm („Mail User Agent“, kurz MUA) wie Outlook oder Mozilla Thun­der­bird.
• Mitt­ler­wei­le erfolgt diese Über­tra­gung stan­dard­mä­ßig über Port 587 mit STARTTLS-Ver­schlüs­se­lung und SMTP AUTH (Be­nut­zer­na­me + Passwort).

Schritt 2: Adress­auf­lö­sung via DNS

• Der SMTP-Server der ab­sen­den­den Person kon­tak­tiert den DNS-Server und ermittelt die IP-Adresse des Ziel-SMTP-Servers (MX-Record der Emp­fän­ger­do­main).

Schritt 3: Wei­ter­lei­tung über Mail Transfer Agents (MTAs)

• Die E-Mail wird über einen oder mehrere Mail Transfer Agents (MTA) wei­ter­ge­lei­tet.
• Jeder MTA arbeitet nach den SMTP- bzw. ESMTP-Regeln.
• Auf dem Trans­port­weg wird die Ver­bin­dung in der Regel per TLS gesichert, um Ma­ni­pu­la­ti­on und Mitlesen zu ver­hin­dern.

Schritt 4: Annahme beim Ziel-SMTP-Server

• Der Ziel­ser­ver (Empfänger-Mail­ser­ver) prüft, ob das Postfach existiert.
• Viele Mail­ser­ver kon­trol­lie­ren zu­sätz­lich SPF-, DKIM- und DMARC-Einträge, um Spoofing und Spam zu ver­hin­dern.
• Die E-Mail wird im Nach­rich­ten­spei­cher zwi­schen­ge­spei­chert.

Schritt 5: Abruf durch den Empfänger oder die Emp­fän­ge­rin

• Die emp­fan­gen­de Person ruft die E-Mail über IMAP oder POP3 ab.
• Heute ist IMAP der Standard, da es eine Syn­chro­ni­sa­ti­on zwischen Geräten er­mög­licht.

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Wie läuft eine SMTP-Session ab?

Die im ersten Schritt des SMTP-Ver­fah­rens erwähnte In­ter­ak­ti­on zwischen dem SMTP-Client und dem SMTP-Server stellt die ei­gent­li­che SMTP-Session dar. Jede Session besteht aus einer Abfolge von SMTP-Kommandos seitens des Clients und Antworten in Form von Sta­tus­codes seitens des Servers.

Übersicht über die SMTP-Kommandos

Gemäß den geltenden SMTP-Spe­zi­fi­ka­tio­nen muss jede Im­ple­men­tie­rung des Netz­werk­pro­to­kolls min­des­tens die folgenden acht Kommandos, bestehend aus 7-Bit-ASCII-Zeichen, un­ter­stüt­zen:

Übersicht über die Server-Sta­tus­codes

Auf jedes dieser SMTP-Kommandos des Clients antwortet der Server mit einem drei­stel­li­gen Sta­tus­code inklusive Klar­text­mel­dung. Zum besseren Ver­ständ­nis haben wir diese Meldungen in den folgenden Über­sich­ten ins Deutsche übersetzt.

Sta­tus­codes, die si­gna­li­sie­ren, dass der Server das Kommando er­folg­reich aus­ge­führt hat:

Sta­tus­codes, die si­gna­li­sie­ren, dass der Server das Kommando ver­stan­den hat, für die Ver­ar­bei­tung aber weitere In­for­ma­tio­nen benötigt:

Sta­tus­codes, die si­gna­li­sie­ren, dass der Server einen tem­po­rä­ren Fehler fest­ge­stellt hat, das Kommando aber mög­li­cher­wei­se trotzdem ver­ar­bei­tet werden kann:

Sta­tus­codes, die si­gna­li­sie­ren, dass der Server einen fatalen Fehler fest­ge­stellt hat und das Kommando nicht ver­ar­bei­tet werden kann:

SMTP-Beispiel-Session

Eine SMTP-Session zwischen Client und Server kann bei­spiels­wei­se wie folgt ablaufen:

Welche Nachteile hat das SMTP-Protokoll?

Trotz seiner weiten Ver­brei­tung hat SMTP einige Nachteile, die das Protokoll von Haus aus mitbringt:

Keine stan­dar­di­sier­te Ver­sand­be­stä­ti­gung

• SMTP liefert von sich aus keine ver­läss­li­che Emp­fangs­be­stä­ti­gung.
• Zwar können Server Rück­mel­dun­gen geben (z. B. so­ge­nann­te Delivery Status No­ti­fi­ca­ti­ons), doch deren For­ma­tie­rung ist nicht ein­heit­lich und oft schwer ver­ständ­lich.
• Die Folge: Es ist schwierig, die genaue Ursache einer fehl­ge­schla­ge­nen Zu­stel­lung (z. B. Tipp­feh­ler in der Adresse, über­füll­tes Postfach) zu erkennen.

Fehlende Au­then­ti­fi­zie­rung im Ursprung

• SMTP kennt ur­sprüng­lich keine Benutzer-Au­then­ti­fi­zie­rung. Theo­re­tisch kann jede Person eine E-Mail mit be­lie­bi­ger Ab­sen­der­adres­se versenden.
• Dieses Problem führte zu mas­sen­haf­tem Spam und Spoofing (Fälschung von Ab­sen­der­adres­sen).
• Um Miss­brauch zu ver­hin­dern, setzen Provider heute fast aus­schließ­lich auf: SMTP AUTH (Be­nut­zer­au­then­ti­fi­zie­rung mit Login-Daten), TLS-Ver­schlüs­se­lung (STARTTLS, Port 587 oder Port 465) und das Abweisen von offenen Relays

An­fäl­lig­keit für Spam & Spoofing

• Ohne zu­sätz­li­che Schutz­me­cha­nis­men können An­grei­fe­rin­nen und Angreifer im Namen fremder Domains E-Mails ver­schi­cken.
• Moderne Si­cher­heits­stan­dards, die dieses Problem abfedern, sind unter anderem die bereits genannten SPF, DKIM und DMARC
• MTA-STS (Mail Transfer Agent Strict Transport Security) sorgt dafür, dass E-Mails nur über ver­schlüs­sel­te Ver­bin­dun­gen über­tra­gen werden.
• DANE (DNS-based Au­then­ti­ca­ti­on of Named Entities) gewährt eine zu­sätz­li­che Ab­si­che­rung von TLS-Zer­ti­fi­ka­ten via DNSSEC.

Dank dieser Er­wei­te­run­gen ist SMTP in Kom­bi­na­ti­on mit ESMTP und den modernen Si­cher­heits­stan­dards heute deutlich zu­ver­läs­si­ger und sicherer als noch vor wenigen Jahren.

Was ist ESMTP?

Als Reaktion auf die Si­cher­heits­lü­cken und Be­schrän­kun­gen des ur­sprüng­li­chen SMTP wurde 1995 das Extended Simple Mail Transfer Protocol (ESMTP) ein­ge­führt. ESMTP erweitert SMTP um zu­sätz­li­che Kommandos und Optionen, die den Versand von E-Mails sicherer, flexibler und ef­fi­zi­en­ter machen.

Wichtige Funk­tio­nen von ESMTP

• Au­then­ti­fi­zie­rung des Absenders bzw. der Ab­sen­de­rin über SMTP AUTH, um Spoofing und Spam zu ver­hin­dern.
• TLS-Ver­schlüs­se­lung über STARTTLS, sodass Nach­rich­ten beim Versand geschützt sind.
• Anhängen von Mul­ti­me­dia-Dateien (z. B. Bilder, Videos, Dokumente).
• Grö­ßen­be­schrän­kun­gen nach Server-Vorgaben (z. B. SIZE).
• Par­al­le­ler Versand an mehrere Emp­fän­ge­rin­nen und Empfänger.
• Stan­dar­di­sier­te Feh­ler­mel­dun­gen bei Un­zu­stell­bar­keit.
• Un­ter­stüt­zung von 8-Bit-Inhalten durch das Kommando 8BITMIME, womit z. B. Son­der­zei­chen und UTF-8-Symbole direkt über­tra­gen werden können.

Beispiele für ESMTP-Kommandos