Архитектура Kerberos и движение билетов

Kerberos был разработан в MIT в рамках проекта Athena в 1980-х годах для обеспечения безопасной сетевой аутентификации в распределённой вычислительной среде. Названный в честь трёхглавого пса, охраняющего подземный мир, он обеспечивает взаимную аутентификацию клиентов и служб с помощью доверенной третьей стороны — центра распределения ключей.

KDC состоит из двух логических компонентов: службы аутентификации (AS) и службы выдачи билетов (TGS). В Microsoft Active Directory обе службы работают на контроллере домена. AS обрабатывает первоначальный вход в систему и выдаёт билеты для получения билетов (TGT). TGS выдаёт билеты служб для доступа к конкретным службам.

Клиент начинает аутентификацию, отправляя AS-REQ службе аутентификации. Современный Kerberos требует предварительной аутентификации: клиент шифрует временную метку своим долговременным ключом (производным от пароля), чтобы доказать знание пароля. Это предотвращает автономные атаки по словарю на незащищённые сообщения AS-REQ.

AS проверяет данные предварительной аутентификации и отвечает сообщением AS-REP, содержащим билет для получения билетов (TGT), зашифрованный долговременным ключом учётной записи krbtgt (клиент не может его расшифровать), и ключ сеанса, зашифрованный долговременным ключом клиента. Клиент расшифровывает только предназначенную ему часть, чтобы получить ключ сеанса TGS.

Когда клиенту требуется доступ к службе, он отправляет TGS-REQ службе выдачи билетов, включая TGT (как подтверждение личности) и аутентификатор, зашифрованный ключом сеанса TGS. TGS расшифровывает TGT с помощью ключа krbtgt, чтобы проверить личность клиента.

TGS отвечает билетом службы, зашифрованным долговременным ключом целевой службы, а также новым ключом сеанса, зашифрованным для клиента. Клиент не может прочитать содержимое билета службы — ему доступна только зашифрованная для него часть. Этот билет службы подтверждает службе личность клиента.

Клиент отправляет AP-REQ целевой службе, включая билет службы и новый аутентификатор, зашифрованный ключом сеанса службы. Служба расшифровывает билет службы своим долговременным ключом, проверяет аутентификатор и аутентифицирует клиента. Пароль никогда не передаётся службе.

Область Kerberos — это административный домен, управляемый одним KDC. Межобластная аутентификация устанавливается с помощью межобластных ключей, которыми обмениваются KDC разных областей. Когда клиент в области A получает доступ к службе в области B, KDC области A выдаёт билет-перенаправление, который клиент предъявляет KDC области B.

Для билетов Kerberos настраивается срок действия (обычно 10 часов для TGT), после которого требуется новая аутентификация. TGT также можно настроить с возможностью продления: клиент сможет запросить у KDC новый TGT без повторного ввода учётных данных, пока не будет достигнут максимальный срок продления.

Kerberos использует два типа ключей. Долговременные ключи производятся из паролей учётных записей и используются только для шифрования частей сообщений аутентификации. Ключи сеансов заново согласуются для каждого обмена данными аутентификации и используются в самом сеансе связи. Компрометация ключа сеанса не раскрывает долговременный ключ.

Kerberos обеспечивает взаимную аутентификацию (проверяются и клиент, и служба), защиту от повторного воспроизведения (с помощью временных меток и аутентификаторов) и прямую секретность отдельных сеансов. В штатном режиме KDC никогда не раскрывает долговременные ключи. Основное допущение о доверии заключается в том, что сам KDC не скомпрометирован.

Каково назначение билета для получения билетов (TGT) в Kerberos?

Kerberos использует KDC с компонентами AS и TGS. Вход в систему создаёт TGT (AS-REQ/AS-REP). Для доступа к службе требуется обменять TGT на билет службы (TGS-REQ/TGS-REP). Билет службы предъявляется целевой службе (AP-REQ). Читать билеты могут только KDC и соответствующие службы. Области обеспечивают междоменную аутентификацию через межобластное доверие.