crypto/heimdal-0.6.3/doc/whatis.texi

   1 @c $Id: whatis.texi,v 1.5 2001/01/28 22:11:23 assar Exp $
   2
   3 @node What is Kerberos?, Building and Installing, Introduction, Top
   4 @chapter What is Kerberos?
   5
   6 @quotation
   7 @flushleft
   8         Now this Cerberus had three heads of dogs,
   9         the tail of a dragon, and on his back the
  10         heads of all sorts of snakes.
  11         --- Pseudo-Apollodorus Library 2.5.12
  12 @end flushleft
  13 @end quotation
  14
  15 Kerberos is a system for authenticating users and services on a network.
  16 It is built upon the assumption that the network is ``unsafe''.  For
  17 example, data sent over the network can be eavesdropped and altered, and
  18 addresses can also be faked.  Therefore they cannot be used for
  19 authentication purposes.
  20 @cindex authentication
  21
  22 Kerberos is a trusted third-party service.  That means that there is a
  23 third party (the kerberos server) that is trusted by all the entities on
  24 the network (users and services, usually called @dfn{principals}).  All
  25 principals share a secret password (or key) with the kerberos server and
  26 this enables principals to verify that the messages from the kerberos
  27 server are authentic.  Thus trusting the kerberos server, users and
  28 services can authenticate each other.
  29
  30 @section Basic mechanism
  31
  32 @ifinfo
  33 @macro sub{arg}
  34 <\arg\>
  35 @end macro
  36 @end ifinfo
  37
  38 @tex
  39 @def@xsub#1{$_{#1}$}
  40 @global@let@sub=@xsub
  41 @end tex
  42
  43 @ifhtml
  44 @macro sub{arg}
  45 <\arg\>
  46 @end macro
  47 @end ifhtml
  48
  49 @quotation
  50 @strong{Note:} This discussion is about Kerberos version 4, but version
  51 5 works similarly.
  52 @end quotation
  53
  54 In Kerberos, principals use @dfn{tickets} to prove that they are who
  55 they claim to be. In the following example, @var{A} is the initiator of
  56 the authentication exchange, usually a user, and @var{B} is the service
  57 that @var{A} wishes to use.
  58
  59 To obtain a ticket for a specific service, @var{A} sends a ticket
  60 request to the kerberos server. The request contains @var{A}'s and
  61 @var{B}'s names (along with some other fields). The kerberos server
  62 checks that both @var{A} and @var{B} are valid principals.
  63
  64 Having verified the validity of the principals, it creates a packet
  65 containing @var{A}'s and @var{B}'s names, @var{A}'s network address
  66 (@var{A@sub{addr}}), the current time (@var{t@sub{issue}}), the lifetime
  67 of the ticket (@var{life}), and a secret @dfn{session key}
  68 @cindex session key
  69 (@var{K@sub{AB}}). This packet is encrypted with @var{B}'s secret key
  70 (@var{K@sub{B}}).  The actual ticket (@var{T@sub{AB}}) looks like this:
  71 (@{@var{A}, @var{B}, @var{A@sub{addr}}, @var{t@sub{issue}}, @var{life},
  72 @var{K@sub{AB}}@}@var{K@sub{B}}).
  73
  74 The reply to @var{A} consists of the ticket (@var{T@sub{AB}}), @var{B}'s
  75 name, the current time, the lifetime of the ticket, and the session key, all
  76 encrypted in @var{A}'s secret key (@{@var{B}, @var{t@sub{issue}},
  77 @var{life}, @var{K@sub{AB}}, @var{T@sub{AB}}@}@var{K@sub{A}}). @var{A}
  78 decrypts the reply and retains it for later use.
  79
  80 @sp 1
  81
  82 Before sending a message to @var{B}, @var{A} creates an authenticator
  83 consisting of @var{A}'s name, @var{A}'s address, the current time, and a
  84 ``checksum'' chosen by @var{A}, all encrypted with the secret session
  85 key (@{@var{A}, @var{A@sub{addr}}, @var{t@sub{current}},
  86 @var{checksum}@}@var{K@sub{AB}}). This is sent together with the ticket
  87 received from the kerberos server to @var{B}.  Upon reception, @var{B}
  88 decrypts the ticket using @var{B}'s secret key.  Since the ticket
  89 contains the session key that the authenticator was encrypted with,
  90 @var{B} can now also decrypt the authenticator. To verify that @var{A}
  91 really is @var{A}, @var{B} now has to compare the contents of the ticket
  92 with that of the authenticator. If everything matches, @var{B} now
  93 considers @var{A} as properly authenticated.
  94
  95 @c (here we should have some more explanations)
  96
  97 @section Different attacks
  98
  99 @subheading Impersonating A
 100
 101 An impostor, @var{C} could steal the authenticator and the ticket as it
 102 is transmitted across the network, and use them to impersonate
 103 @var{A}. The address in the ticket and the authenticator was added to
 104 make it more difficult to perform this attack.  To succeed @var{C} will
 105 have to either use the same machine as @var{A} or fake the source
 106 addresses of the packets. By including the time stamp in the
 107 authenticator, @var{C} does not have much time in which to mount the
 108 attack.
 109
 110 @subheading Impersonating B
 111
 112 @var{C} can hijack @var{B}'s network address, and when @var{A} sends
 113 her credentials, @var{C} just pretend to verify them. @var{C} can't
 114 be sure that she is talking to @var{A}.
 115
 116 @section Defense strategies
 117
 118 It would be possible to add a @dfn{replay cache}
 119 @cindex replay cache
 120 to the server side.  The idea is to save the authenticators sent during
 121 the last few minutes, so that @var{B} can detect when someone is trying
 122 to retransmit an already used message. This is somewhat impractical
 123 (mostly regarding efficiency), and is not part of Kerberos 4; MIT
 124 Kerberos 5 contains it.
 125
 126 To authenticate @var{B}, @var{A} might request that @var{B} sends
 127 something back that proves that @var{B} has access to the session
 128 key. An example of this is the checksum that @var{A} sent as part of the
 129 authenticator. One typical procedure is to add one to the checksum,
 130 encrypt it with the session key and send it back to @var{A}.  This is
 131 called @dfn{mutual authentication}.
 132
 133 The session key can also be used to add cryptographic checksums to the
 134 messages sent between @var{A} and @var{B} (known as @dfn{message
 135 integrity}).  Encryption can also be added (@dfn{message
 136 confidentiality}). This is probably the best approach in all cases.
 137 @cindex integrity
 138 @cindex confidentiality
 139
 140 @section Further reading
 141
 142 The original paper on Kerberos from 1988 is @cite{Kerberos: An
 143 Authentication Service for Open Network Systems}, by Jennifer Steiner,
 144 Clifford Neuman and Jeffrey I. Schiller.
 145
 146 A less technical description can be found in @cite{Designing an
 147 Authentication System: a Dialogue in Four Scenes} by Bill Bryant, also
 148 from 1988.
 149
 150 These documents can be found on our web-page at
 151 @url{http://www.pdc.kth.se/kth-krb/}.