POP (Post Office Protocol)

POPはIETFにより標準化されている電子メールの受信プロトコルです。 現在はPOPのバージョン３、通称POP3が広く利用されています。ここではこの POP3の動作を説明した後に、POP3を利用したメール受信プログラムについて 解説します。

電子メールはメールサーバ間をSMTPを使って転送されます。従って、メールの 受け取り側もSMTPを使って受信すれば簡単です。しかし、受け取り側は常時接 続されているは限りません。例えば電話回線により接続されている場合もあり ます。従って、届いたメールはメールサーバ上で一時的に保持してもらい、必 要に応じて、そのメールを取り出す機構が必要となりました。それがPOPです。

POPによるメール受け取りでは、POPに対応したサーバとクライアントのあ いだで行われます。両者はTCPを利用して通信を行い、その際のポート番号は 110を利用するのが一般的です。クライアントはサーバにメールの到着を問い 合わせます。そして、メールが届いているときはそのメールを読み出します。 POPとはこのときのクライアントとサーバのあいだの通信手順を定めたもので す。

POPの手順はクライアントからサーバにメッセージを送り、サーバへのログ インを行います。そして、サーバにメールが届いているかを調べます。そして、 必要に応じてメールを取り出します。このとき、クライアントからサーバへの メッセージはUSER、PASS、STAT、LIST、 RETRなどを含む40文字以下の文字列であり、それに対するサーバの 返答は成功、不成功に応じて+OK、+ERRから始める文字列 となります。どちらも文字列の終わりは<CRLF>となります。

POP3の動作

POP3の動作はメール呼び出しが正当なものかどうかを調べる認証と、 その後に行われるメール呼び出しの二つステップから構成されています。

POP3の認証

メールは他人に読まれては困ります。このため、メールサーバはメール呼 び出す要求があったときに、そのメールの受取人からの呼び出しであるかを調 べる必要があります。POP3ではログインと同じで秘密のパスワードを使って判 定します。つまり、メールを呼び出す前にPOPクライアントはユーザ名とパス ワードをPOPサーバに伝えます。そして、ユーザ名とパスワードが一致したら POPサーバは、POPクライアントによるメール呼び出し要求に従いメールをPOP クライアントに送ります。

このPOP3の認証方法として、 USERとPASSコマンドを使う方法で説明していきます。

POPクライアントはTCPによりPOPサーバに接続します。そして、POPクライ アントはUSERコマンドによりメールアカウント名(ログイン名)をPOP サーバにおくります。

POPサーバは返答として+OK <CRLF>というメッセージを送り返 します。なお、メールサーバ(POPサーバ)にはメールボックスがあり、POPサー バ届いたメールはこのメールボックスがためられています。しかし、メールア カウント名に対応したメールボックスがなければPOPサーバはメールを返しよ うがありません。この場合は+OK <CRLF>ではなく+ERR <CRLF>を送り返し、USERを受け取る前の状態に戻ります。

POPサーバは、パスワードが正しくないときは+ERR <CRLF>を 送り返し、USERを受け取る前の状態に戻ります。正しいときは +OK <CRLF>を返します。これでPOPサーバはPOPクライアントからの メール呼び出し要求を受理するようになります。

もう一つの認証方式

USERとPASSコマンドを利用した認証はパスワードがそのま まネットワークを通ることになります。従って、第３者に読まれてしまう危険 性をもっています。特に、新着メールの確認は所定時間毎に自動で行うことが 多いですが、その場合はパスワードが盗まれる可能性は高くなります。

従って、安全な認証方法が必要になり、それを実現するのがAPOPコ マンドです。これは暗号技術を利用したものであり、POPサーバとPOPクライア ント双方が共有している暗号鍵をもとに、使い捨てのパスワードを作り、それ をPOPサーバに送るという方法です。

コラム：暗号とは

コラム：UNIXの暗号技術

コラム：共通鍵暗号系と公開鍵暗号系

メールの呼び出し

POPクライアントはSTAT、LIST、RETR、 DELEコマンドをPOPサーバに送ってメールを呼び出しを行います。こ れらのコマンドは認証されたPOPクライアントから以外から送っても、POPサー バはコマンドを実行してくれません。

STAT

メールボックス内のメール数と全体データ量(バイト数)の問い合わせ

LIST

メールボックス内の各メールのデータ量(バイト数)の問い合わせ

RETR

メールボックスから指定したメールを読み出す。

DELE

メールボックスから指定したメールを消去

STATコマンド

メールボックス内のメール数と全体データ量(バイト数)の 問い合わせるコマンドです。

POPサーバからの返答メッセージは以下のようになります。+OK、 nn、mmは一個のスペースで区切られ、nnはメー ルボックスにたまっているメールの数、mmはそれらのメールの合計 データ量(バイト数)となります。mmの後に付加情報を追加すること もできますが、その返答メッセージの終わりは<CRLF>となる 必要があります。

例をあげます。これはメールボックスに２つのメールがあり、 それらの合計バイト数が320の場合です。

LISTコマンド

STATコマンドと同様に認証が完了していないと使えないコマンドで す。このLISTコマンドはメールボックス中の各メールのデータサイ ズを調べるコマンドです。

特定のメールのデータサイズを調べるときは、以下のようにLISTコ マンドのつぎに一個のスペースをあけて、そのメールの番号を引数として与え ます。

POPサーバは認証済みのPOPクライアントから、この コマンドを受け取ると、複数行の返答メッセージを返します。一行目は +OK<CRLF>となります。二行目以降は各メールのデータサイズ をnn mm<CRLF>の形式で返します。ここでnnはメー ルの番号、mmはそのメールのデータサイズ(バイト数)です。 そして、最後の行はメール情報の終わりを示すため.<CRLF>で 終わります。なお、メールボックスにメールがないときは +OK<CRLF>のあとに.<CRLF>を返します。

例をあげます。これはメールボックスに２つのメールがあり、 それらの合計バイト数が320の場合です。

特定のメールを調べるときは以下のようになります。

RETRコマンド

RETRコマンドはメールを呼び出すコマンドです。ただし、認証済み のPOPクライアントからのRETRコマンドだけが有効です。 以下のようにRETRコマンドのつぎに一個のスペースをあけて、 読み出したいメールの番号nnを引数として与えます。

POPサーバは認証済みのPOPクライアントから、RETRコマンドを受け 取ると、複数行の返答メッセージを返します。最初の行は +OK<CRLF>となります。二行目以降はメールの中身となります が、最後の行にはメール情報の終わりを示すため.<CRLF>とな ります。なお、メールボックスに該当のメールがないときは +OK<CRLF>のあとに.<CRLF>を返します。

例をみていきましょう。

DELEコマンド

未完

メールの呼び出し例

ここではメール呼び出しにおける、POPクライアントとPOPサーバの メッセージのやりとりを時間順に見てみます。

SMTPクライアントプログラム例

POPの例題として、POPクライアントプログラムを示します。これは第一引 数として与えたPOPサーバから、第二引数のメールアカウント名と第三引数の パスワードにより認証を行い、そのメールアカウント宛に届いたメールをすべ て呼び出して画面に表示するものです。

import java.io.*;
import java.lang.*;
import java.net.*;
import java.util.*;

public class POP3 {
  static final int DEFAULT_PORT = 110;
  static final String CRLF = "\r\n";
  String user;
  String password;
  Socket sock = null;
  BufferedReader input = null;
  DataOutputStream output = null;
  
  public static void main(String[] args) {
    if( args.length != 3 ) {
      System.out.println(
	 "Usage: java POP3 pop-server user password");
    }
    else {
      new POP3(args[0], args[1], args[2]);
    }
  }

  public POP3(String popserver, String user, String password) {
    this.user = user;
    this.password = password;
    try {
      connect(popserver, DEFAULT_PORT);
      login();
      retract();
      close();
    }
    catch (ProtocolException e) {
    }
  }
  
  public void connect(String popserver, int port) throws ProtocolException {
    try {
      sock = new Socket(popserver, port);
      input = new BufferedReader(new InputStreamReader(sock.getInputStream()));
      output = new DataOutputStream(sock.getOutputStream());
    } 
    catch (IOException e) {
      throw new ProtocolException("Can't connect POP3-server");
    }
  }
  
  public void login() throws ProtocolException {
    try{
      output.writeBytes("USER " + user + CRLF);
      if(responseError(input.readLine())) {
	throw new ProtocolException("Login denied");
      }
      output.writeBytes("PASS " + password + CRLF);
      if(responseError(input.readLine())) {
	throw new ProtocolException("Login denied");
      }
    } 
    catch(IOException e) {
      throw new ProtocolException("Can't communicate POP3-server") ;
    }
  }
  
  public void retract() throws ProtocolException {
    try{
      output.writeBytes("STAT" + CRLF) ;
      output.flush();
      String line = input.readLine();
      if(!responseError(line)) {
	StringTokenizer st = new StringTokenizer(line);
	st.nextToken();
	String number = null;
	output.writeBytes("RETR 1" + CRLF) ;
	output.flush();
	String buf = null;
	while((buf = input.readLine()) != null) {
	  System.out.println(buf);
	}
      } 
    } 
    catch(IOException e) {}
    throw new ProtocolException("Can't communicate POP3-server");
  }
  
  public void close() throws ProtocolException {
    try {
      output.writeBytes("QUIT" + CRLF) ;
      output.flush();
      sock.close();
    } 
    catch(IOException e) {
      throw new ProtocolException("Can't communicate POP3-server");
    }
  }
  
  private boolean responseError(String s) throws IOException {
    StringTokenizer st = new StringTokenizer(s) ;
    String stf = st.nextToken() ;
    return stf.equals("-ERR") ;
  }
}

プログラム中で重要な部分をみていきます。

下記の部分は認証を行う部分です。userにはメールアカウント名、 passwordにはパスワードが格納されています。

  public void login() throws ProtocolException {
    try{
      output.writeBytes("USER " + user + CRLF);
      if(responseError(input.readLine())) {
	throw new ProtocolException("Login denied");
      }
      output.writeBytes("PASS " + password + CRLF);
      if(responseError(input.readLine())) {
	throw new ProtocolException("Login denied");
      }
    } 
    catch(IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

下記はメールの呼び出し部分（未完）

  public void retract() throws ProtocolException {
    try{
      output.writeBytes("STAT" + CRLF) ;
      output.flush();
      String line = input.readLine();
      if(!responseError(line)) {
	StringTokenizer st = new StringTokenizer(line);
	st.nextToken();
	String number = null;
	output.writeBytes("RETR 1" + CRLF) ;
	output.flush();
	String buf = null;
	while((buf = input.readLine()) != null) {
	  System.out.println(buf);
	}
      } 
    } 
    catch(IOException e) {}
    throw new ProtocolException("Can't communicate POP3-server");
  }