Kerberos

Wprowadzenie

Kerberos opracowany został w Massachusetts Institute of Technology, w ramach projektu Athena. Jest to miejsce w którym miało poczštki wiele nowatorskich projektów informatycznych, w szczególnoœci zwišzanych z technologiami sieciowymi.
Teoretyczne podstawy protokołu Kerberos powstały na poczštku lat osiemdziesištych, zaœ zaimplementowany został w latach 1987/88. Od poczštku funkcjonowania system był intensywnie rozwijany i nie notował przypadków złamania zabezpieczeń.

Założenia systemu Kerberos

System Kerberos

• Działa w œrodowisku rozproszonym, w którym wyznawana jest zasada maximum zaufania do fizycznego bezpieczeństwa centralnego serwera oraz jego niezawodnoœci oraz

• braku zaufania do zabezpieczeń systemu operacyjnego klienta, poprawnoœci jego adresu oraz fizycznemu bezpieczeństwu sieci.

• Żadna tajna informacja (typu hasło użytkownika w protokole z ustalonym hasłem) nie powinna być transmitowana niebezpiecznymi kanałami (np. niechronionymi łšczami szeregowymi czy sieciowymi)
• Żadna tajna informacja (hasła, klucze tajne) nie powinna być przechowywana w systemie. Jeżeli jednak jest taka koniecznoœć to informacja ta powinna być starannie zabezpieczona przed nieupoważnionym dostępem
• Powinno być możliwe dostatecznie szybkie wykonywanie protokołu przez bioršce w nim udział strony. Wykonanie protokołu nie powinno nastręczać użytkownikowi problemów;
• Protokół powinien być tak skonstruowany, aby w razie potrzeby umożliwiał uwierzytelnianie obustronne.

• System Kerberos nie oferuje możliwoœci obrony przed atakami ze strony usług. W systemie tym włamywacz może z łatwoœciš uniemożliwić aplikacji wzięcie udziału we właœciwym przeprowadzeniu operacji uwiarygodniania. Wykrywanie ataków tego typu (z których niektóre mogš wydawać się normalnymi sytuacjami awaryjnymi w systemie) i zapobieganie im należy do obowišzków administratorów i użytkowników.
• Ponieważ serwer Kerberos, że wspólny klucz tajny jest w rzeczywistoœci tajny, użytkownicy w tym systemie muszš bezwzględnie chronić ten klucz. W wypadku skradzenia klucza użytkownika może on posłużyć do podszycia się pod użytkownika lub dowolny serwer.
• System Kerberos nie chroni przed atakami polegajšcymi na "odgadywaniu" hasła. Jeżeli użytkownik wybierze sobie łatwe hasło, haker może z łatwoœciš zastosować metodę pozasieciowego ataku przy użyciu słownika. W tej metodzie skopiowane przez hakera wiadomoœci sš poddawane kolejnym próbom odszyfrowania: użytkownik szyfruje wiadomoœci przy użyciu klucza generowanego przez system Kerberos na podstawie hasła użytkownika. Teoretycznie, po dostatecznie długim czasie, haker może odczytać hasło użytkownika ze skradzionych wiadomoœci

Koncepcja techniczna

Istota systemu polega na wydawaniu przez uprawniony centralny serwer biletów (tickets) do konkretnych usług sieciowych. Użytkownik chcšc np. przeczytać poczty musi uzyskać bilet umożliwiajšcy dostęp do serwera poczty. Uzyskanie biletu wymaga każdorazowo weryfikacji tożsamoœci, przez podanie hasła. Bilety sš ważne tylko przez okreœlony czas (zwykle do kilkunastu godzin), tak więc nawet kradzież biletu, jako zjawisko jednostkowe nie ma większego wpływu na bezpieczeństwo systemu. Bilety sš szyfrowane. Klient uzyskuje bilet, którym posłuży się do uzyskania dostępu do danego serwera, nie może jednak biletu ani odkodować, ani tym bardziej zmieniać.
Informacje uwierzytelniajšce oraz bilety szyfrowane sš przy pomocy algorytmu DES. Żadna poufna informacja nie jest nigdy przekazywana otwartym tekstem.

Charakterystycznš cechš protokołu Kerberos jest to, że system bezpieczeństwa jedynie poœredniczy w nawišzaniu łšcznoœci pomiędzy klientem a serwerem, dalsza komunikacja odbywa się już bez udziału Kerberosa, jest to korzystne ze względu na wydajnoœć.

W praktyce realizuje się wariant "biletu na bilety", który otrzymuje użytkownik rozpoczynajšc sesję i uwierzytelniajšc się hasłem. Wydawanie biletów do konkretnych usług jest już zautomatyzowane i nie wymaga interwencji użytkownika

Weryfikacja tożsamoœci użytkowników w systemie Kerberos jest dokonywana bez użycia mechanizmów uwiarygodniania systemu operacyjnego odległego komputera głównego i jego adresów oraz nie wymaga, aby wszystkie komputery główne sieci były fizycznie wyposażone w systemy ochrony.

Działanie systemu

• Użytkownik przesyła serwerowi uprawnień żšdanie "biletu na bilety", podaje identyfikator.
• Serwer generuje "bilet na bilety", szyfruje go kluczem publicznym serwera biletów, generuje klucz sesji i całoœć szyfruje kluczem publicznym użytkownika, po czym wysyła do użytkownika

• Użytkownik ze swojego hasła generuje klucz prywatny, którym może rozkodować bilet do serwera biletów (nadal zakodowany) i klucz sesji. To plus nazwa serwera plików do którego użytkownik chce uzyskać dostęp zostajš wysłane do serwera biletów.
• Serwer biletów odkodowuje bilet i weryfikuje autentycznoœć "biletu do na bilety" porównujšc klucz sesji otrzymany od użytkownika z kluczem sesji zawartym w bilecie do serwera biletów
• W razie sukcesu serwer biletów generuje bilet do konkretnego serwera plików, który szyfruje kluczem publicznym serwera plików, zamieszczajšc w nim uprzednio nowo utworzony klucz sesji i po zaszyfrowaniu wszystkiego starym kluczem sesji wysyła to do użytkownika

• Użytkownik odkodowuje starym kluczem sesji bilet do serwera plików (zakodowany cały czas kluczem serwera plików) oraz nowy klucz sesji
• Wysyła zakodowany bilet do serwera plików
• Serwer plików odkodowuje bilet kluczem prywatnym i weryfikuje jego autentycznoœć
• W tym momencie użytkownik i serwer plików jako jedyni dysponujš nowym kluczem sesji.
• Następuje wymiana zaszyfrowanych za pomocš nowego klucza sesji, informacji między użytkownikiem a serwerem plików

Słabe strony i wady protokołu Kerberos

• Serwer upoważnień oraz serwery biletów sš najwrażliwszymi ogniwami systemu. Muszš być chronione fizycznie, gdyż ich uszkodzenie lub penetracja byłyby katastrofalne dla całej sieci
• Jest niezbyt dobrze przystosowany do pracy w œrodowiskach liczšcych bardzo wielu użytkowników. Spowodowane jest to powstaniem wšskiego gardła w serwerze uprawnień . Trudno sobie na przykład wyobrazić weryfikacjię tożsamoœci wszystkich użytkowników Internetu przy pomocy systemu Kerberos.
• Możliwe jest obejœcie systemu poprzez np. oszukanie bezdyskowej stacji roboczej, która swój system pobiera z serwera plików, co może się skończyć zainstalowaniem zmienionej wersji Kerberosa umożliwiajšcej dostęp do danych niepowołanym osobom.
• Jest wrażliwy na rozszyfrowanie poza sieciš. Włamywacz może przechwycić wiadomoœć z odpowiedziš serwera przesłanš do użytkownika (zawierajšcš bilet i zaszyfrowanš przy pomocy klucza użytkownika. Następnie przy użyciu słownika może on próbować odszyfrować wiadomoœć poprzez odgadnięcie klucza prywatnego użytkownika.

Przydatne linki dotyczšce Kerberosa