第3章身份认证技术

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口令的要求



包含一定的字符数； 和ID无关； 包含特殊的字符； 大小写； 不容易被猜测到。 跟踪用户所产生的所有口令，确保这些口令不相同 定期更改其口令。 使用字典式攻击的工具找出比较脆弱的口令。许多安全工具 都具有这种双重身份： 网络管理员使用的工具：口令检验器


基于你所拥有的（What you have ）


基于你的个人特征（What you are）


双因素、多因素认证

2016/10/7
主讲教师：张维玉
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身份认证的基本模型


身份认证系统一般组成：示证者，验证者，攻击者 及可信第三方（可选） 示证者（Claimant，也称申请者）

提出某种要求 验证示证者出示的证件的正确性与合法性，并决定是否满 足其要求。 可以窃听或伪装示证者，骗取验证者的信任。
2016/10/7
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口令管理

口令属于“他知道什么”这种方式，容易被窃取。 口令的错误使用：


选择一些很容易猜到的口令； 把口令告诉别人； 把口令写在一个贴条上并把它贴在键盘旁边。 生成了合适的口令 口令更新 能够完全保密

口令管理的作用：

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主讲教师：张维玉
攻击者破获口令使用的工具：口令破译器
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2016/10/7
口令管理

口令产生器

不是让用户自己选择口令，口令产生器用于产生随机的和 可拼写口令。 强迫用户经过一段时间后就更改口令。 系统还记录至少5到10个口令，使用户不能使用刚刚使用 的口令。
免受字典式攻击或穷举法攻击

口令的时效
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对称密码认证-Kerberos
1. Kerberos 简介 2. Kerberos V4 3. Kerberos V5 4. Kerberos 缺陷
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Kerberos 简介




Kerberos 麻省理工学院为Athena 项目开发的一个 认证服务系统 目标是把UNIX认证、记帐、审计的功能扩展到网络 环境： 公共的工作站，只有简单的物理安全措施 集中管理、受保护的服务器 多种网络环境，假冒、窃听、篡改、重发等威胁 基于Needham-Schroeder认证协议，可信第三方 基于对称密钥密码算法,实现集中的身份认证和密钥 分配, 通信保密性、完整性
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采用公钥算法的机制
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采用公钥算法的机制
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采用公钥算法的机制
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采用公钥算法的机制
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采用公钥算法的机制
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基于口令的身份认证
1. 挑战/响应认证 （Challenge/Response） 2. 一次性口令（OTP, One-Time Password） 3. 口令的管理
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挑战/响应认证协议（CHAP）

Challenge and Response Handshake Protocol Client和Server共享一个密钥
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提供的安全服务



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身份认证基本途径

基于你所知道的（What you know ）

知识、口令、密码
身份证、信用卡、钥匙、智能卡、令牌等 指纹，笔迹，声音，手型，脸型，视网膜，虹膜 综合上述两种或多种因素进行认证。如ATM机取款需要银 行卡+密码双因素认证
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对称密码认证

无可信第三方参与的单向认证

一次传送鉴别
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对称密码认证

无可信第三方参与的单向认证

两次传送鉴别
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对称密码认证

无可信第三方参与的双向认证

两次传送鉴别
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弥补了Kerberos V4的不足

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Kerberos 的缺陷

对时钟同步的要求较高 猜测口令攻击 基于对称密钥的设计，不适合于大规模的应用环境
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采用公钥算法的机制


在该机制中，声称者要通过证明他知道某秘密签名 密钥来证实身份。由使用他的秘密签名密钥签署某 一消息来完成。消息可包含一个非重复值以抵抗重 放攻击。 要求验证者有声称者的有效公钥, 声称者有仅由自己 知道和使用的秘密签名私钥。
2016/10/7
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一次性口令认证（OTP）


一次性口令机制确保在每次认证中所使用的口令不 同，以对付重放攻击。 确定口令的方法： （1）两端共同拥有一串随机口令，在该串的某一 位置保持同步； （2）两端共同使用一个随机序列生成器，在该序 列生成器的初态保持同步； （3）使用时戳，两端维持同步的时钟。
2016/10/7
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对称密码认证


A:实体A的可区分标识符/B:实体B的可区分标识符 TP:可信第三方的可区分标识符 KXY:实体X和实体Y之间共享的秘密密钥,只用于对称密码技术 SX:与实体X有关的私有签名密钥,只用于非对称加密技术 NX:由实体X给出的顺序号/RX:由实体X给出的随机数 TX:由实体X原发的时变参数,它或者是时间标记TX,或者是顺序号RX Y||Z:数据项Y和Z以Y在前Z在后顺序拼接的结果 eK(Z):用密钥K的对称加密算法对数据Z加密的结果 fK(Z):使用以密钥K和任意数据串Z作为输入的密码校验函数f所产生的密 码校验值 CertX:由可信第三方签发给实体X的证书 TokenXY:实体X发给Y的权标,包含使用密码技术变换的信息 TVP:时变参数/SSX(Z):用私有签名密钥SX对数据Z进行私有签名变换所 产生的签名.
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一个更加安全的认证对话
2016/10/7
主讲教师：张维玉
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一个更加安全的认证对话
2016/10/7
主讲教师：张维玉
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Kerberos V4 的认证过程
2016/10/7
主讲教师：张维玉
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Kerberos V4 的报文交换（1）
2016/10/7
主讲教师：张维玉
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Kerberos V4 的报文交换（2）
2016/10/7
主讲教师：张维玉
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Kerberos V4 的报文交换（3）
2016/10/7
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多管理域环境下的认证
2016/10/7
主讲教师：张维玉
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多域环境下的认证过程
2016/10/7
主讲教师：张维玉
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Kerberos V5

改进Kerberos v4 的环境缺陷

加密系统依赖性： 不仅限于DES Internet协议依赖性: 不仅限于IP 消息字节次序 Ticket的时效性 Authentication forwarding Inter-realm authentication
取消了双重加密 CBC-DES替换非标准的PCBC加密模式 每次会话更新一次会话密钥 增强了抵抗口令攻击的能力
主讲教师：张维玉
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采用公钥算法的机制-PKI认证

回顾-PKI 1、起因-公钥安全分发问题



利用公钥密码系统可以构造基本的挑战/响应认证协议， 但其前提是双方必须事先知道对方的公钥。 公钥不保密，通信双方是否可以在网上交换公钥呢？ 在开放的网络环境，如Internet中，如何确保A获得的B的 公钥真正属于B呢？
第3章 身份认证技术


身份认证技术概述 基于口令的身份认证 对称密码认证 非对称密码认证 生物认证技术
2016/10/7
主讲教师：张维玉
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概述-需求

唯一的身份标识（ID）:
uid，uid@domain DN:C=CN/S=Beijing /O=BUPT/U=CS/ CN=zhang san/Email=zs@bupt.edu.cn
主讲教师：张维玉 26
2016/10/7
Kerberos 身份认证过程

一个简单的认证对话 一个更加安全的认证对话 Kerberos V4 Kerberos V5
2016/10/7
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一个简单的认证对话
2016/10/7
主讲教师：张维玉
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一个更加安全的认证对话
2016/10/7

可扩展性的要求
2016/10/7
主讲教师：张维玉
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概述-概念

概念


是网络安全的核心，其目的是防止未授权用户访问网络资 源。 指证实客户的真实身份与其所声称的身份是否相符的过程
作为访问控制服务的一种必要支持，访问控制服务的执行 依赖于确知的身份 作为提供数据源认证的一种可能方法（当与数据完整性机 制结合起来使用时） 作为对责任原则的一种直接支持，如审计追踪中提供与某 活动相联系的确知身份
2016/10/7
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一次性口令认证（OTP）

S/Key SecurID
2016/10/7
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SKEY验证程序


其安全性依赖于一个单向函数。为建立这样的系统 A输入一随机数R，计算机计算f（R）, f（ f（R）） ， f（ f（ f（R）） ），…,共计算100次，计算得到 的数为x1, x2 , x3 ,… x100，A打印出这样的表，随身 携带，计算机将x101存在A的名字旁边。 第一次登录，键入x100 以后依次键入xi ，计算机计算f(xi)，并将它与xi+1比 较。



限制登录次数

2016/10/7
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对称密码认证


基于对称密码算法的鉴别依靠一定协议下的数据加 密处理。通信双方共享一个密钥（通常存储在硬件 中），该密钥在询问—应答协议中处理或加密信息 交换。 单向认证：仅对实体中的一个进行认证。 双向认证：两个通信实体相互进行认证。
主讲教师：张维玉
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对称密码认证

无可信第三方参与的双向认证

三次传送鉴别
2016/10/7
主讲教师：张维玉
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对称密码认证

涉及可信第三方参与的双向认证

四次传送鉴别
2016/10/7
主讲教师：张维玉
23
对称密码认证

涉及可信第三方参与的双向认证

五次传送鉴别
2016/10/7
主讲教师：张维玉
2016/10/7
主讲教师：张维玉
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PKI认证-X.509协议


Biblioteka Baidu

ITU-T的X.509协议是1988年发布，1993年修订， 1995年起草了第3版，即 X.509v3。 X.509定义了由X.500目录服务向用户提供身份认证 服务的框架，目录作为公钥的存储库。 X.509中定义的公钥证书结构和认证协议已得到广泛 应用，X.509是一个重要标准。 X.509基于公钥加密和数字签名，没有专门指定公钥 加密算法，推荐使用RSA。数字签名要求使用散列 函数，没有专门指定散列算法。

验证者（Verifier）


攻击者（Attacker）

2016/10/7
主讲教师：张维玉
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身份认证的基本模型

可信第三方(Trusted Third Party)

在必要时作为第四方出现 可参与调节纠纷

认证信息AI（Authentication Information）
2016/10/7

2、可能遭遇攻击-中间人攻击
2016/10/7
主讲教师：张维玉
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回顾-PKI


3、产生 公钥基础设施 PKI (Public Key Infrastructure)的核 心思想就是建立大家都信任的第三方，由它来参与 公钥的分发。 Internet标准组织中正在制订PKI标准的工作组是 PKIX (Internet X.509 Public Key Infrastructure)。 PKIX 使用X.509v3公钥证书。
2016/10/7
主讲教师：张维玉
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PKI认证-X.509认证框架
2016/10/7

抗被动的威胁（窃听），口令不在网上明码传输
2016/10/7
主讲教师：张维玉
2
概述-需求

抵抗主动的威胁，比如阻断、伪造、重放，网络上 传输的认证信息不可重用
2016/10/7
主讲教师：张维玉
3
概述-需求

双向认证

域名欺骗、地址假冒等 路由控制

单点登录（Single SignOn）

用户只需要一次认证操 作就可以访问多种服务