crypto/heimdal/doc/whatis.texi

   1 @c $Id: whatis.texi 16769 2006-02-27 12:26:50Z joda $
   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 @html
  46 <sub>\arg\</sub>
  47 @end html
  48 @end macro
  49 @end ifhtml
  50
  51 @c ifdocbook
  52 @c macro sub{arg}
  53 @c docbook
  54 @c <subscript>\arg\</subscript>
  55 @c end docbook
  56 @c end macro
  57 @c end ifdocbook
  58
  59 @quotation
  60 @strong{Note} This discussion is about Kerberos version 4, but version
  61 5 works similarly.
  62 @end quotation
  63
  64 In Kerberos, principals use @dfn{tickets} to prove that they are who
  65 they claim to be. In the following example, @var{A} is the initiator of
  66 the authentication exchange, usually a user, and @var{B} is the service
  67 that @var{A} wishes to use.
  68
  69 To obtain a ticket for a specific service, @var{A} sends a ticket
  70 request to the kerberos server. The request contains @var{A}'s and
  71 @var{B}'s names (along with some other fields). The kerberos server
  72 checks that both @var{A} and @var{B} are valid principals.
  73
  74 Having verified the validity of the principals, it creates a packet
  75 containing @var{A}'s and @var{B}'s names, @var{A}'s network address
  76 (@var{A@sub{addr}}), the current time (@var{t@sub{issue}}), the lifetime
  77 of the ticket (@var{life}), and a secret @dfn{session key}
  78 @cindex session key
  79 (@var{K@sub{AB}}). This packet is encrypted with @var{B}'s secret key
  80 (@var{K@sub{B}}).  The actual ticket (@var{T@sub{AB}}) looks like this:
  81 (@{@var{A}, @var{B}, @var{A@sub{addr}}, @var{t@sub{issue}}, @var{life},
  82 @var{K@sub{AB}}@}@var{K@sub{B}}).
  83
  84 The reply to @var{A} consists of the ticket (@var{T@sub{AB}}), @var{B}'s
  85 name, the current time, the lifetime of the ticket, and the session key, all
  86 encrypted in @var{A}'s secret key (@{@var{B}, @var{t@sub{issue}},
  87 @var{life}, @var{K@sub{AB}}, @var{T@sub{AB}}@}@var{K@sub{A}}). @var{A}
  88 decrypts the reply and retains it for later use.
  89
  90 @sp 1
  91
  92 Before sending a message to @var{B}, @var{A} creates an authenticator
  93 consisting of @var{A}'s name, @var{A}'s address, the current time, and a
  94 ``checksum'' chosen by @var{A}, all encrypted with the secret session
  95 key (@{@var{A}, @var{A@sub{addr}}, @var{t@sub{current}},
  96 @var{checksum}@}@var{K@sub{AB}}). This is sent together with the ticket
  97 received from the kerberos server to @var{B}.  Upon reception, @var{B}
  98 decrypts the ticket using @var{B}'s secret key.  Since the ticket
  99 contains the session key that the authenticator was encrypted with,
 100 @var{B} can now also decrypt the authenticator. To verify that @var{A}
 101 really is @var{A}, @var{B} now has to compare the contents of the ticket
 102 with that of the authenticator. If everything matches, @var{B} now
 103 considers @var{A} as properly authenticated.
 104
 105 @c (here we should have some more explanations)
 106
 107 @section Different attacks
 108
 109 @subheading Impersonating A
 110
 111 An impostor, @var{C} could steal the authenticator and the ticket as it
 112 is transmitted across the network, and use them to impersonate
 113 @var{A}. The address in the ticket and the authenticator was added to
 114 make it more difficult to perform this attack.  To succeed @var{C} will
 115 have to either use the same machine as @var{A} or fake the source
 116 addresses of the packets. By including the time stamp in the
 117 authenticator, @var{C} does not have much time in which to mount the
 118 attack.
 119
 120 @subheading Impersonating B
 121
 122 @var{C} can hijack @var{B}'s network address, and when @var{A} sends
 123 her credentials, @var{C} just pretend to verify them. @var{C} can't
 124 be sure that she is talking to @var{A}.
 125
 126 @section Defence strategies
 127
 128 It would be possible to add a @dfn{replay cache}
 129 @cindex replay cache
 130 to the server side.  The idea is to save the authenticators sent during
 131 the last few minutes, so that @var{B} can detect when someone is trying
 132 to retransmit an already used message. This is somewhat impractical
 133 (mostly regarding efficiency), and is not part of Kerberos 4; MIT
 134 Kerberos 5 contains it.
 135
 136 To authenticate @var{B}, @var{A} might request that @var{B} sends
 137 something back that proves that @var{B} has access to the session
 138 key. An example of this is the checksum that @var{A} sent as part of the
 139 authenticator. One typical procedure is to add one to the checksum,
 140 encrypt it with the session key and send it back to @var{A}.  This is
 141 called @dfn{mutual authentication}.
 142
 143 The session key can also be used to add cryptographic checksums to the
 144 messages sent between @var{A} and @var{B} (known as @dfn{message
 145 integrity}).  Encryption can also be added (@dfn{message
 146 confidentiality}). This is probably the best approach in all cases.
 147 @cindex integrity
 148 @cindex confidentiality
 149
 150 @section Further reading
 151
 152 The original paper on Kerberos from 1988 is @cite{Kerberos: An
 153 Authentication Service for Open Network Systems}, by Jennifer Steiner,
 154 Clifford Neuman and Jeffrey I. Schiller.
 155
 156 A less technical description can be found in @cite{Designing an
 157 Authentication System: a Dialogue in Four Scenes} by Bill Bryant, also
 158 from 1988.
 159
 160 These documents can be found on our web-page at
 161 @url{http://www.pdc.kth.se/kth-krb/}.