Протокол Kerberos состоит из нескольких субпротоколов (или протоколов обмена сообщениями). Существует два метода, которыми клиент может запросить у сервера Kerberos информацию, идентифицирующую определенный сервер. Первый способ предполагает, что клиент посылает AS простой текстовый запрос билета для конкретного сервера, а в ответ получает данные, зашифрованные с помощью своего секретного ключа. Как правило, в данном случае клиент посылает запрос на билет, позволяющий получить билет (Ticket Granting Ticket, TGT), который в дальнейшем используется для работы с выдающим билеты сервером (Ticket Granting Server, TGS). Второй способ предполагает, что клиент посылает TGT-билеты на TGS-сервер так же, как будто он обменивается информацией с другим сервером приложений, требующим аутентификации Kerberos.
Информация, идентифицирующая сервер, может быть использована для идентификации партнеров по транзакции, что позволит гарантировать целостность передаваемых между ними сообщений или сохранить в секрете передаваемую информацию.
Для идентификации партнеров по транзакции клиент посылает билет на сервер. Поскольку посылаемый билет "открыт" (некоторые его части зашифрованы, но они не помешают выполнить посылку копии) и может быть перехвачен и использован злоумышленником, для подтверждения истинности партнера, пославшего билет, передается дополнительная информация, называемая аутентификатором. Она зашифрована с помощью ключа сеанса и содержит отсчет времени, подтверждающий, что сообщение было сгенерировано недавно и не является копией оригинальной посылки. Шифрование аутентификатора с помощью ключа сеанса доказывает, что информация была передана истинным партнером по обмену данными. Поскольку, кроме запрашивающего партнера и сервера, никто не знает ключ сеанса (он никогда не посылается по сети в открытом виде), с его помощью можно полностью гарантировать истинность партнера.
Целостность сообщений, которыми обмениваются партнеры, гарантируется с помощью ключа сеанса (передается в билете и содержится в информации идентификации партнера). Этот подход позволяет обнаружить атаки типа посылки злоумышленником перехваченной копии запроса и модификации потока данных. Это достигается генерированием и пересылкой контрольной суммы (хэш-функции) сообщения клиента, зашифрованной с помощью ключа сеанса. Безопасность и целостность сообщений, которыми обмениваются партнеры, может быть обеспечена шифрованием передаваемых данных с помощью ключа сеанса, передаваемого в билете и содержащегося в информации идентификации партнера.
Описанная выше аутентификация требует доступа на чтение к базе данных Kerberos. Однако иногда записи базы данных могут быть модифицированы. Это происходит, например, при добавлении новых партнеров по обмену информацией или при изменении секретного ключа партнера. Изменения базы данных выполняются с помощью специального протокола обмена между клиентом и сервером Kerberos, применяющимся и при поддержке нескольких копий баз данных Kerberos.
Для нормальной работы протокола Kerberos необходимо, чтобы каждый хост сети имел часы, которые были приблизительно синхронизированы с часами других хостов. Синхронизация необходима, чтобы было легче обнаружить факт передачи копии заранее перехваченного сообщения. Степень приблизительности синхронизации может быть установлена индивидуально для каждого сервера. Сам протокол синхронизации серверов сети должен быть защищен от атак злоумышленников.
По мере роста и усложнения компьютерных сетей предприятия, построенных на основе систем Windows, становится необходимым применение протокола, обеспечивающего более совершенную и надежную аутентификацию пользователей при доступе к распределенным ресурсам. В операционных системах Windows 2000 для этих целей начат применяться протокол аутентификации Kerberos версии 5, входящий в систему безопасности доменов Windows 2000, тесно интегрированную с Active Directory. Реализация протокола Kerberos версии 5 в Windows 2000 основана на RFC 1510. Этот документ широко обсуждался и корректировался многими организациями, работающими в области создания и применения защищенных средств передачи информации по компьютерным сетям. Аутентификация Kerberos полностью отвечает требованиям к протоколам подобного назначения и позволяет создать высокопроизводительную и защищенную сеть предприятия. Программное обеспечение Kerberos, созданное Microsoft, поддерживает всех клиентов, удовлетворяющих RFC 1510. Однако полную поддержку сетей Windows 2000 осуществляет только клиент Kerberos, разработанный Microsoft, поскольку версия Kerberos Microsoft обладает рядом расширений.
Системы Windows Server 2003 в полной мере используют все средства распределенной безопасности, внедренные в Windows 2000. Протокол Kerberos интегрирован в существующую модель распределенной безопасности Windows 2000/Server 2003. В этих системах используются расширения протокола Kerberos — так же, как и другие архитектуры безопасности, например ОСЕ и SESAME. Протокол Kerberos — один из протоколов безопасности, поддерживаемых Windows 2000/Server 2003. Кроме него, поддерживаются протоколы NTLM для совместимости с предыдущими версиями, SSL и стандарт IETF безопасности транспортного уровня. В качестве механизма безопасности применяется протокол защищенных переговоров (Simple Protected Negotiation, SPNEGO). Для обеспечения безопасности передачи данных на сетевом уровне применяется технология IP Security (IPSec).
Модель распределенной безопасности Windows Server 2003
Модель распределенной безопасности Windows Server 2003 основана на трех основных концепциях.
· Каждая рабочая станция и сервер имеют прямой доверенный путь (trust path) к контроллеру домена, членом которого является данная машина. Доверенный путь устанавливается службой NetLogon с помощью аутентифицированного соединения RPC с контроллером домена. Защищенный канал устанавливается и с другими доменами с помощью междоменных доверительных отношений. Этот канал используется для проверки информации безопасности, включая идентификаторы безопасности (Security Identifiers, SID) пользователей и групп.
· Перед выполнением запрошенных клиентом операций сетевые службы имперсонализируют контекст безопасности этого клиента. Имперсонализация основана на маркере адреса безопасности, созданном локальным администратором безопасности (Local Security Authority, LSA). Он представляет собой авторизацию клиента на сервере. Поток, находящийся на сервере и соответствующий данному клиенту, имперсонализирует контекст безопасности клиента и выполняет операции в соответствии с авторизацией данного клиента, а не в соответствии с идентификатором безопасности сервера. Имперсонализация поддерживается всеми службами Windows Server 2003, включая, например, службу удаленного файлового сервера CIFS/SNB. Аутентифицированный RPC и DCOM поддерживают имперсонализацию для распределенных приложений. Серверы семейства BackOffice: Exchange Server, SNA Server и Internet Information Server также поддерживают имперсонализацию.
· Ядро Windows Server 2003 поддерживает объектно-ориентированное управление доступом, сравнивая SID в маркере доступа с правами доступа, определенными в списке управления доступом данного объекта. Каждый объект Windows Sewer 2003 (ключи реестра, файлы и каталоги NTFS, общие ресурсы, объекты ядра, очереди печати и т. д.) имеют собственные списки управления доступом. Ядро Windows Server 2003 проверяет разрешения при каждой попытке доступа к данному объекту. Управление доступом и аудит осуществляются с помощью настройки свойств безопасности объекта, позволяющих предоставить пользователю или группе доступ к объекту. Управление авторизацией выполняется централизованно посредством включения пользователей в локальные группы системы, которым предоставлены необходимые права доступа. В операционной системе Windows Server 2003 существуют дополнительные средства обеспечения безопасности — аутентификация клиента с помощью открытого ключа посредством SSL/TLS и протокола Kerberos версии 5, которые интегрированы в систему безопасности.
Интегрированная аутентификация Kerberos
В Windows Server 2003 аутентификация Kerberos реализована на уровне доменов, что позволяет выполнять одну регистрацию в системе при доступе ко всем ресурсам сети и поддерживать модель распределенной безопасности Windows Server 2003. На любом участке дерева доменов Active Directory протокол Kerberos обеспечивает взаимную аутентификацию, ускоренную аутентификацию и транзитное доверие на аутентификацию. Аутентификация Kerberos в Windows Server 2003 используется для выполнения интерактивной регистрации пользователя в домене. Расширение стандартной аутентификации Kerberos для применения открытого ключа позволяет применять регистрацию в Windows Server 2003 с помощью смарт-карты. Протокол Kerberos реачизован в виде поставщика безопасности, доступ к которому осуществляется с применением интерфейса поддержки поставщика безопасности (Security Support Provider Interface, SSPI).