网络安全-14-用户认证

《计算机与网络安全》
Hale Waihona Puke Chapter 15用户认证
本章内容

远程用户认证 基于对称加密的远程用户认证


Kerberos
基于非对称加密的远程用户认证
联合身份管理
2013-11-16
西安电子科技大学计算机学院
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§15.1 远程用户认证原理




鉴定阶段 核实阶段 认证方式 知道什么 拥有什么 静态生物特征 动态生物特征 基于网络的最重要的认证方式是
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Kerberos设计思路（续）
上述协议问题？
上述协议的问题：
（1）口令明文传送
（2）票据的有效性（多次使用） （3）访问多个服务器则需多次申请 票据（即口令多次使用）
如何解决
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Kerberos设计思路（续）

问题：


用户希望输入口令的次数最少。 口令以明文传送会被窃听。 票据重用（ticket reusable）。 引入票据许可服务器（TGS - ticket-granting server）
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以TGS密钥 加密 以会话密钥 加密
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Kerberos V4协议描述：第三阶段
Kc Ktgs Ktgs Kv
认证服务器（AS）
票据许可服务器 （TGS）
TicketV, AUC
EKC,V{TS5+1} 用户（C） Kc Kc,tgs Tickettgs＝EKtgs{KC,tgs, IDC, ADC, IDtgs, TS2, LT2} TicketV＝EKV{KC,V, IDC, ADC, IDV, TS4, LT4}
3. KDC->A: EKa [IDB ||Na||Ks|| Tb] || EKb [IDA|| Ks || Tb]||Nb 4. A -> B: EKb [IDA || Ks || Tb]||EKs[Nb]
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对称加密方法-单向认证

可以变化对KDC的使用，但是不能使用临时交互号: 1. A->KDC: IDA || IDB || N1
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AS响应
AS
同时产生一个随机会话密钥供client 和TGS 使用Kc,tgs. 会话密钥和加密的Ticket 以用户的秘密密 钥加密.
以TGS密钥加密
login name TGS name net address TGS session key
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Ticket:
TGS session key


解决办法

用于向用户分发服务器的访问票据； 认证服务器 AS 并不直接向客户发放访问应用服务器 的票据，而是由 TGS 服务器来向客户发放。
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Kerberos的票据

两种票据

票据许可票据（Ticket granting ticket）


客户访问 TGS 服务器需要提供的票据，目的是为了申 请某一个应用服务器的 “服务许可票据”； 票据许可票据由 AS 发放； 用 Tickettgs 表示访问 TGS 服务器的票据； Tickettgs 在用户登录时向 AS 申请一次，可多次重复使 用； 是客户时需要提供的票据； 用 TicketV 表示访问应用服务器 V 的票据。
TicketV, AU’C EKC,V{TS5+1} 用户（C） Kc Kc,tgs
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Kv 服务器（V）
Tickettgs＝EKtgs{KC,tgs, IDC, ADC, IDtgs, TS2, LT2} AUC＝EKC,tgs{IDC, ADC, TS3} Kc,v
AU‘C＝EKcv{IDC, ADC, TS5}
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§15.3 Kerberos



是美国麻省理工学院（MIT）开发的一种身份鉴 别服务。 “Kerberos”的本意是希腊神话中守护地狱之门的 守护者。 Kerberos提供了一个集中式的认证服务器结构， 认证服务器的功能是实现用户与其访问的服务器 间的相互鉴别。 Kerberos建立的是一个实现身份认证的框架结构。 其实现采用的是对称密钥加密技术，而未采用公 开密钥加密。 公开发布的Kerberos版本包括版本4和版本5。
3. A -> B: EKb [Ks || IDA ||T] 4. B -> A: EKs[N1] 5. A -> B: EKs[ f (N1) ]
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防止压制重放攻击: 1. A -> B: IDA || Na
2. B->KDC: IDB||Nb||E(Kb,[IDA||Na||Tb])
以用户密钥KC加密 2013-11-16
Kerberos V4协议描述：第二阶段
Kc Ktgs Ktgs Kv
认证服务器（AS）
票据许可服务器 （TGS）
IDV,Tickettgs, AUC
EKC,tgs{KC,V,IDV,TS4, TicketV}
用户（C） Kc Kc,tgs Kc,v 服务器（V） Tickettgs＝EKtgs{KC,tgs, IDC, ADC, IDtgs, TS2, LT2}
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Kerberos V4协议描述：第一阶段
Kc Ktgs Ktgs Kv
认证服务器（AS） EKc{Kc,tgs,IDtgs,TS2, LT2, Tickettgs} IDC, IDtgs,TS1
票据许可服务器 （TGS）
用户（C） Kc Kc,tgs
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Kv 服务器（V）
Tickettgs＝EKtgs{KC,tgs, IDC, ADC, IDtgs, TS2, LT2}
加密密钥 用户口令

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§15.1.1 认证协议

用于确认通信的参与者，并交换会话密钥。 认证可以是单向的也可以是相互的。

主密钥应该是

保密的 – 保护会话密钥 有时间性 – 防止重放攻击

发布的协议往往发现有缺陷需要修订
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Kerberos 要求

第一份Kerberos的需求报告:

安全性

能够有效防止攻击者假扮成另一个合法的授权 用户。 分布式服务器体系结构，提供相互备份。

可靠性


透明性

可伸缩性

能够支持大数量的客户和服务器。

用基于Needham-Schroeder的认证协议实现
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Kv
AUC＝EKC,tgs{IDC, ADC, TS3}
TicketV＝EKV{KC,V, IDC, ADC, IDV, TS4, LT4}
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访问 TGS
当client想开始使用服务,client必须首先
获得一个 ticketV. Client构造一个请求发送给TGS:
TGS Ticket 认证符 Server Name

服务许可票据（Service granting ticket）

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Kerberos v4 对话
1.
从AS得到授权票据(TGT)
每个会话进行一次
2.
从TGT获得服务授权票据
对每个不同的服务请求一次
3.
客户/服务器交换信息以获得服务
每次服务时
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有效期最小为5分钟，最大约为21小时, 往往不能满足 要求 不允许签发给一个用户的鉴别证书转发给其他工作站 或其他客户使用

认证转发能力

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Kerberos（V4）协议的缺陷（续）

领域间的鉴别

管理起来困难 非标准形式的 DES 加密（传播密码分组链接 PCBC） 方式，易受攻击 存在着攻击者重放会话报文进行攻击的可能 未对口令提供额外的保护，攻击者有机会进行口令攻击
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§15.1.1 相互认证
重放攻击


当有效的签名消息被拷贝，之后又重新被发送 简单重放 可检测的重放 不可检测的重放 不加修改的逆向重放（对称密码） 解决办法包括： 序列号 (通常不可行) 时间戳(需要同步时钟) 随机数/响应 (目前的常用方法)
2013-11-16
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Kerberos设计思路

一个简单的认证会话

其中：
(1) C AS: IDC || PC || IDv (2) AS C: Ticket (3) C V : IDC || Ticket Ticket = EKv[IDC || ADC || IDv]

则消息3可以被重放以欺骗B使用旧会话密钥，使 B遭到破坏 时间戳 (Denning 81) 使用一个额外的临时会话号 (Neuman 93)

解决的办法:

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添加时间戳: 1. A -> KDC: IDA || IDB
2. KDC -> A: EKa [Ks || IDB || T || Eb [Ks || IDA||T]]