Взаимодействие компонентов Kerberos

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478

Кратко Kerberos можно определить как протокол, обеспечивающий централизован­ную идентификацию пользователей и применяющий кодирование данных для противо­действия различным видам атак. Однако такое определение нельзя называть полным.

Система шифрования Kerberos достаточно сложна и решает ряд задач. Структура сети Kerberos также должна быть рассмотрена более подробно.

Сетевые Kerberos

Основным компонентом системы Kerberos является KDC. Он отвечает за аутентифика­цию компьютеров в области (realm) Kerberos. Обычно область Kerberos совпадает с неко­торым доменом или Internet. Например, домен может содержать единственную область Kerberos; в этом случае область скорее всего будет иметь имя THREEROOMCO. СОМ. В отличие от имен доменов Internet, имена областей Kerberos чувствительны к регистру символов. Для того чтобы подчеркнуть различия между доме­ном Internet и областью Kerberos, которая определяет тот же набор компьютеров, принято задавать имена областей символами верхнего регистра. Область Kerberos может занимать не весь домен либо включать компьютеры из нескольких доменов. Если в одном домене

находятся две или более области Kerberos, то для их идентификации в начало имени обла­сти добавляются дополнительные компоненты, например COM и REALMl.THREEROOMCO.СОМ.

В процессе работы система Kerberos выдает билеты на использование различных

служб. Подобно авиационным или театральным билетам, билеты Kerberos предоставля­ют право пользования некоторыми услугами. Существуют два основных типа билетов,

о которых будет сказано ниже.

Сервером Kerberos будем называть либо компьютер, на котором выполняется сервер­ная программа Kerberos, либо саму программу, т. е. KDC. Клиент Kerberos - это ком­пьютер либо программа, которые получают билет от сервера Kerberos. Обычно считается, что действия системы Kerberos инициирует пользователь, который отправляет запрос на получение услуг от некоторого сервера приложения (например, сервера печати).

Kerberos предоставляет билеты принципалам, в роли которых выступают пользователи либо серверные программы. Для описания принципала применяется идентификатор, со­стоящий из трех компонентов: основы (primary), экземпляра (instance) и области (realm). Этот идентификатор записывается в формате основа/экземпляр®областьЕст би­лет получает пользователь, основа представляет собой пользовательское имя. В роли принципала может также выступать сервер; в этом случае основой является имя сер­вера, например ftp. Экземпляр — не обязательный компонент, он применяется в тех случаях, когда одна и та же основа используется в различных целях. Предположим, что пользователю поставлены в соответствие два принципала: один, используемый

для решения обычных задач, и второй, предназначенный для выполнения действий по

администрированию системы. Для идентификации второго принципала может быть ис­пользован экземпляр admin. Если область имеет имя THREEROOMCO. СОМ, то идентифи­каторы принципалов будут иметь вид   luf COM и f THREEROOMCO.СОМ.

Задачи, выполняемые Kerberos

Для того чтобы понять работу средств Kerberos, надо рассмотреть задачи, решаемые

данной системой. Эти задачи кратко описаны ниже.

• Обеспечение аутентификации в сети. Чтобы предотвратить неавторизованный доступ к службам, сервер должен иметь возможность идентифицировать пользова­телей. Кроме того, в некоторых средах важно, чтобы клиент мог идентифицироватьсерверы. Это исключит работу пользователей с фальшивыми серверами, созданны­ми специально для сбора важной информации.

• Защита паролей. Многие службы по умолчанию используют незашифрованные пароли. Это создает угрозу безопасности системы, так как незакодированные паро­ли могут быть перехвачены и использованы для незаконного доступа к ресурсам. В некоторых серверах предпринимается попытка решения данной проблемы путем кодирования паролей, но в Kerberos используется нестандартный подход. Вместо того чтобы передавать пароль в зашифрованном виде, система использует его в каче­стве ключа для кодирования передаваемых данных. При этом пароль не передается, но данные может получить только тот пользователь, который знает пароль.

Многие приложения, использующие пароль для доступа к удаленным системам, предоставляют пользователю возможность сохранения пароля. Такое поведение типично, например, для почтовых серверов (POP и IMAP). Пользоваться этой возможностью крайне нежелательно, так как в случае взлома рабочей станции пароль окажется в руках злоумышленника. При работе в сети возникает также проблема смены пароля. Новый пароль приходится задавать сразу в нескольких программах. Обе проблемы позволяет решить Kerberos.

• Обеспечение однократной регистрации в сети. Kerberos дает возможность поль­зователю работать в сети, зарегистрировавшись лишь на своем компьютере. Для обмена с приложениями вводить пароль не требуется. В част­ности, достаточно зарегистрироваться один раз, чтобы получать почту с помощью керберизованной почтовой системы или обращаться к другому компьютеру, на кото­ром выполняется сервер регистрации. (Описанные возможности не распространяются на взаимодействие с внешними системами). Срок действия билета, который пользователь получает при вводе пароля, ограничен, поэтому при работе в системе в течение длительного времени приходится вводить пароль по­вторно. Однако при обращении к серверу в течение времени жизни билета задавать пароль не нужно.

Средства Kerberos должны также удовлетворять некоторым требованиям, связанным

с технической реализацией системы, но основное влияние на выбор принципа работы

Kerberos оказали три описанные выше задачи. При решении их Kerberos использует

билеты. Процесс взаимодействия с сервером включает следующие этапы.

Пользователь, работающий на рабочей станции, собирается воспользоваться неко­торыми услугами, для чего вводит имя и пароль.

2. Рабочая станция (клиент Kerberos) передает имя пользователя KDC и запрашивает TGT (ticket-granting ticket — билет на получение билета). Этот запрос обрабатыва­ется специальным компонентом Kerberos, который называется TGS (ticket-granting service — служба получения билета).

3. KDC ищет имя пользователя в базе данных. Если имя присутствует в ней, KDC возвращает В этом билете содержится имя пользователя, он предна­значен, время выдачи билета и время, в течение которого он остается действитель­ным. кодирует используя для этого пароль, содержащийся в базе данных, и передает его клиенту.

4. Клиент получает TGT и расшифровывает его с помощью пароля, введенного поль­зователем. Если попытка расшифровки оказывается успешной, клиент сохраняет билет для дальнейшей работы. Все действия с билетом остаются прозрачными для пользователя.

5. Используя данные, содержащиеся в билете, клиент отправляет KDC запрос на по­лучение такого билета, который давал бы возможность взаимодействовать с тре­буемым сервером. Поскольку данные были успешно расшифрованы, а затем снова зашифрованы, принимает их как корректные и передает серверу новый билет. Этот билет зашифрован паролем целевого сервера (его знают только сервер и KDC) и содержит имя пользователя, инициировавшего запрос, имя службы, доступ к кото­рой должен быть предоставлен, время выдачи билета, время его действия, код сеанса и другую информацию. Код сеанса выполняет роль нового пароля; этот пароль со­здан KDC и предназначен для совместного использования клиентом и сервером. Для того чтобы уменьшить риск перехвата и незаконного использования информации, устанавливается малое время действия билета.

6. Клиент принимает билет на получение услуг, но не предпринимает попытки рас­шифровать его (действия с этим билетом также прозрачны для пользователя).

7. Клиент передает билет на получение услуг целевому серверу. Этот билет рассмат­ривается как запрос на инициализацию сеанса передачи данных.

8. Сервер расшифровывает билет, пользуясь для этого паролем. Попытка расшифровки будет успешной только в том случае, если билет был корректно закодирован Если запрос корректен (билет получен от действительного пользователя, успешно расшифрован и т. д.), сервер использует код сеанса для кодирования ответа клиенту.

9. Клиент получает ответ сервера. Если данные корректны, клиент предполагает, что сервер аутентифицирован, завершает процедуру установления соединения и начи­нает передачу информации. Информация передается только в том случае, если от сервера получен допустимый ответ.

С этого момента процесс обмена данными происходит так, как будто система Kerberos не используется, за исключением того, что в составе приложений дей-

ствуют средства кодирования и декодирования данных (в обычных приложениях такие средства отсутствуют). Со временем срок действия TGT и билета на получение услуг

истекает, но это вряд ли повлияет на обмен информацией, так как срок действия билетов

обычно устанавливается равным нескольким часам. Если же такая ситуация возникла

в течение сеанса, билеты должны быть обновлены.

ВНИМАНИЕ Как видно из описанной выше процедуры, в составе билетов содержатся вре-| менные отметки. Если таймеры компьютеров, участвующих во взаимодействии, установлены по-разному, обмен данными может не состояться. В некоторых слу­чаях несоответствие системного времени может привести к снижению уровня безопасности системы. Поэтому необходимо синхронизировать таймеры на всех компьютерах, входящих в состав сети Kerberos. Сделать это можно с помощью сервера NTP (Network Time Protocol — сетевой протокол времени), описанного в главе 10.