Kerberos简介

基本描述

Kerberos使用Needha-Schroeder协议作为它的基础。它使用了一个由两个独立的逻辑部分：认证服务器和票据授权服务器组成的"可信赖的第三方"，术语称为密钥分发中心（KDC）。Kerberos工作在用于证明用户身份的"票据"的基础上。

KDC持有一个密钥数据库；每个网络实体——无论是客户还是服务器——共享了一套只有他自己和KDC知道的密钥。密钥的内容用于证明实体的身份。对于两个实体间的通信，KDC产生一个会话密钥，用来加密他们之间的交互信息。

协议内容

协议的安全主要依赖于参加者对时间的松散同步和短周期的叫做Kerberos票据的认证声明。下面是对这个协议的一个简化描述，将使用以下缩写：

• AS（Authentication Server）= 认证服务器

• TGT（Ticket Granting Ticket）= 票据授权票据，票据的票据
• TGS（Ticket Granting Server）= 票据授权服务器
• SS（Service Server）= 服务器

其在网络通讯协定中属于显示层。

简单地说，用户先用共享密钥从某认证服务器得到一个身份证明。随后，用户使用这个身份证明与SS通信，而不使用共享密钥。

具体流程

（注意：此流程使用了对称加密；此流程发生在某一个Kerberos领域中；小写字母c,d,e是客户机发出的消息，大写字母A,B,E,F,G,H是各个服务器发回的消息。）

首先，用户使用客户机（用户自己的机器）上的程序登录：

1. 用户输入用户ID和密码到客户机。
2. 客户机程序运行一个单向函数（大多数为杂凑）把密码转换成密钥，这个就是客户机（用户）的"用户密钥"（K_client）。受信任的AS通过某些安全的途径也获取了与此密钥相同的密钥。

随后，客户机认证（客户机从AS获取票据的票据（TGT））：

1. 客户机向AS发送1条消息（注意：用户不向AS发送密钥（K_client），也不发送密码）：
   • 包含用户ID的明文消息，例如"用户Sunny想请求服务"（Sunny是用户ID）
2. AS检查用户ID有效性，而后返回2条消息：
   • 消息A：用户密钥（K_client）加密后的"客户机-TGS会话密钥"(K_TGS-session)（会话密钥用在将来客户机与TGS的通信（会话）上）
   • 消息B：TGS密钥（K_TGS）加密后的"票据授权票据"(TGT)（TGT包括：客户机-TGS会话密钥（K_TGS-session），用户ID，用户网址，TGT有效期）
3. 客户机用自己的密钥（K_client）解密A，得到客户机-TGS会话密钥（K_TGS-session）。（注意：客户机不能解密消息B，因为B是用TGS密钥（K_TGS）加密的）。

然后，服务授权（客户机从TGS获取票据（T））：

1. 客户机向TGS发送以下2条消息：
   • 消息c：即消息B（K_TGS加密后的TGT），和想获取的服务的服务ID（注意：不是用户ID）
   • 消息d：客户机-TGS会话密钥（K_TGS-session）加密后的"认证符"（认证符包括：用户ID，时间戳）
2. TGS用自己的密钥（K_TGS）解密c中的B得到TGT，从而得到AS提供的客户机-TGS会话密钥（K_TGS-session）。再用这个会话密钥解密d得到用户ID（认证），而后返回2条消息：
   • 消息E：服务器密钥（K_SS）加密后的"客户机-服务器票据"(T)（T包括：客户机-SS会话密钥（K_SS-session），用户ID，用户网址，T有效期）
   • 消息F：客户机-TGS会话密钥（K_TGS-session）加密后的"客户机-SS会话密钥"(K_SS_session)
3. 客户机用客户机-TGS会话密钥（K_TGS-session）解密F，得到客户机-SS会话密钥（K_SS_session）。（注意：客户机不能解密消息E，因为E是用SS密钥（K_SS）加密的）。

最后，服务请求（客户机从SS获取服务）：

1. 客户机向SS发出2条消息：
   • 消息e：即消息E
   • 消息g：客户机-服务器会话密钥（K_SS_session）加密后的"新认证符"（新认证符包括：用户ID，时间戳）
2. SS用自己的密钥（K_SS）解密e/E得到T，从而得到TGS提供的客户机-服务器会话密钥（K_SS_session）。再用这个会话密钥解密g得到用户ID（认证），而后返回1条消息（确认函：确证身份真实，乐于提供服务）：
   • 消息H：客户机-服务器会话密钥（K_SS_session）加密后的"新时间戳"（新时间戳是：客户机发送的时间戳加1）
3. 客户机用客户机-服务器会话密钥（K_SS_session）解密H，得到新时间戳。
4. 客户机检查时间戳被正确地更新，则客户机可以信赖服务器，并向服务器（SS）发送服务请求。
5. 服务器（SS）提供服务。

缺陷

• 失败于单点：它需要中心服务器的持续响应。当Kerberos服务结束前，没有人可以连接到服务器。这个缺陷可以通过使用复合Kerberos服务器和缺陷认证机制弥补。
• Kerberos要求参与通信的主机的时钟同步。票据具有一定有效期，因此，如果主机的时钟与Kerberos服务器的时钟不同步，认证会失败。默认设置要求时钟的时间相差不超过10分钟。在实践中，通常用网络时间协议后台程序来保持主机时钟同步。
• 管理协议并没有标准化，在服务器实现工具中有一些差别。RFC 3244描述了密码更改。
• 因为所有用户使用的密钥都存储于中心服务器中，危及服务器的安全的行为将危及所有用户的密钥。
• 一个危险客户机将危及用户密码。