《上海交大密码学课件--第13讲.认证协议与证书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上海交大密码学课件--第13讲.认证协议与证书（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十三讲. Kerberos认证协议与X.509,上海交通大学,1. Kerberos认证服务协议,是一项认证协议 解决的问题： 在一个公开的分布式环境中，工作站上的用户希望访问分布在网络中的服务器上的服务 服务器希望能够限制授权用户的访问，并能对服务请求进行鉴别。,2.Kerberos使用的加密体制,Kerberos不是为每一个服务器构造一个身份认证协议，而是提供一个中心认证服务器，提供用户到服务器和服务器到用户的认证服务。 Kerberos采用传统加密算法（无公钥体制） 常用版本：Kerberos Version4和Version5 (RFC1510),3. Kerberos的解决方案,在
2、一个分布式的client/server体系机构中采用一个或多个Kerberos服务器提供一个认证服务。 总体方案是提供一个可信第三方的认证服务。,4. Kerberos系统满足的要求,安全.网络窃听者不能获得必要信息以假冒其它用户；Kerberos应足够强壮以至于潜在的敌人无法找到它的弱点连接。 可靠。Kerberos应高度可靠，并且应借助于一 个分布式服务器体系结构，使得一个系统能够备份另一个系统。 透明。理想情况下，用户除了要求输入口令以外应感觉不到认证的发生。 可伸缩。系统应能够支持大数量的客户和服务器,5. Kerberos Version4,引入一个信任的第三方认证服务，采用一个基于
3、Needham & Schroeder协议。 采用DES，精心设计协议，提供认证服务。,6.一个简单的认证对话,引入认证服务器(AS)，它知道所有用户的口令并将它们存储在一个中央数据库中。另外，AS与每一个服务器有一个唯一的保密密钥。这些密钥已经通过物理上或以更安全的手段分发,考虑以下假定的对话：,IDV : identifier of V PC : password of user on C ADC : network address of C KV : AS与V共有的保密密钥,C,V,AS,(1),(2),(3),考虑以下假定的对话：,(1) C AS: IDC | PC | IDV (2
4、) AS C: Ticket (3) C V : IDC | Ticket Ticket = EKVIDC | ADC | IDV,IDV : identifier of V PC : password of user on C ADC : network address of C KV : AS与V共有的保密密钥,C,V,AS,(1),(2),(3),其中： C : client AS : Authentication Server V : server IDC : identifier of user on C,7.上述对话存在的问题,两个主要问题 希望用户输入口令的次数最少。 口令以明文
5、传送会被窃听。 解决办法 票据重用（ticket reusable） 票据需可服务器（ticket-granting server，TGS）,8.改进后的假想的对话：,用户登录的每次对话: (1) C AS : IDC | IDtgs (2) AS C : EKCTickettgs 每种服务类型一次： (3) C TGS : IDC | IDv | Tickettgs (4) TGS C : TicketV 每种服务会话一次： (5) C V : IDC | TicketV Tickettgs = EKtgsIDC|ADC|IDtgs|TS1|Lifetime1 TicketV = EKVID
6、C|ADC|IDV|TS2|Lifetime2,C,V,AS,(1),(2),(3),TGS,(4),(5),Kerberos,9.方案的详细描述,用户向AS请求代表该用户的票据许可票据。 AS发回加密的票据，密钥由口令导出(AS与客户共享) 票据许可票据包含用户ID、网络地址、TGS的ID、时戳与生存期。 用户请求服务许可票据。 TGS验证，如通过则发服务许可票据。 用户使用服务许可票据请求服务。,10.改进方案仍存在的问题 与TGS相关的生存期问题； 太长则不安全？太短则需要再次输入口令？如何应付票据的过期使用？ 需要额外的要求 （1）TGS需要证实票据使用者与票据所有者一致；（2）要服务
7、器向客户进行认证其本身；（防止假的服务器）,11. Kerberos V4 的认证对话,解决方案 会话密钥（session key） AS用安全方式向用户和TGS各自提供一块秘密信息， 然后用户也以安全方式向TGS出示该秘密来证明自己的身份。这个秘密就是会话密钥,12.Kerberos V4报文交换总结（1）,认证服务交换：获得票据许可票据 (1) C AS : IDC | IDtgs | TS1 (2) AS C : EKCKc,tgs | IDtgs | TS2 | Lifetime2 | Tickettgs Tickettgs = EKtgs Kc,tgs | IDC | ADC | I
8、Dtgs | TS2 | Lifetime2,13.Kerberos V4报文交换总结（2）,票据许可服务交换：获得服务许可票据 (3) C TGS : IDV | Tickettgs | Authenticatorc (4) TGS C : EKc,tgsKc,v | IDV | TS4 | Ticketv Tickettgs = EKtgsKc,tgs| IDC| ADC| IDtgs | TS2 | Lifetime2 Ticketv = EKVKc,v|IDC|ADC| IDv|TS4|Lifetime4 Authenticatorc = EKc,tgsIDc|ADc|TS3,14.K
9、erberos V4报文交换总结（3）,客户/服务器认证交换：获得服务 (5) C V : Ticketv | Authenticatorc (6) V C : EKc,vTS5+1 ( for mutual authentication) Ticketv = EKVKc,v|IDc|ADc|IDv|TS4|Lifetime4 Authenticatorc = EKc,vIDc|ADc|TS5,15. 要素与基本原理,(a) 认证服务交换 Message(1) Client 请求 ticket-granting ticket IDC : 告诉AS本client端的用户标识； IDtgs : 告
10、诉AS用户请求访问TGS； TS1 : 让AS验证client端的时钟是与AS的时钟同步的； Message(2) AS返回ticket-granting ticket EKC : 基于用户口令的加密，使得AS和client可以验证口令， 并保护Message(2)。 Kc,tgs : session key的副本，由AS产生，client可用于在AS与client 之间信息的安全交换，而不必共用一个永久的key。 IDtgs : 确认这个ticket是为TGS制作的。 TS2 : 告诉client该ticket签发的时间。 Lifetime2: 告诉client该ticket的有效期； Ti
11、ckettgs: client用来访问TGS的ticket。,16. 基本原理(续),(b) 票据许可服务交换 Message(3) client 请求service-granting ticket IDv: 告诉TGS用户要访问服务器V； Tickettgs : 向TGS证实该用户已被AS认证； Authenticatorc:由client生成，用于验证ticket； Message(4) TGS返回service-granting ticket EKc,tgs : 仅由C和TGS共享的密钥；用以保护Message(4)； Kc,tgs: session key的副本，由TGS生成，供cli
12、ent和server之间 信息的安全交换，而无须共用一个永久密钥。 IDv : 确认该ticket是为server V签发的； TS4 : 告诉client该ticket签发的时间； TicketV : client用以访问服务器V的ticket； Tickettgs: 可重用，从而用户不必重新输入口令； EKtgs : ticket用只有AS和TGS才知道的密钥加密，以预防篡改； Kc,tgs : TGS可用的session key副本，用于解密authenticator,从而 认证ticket； IDc : 指明该ticket的正确主人；,17 基本原理,客户/服务器鉴别交换: Messa
13、ge(5) client 请求服务 Ticketv : 向服务器证实该用户已被AS认证； Authenticatorc:由客户生成，用于验证ticket有效； Message(6) 客户对服务器的可选认证 Ekc,v : 使C确认报文来自V； TS51： 使C确信这不使报文重放； TicketV : client用以访问服务器V的ticket； EKv : 用只有AS和TGS才知道的密钥加密的票据，以预 防篡改； Kc,v: 用户的会话密钥副本； IDc ： 票据的合法用户； ADc： 防止非法使用； IDv: 使服务器确信解密正确；,18.Kerberos领域和多个域服务,一个完整的Kerb
14、eros环境（域）包括一个Kerberos服务器，一组工作站，和一组应用服务器，满足下列要求： Kerberos服务器必须在其数据库中拥有所有参与用户的ID(UID)和口令散列表。所有用户均在Kerberos服务器上注册。 Kerberos服务器必须与每一个服务器之间共享一个保密密钥。所有服务器均在Kerberos服务器上注册。,19.不同域间的鉴别机制,条件： 每一个辖区的Kerberos 服务器与其它辖区内的Kerberos服务器之间共享一个保密密钥。两个Kerberos服务器互相注册。,20.获得另一领域中的认证服务,分三步骤： （1）获得本地TGS的访问权； （2）请求一张远程TGS的
15、票据许可票据； （3）向远程TGS申请其领域内的服务许可票据,细节描述： (1) C AS : IDC | IDtgs | TS1 (2) AS C : EKCKc,tgs | IDtgs | TS2 | Lifetime2 | Tickettgs (3) C TGS: IDtgsrem | Tickettgs | Authenticatorc (4) TGS C: EKc,tgsKc,tgsrem | IDtgsrem | TS4 | Tickettgsrem (5) C TGSrem: IDvrem | Tickettgsrem | Authenticatorc (6) TGS C: EK
16、c,tgsremKc,vrem | IDvrem | TSb | Ticketvrem (7) C Vrem: Ticketvrem | Authenticatorc,C,AS,TGS,TGSrem,Vrem,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),21. Kerberos Version 5,改进version 4 的环境缺陷 加密系统依赖性，需DES Internet协议依赖性，需IP地址 消息字节次序（不明确字节顺序） Ticket的时效性（可能太短） 认证转发，用户的认证不能转发到其它主机或用户。 域间认证，,公钥证书 22. 公开公证或证书机构,可信的离线服务器 serv
