switch to getarg directly
[heimdal.git] / doc / standardisation / draft-ietf-cat-kerberos-pk-init-33.txt
blob6f84c1a71ef1e9847931f7e30f54ec546f0d8120
1 NETWORK WORKING GROUP                                             L. Zhu
2 Internet-Draft                                     Microsoft Corporation
3 Expires: July 28, 2006                                           B. Tung
4                                       USC Information Sciences Institute
5                                                         January 24, 2006
8      Public Key Cryptography for Initial Authentication in Kerberos
9                    draft-ietf-cat-kerberos-pk-init-33
11 Status of this Memo
13    By submitting this Internet-Draft, each author represents that any
14    applicable patent or other IPR claims of which he or she is aware
15    have been or will be disclosed, and any of which he or she becomes
16    aware will be disclosed, in accordance with Section 6 of BCP 79.
18    Internet-Drafts are working documents of the Internet Engineering
19    Task Force (IETF), its areas, and its working groups.  Note that
20    other groups may also distribute working documents as Internet-
21    Drafts.
23    Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
24    and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any
25    time.  It is inappropriate to use Internet-Drafts as reference
26    material or to cite them other than as "work in progress."
28    The list of current Internet-Drafts can be accessed at
29    http://www.ietf.org/ietf/1id-abstracts.txt.
31    The list of Internet-Draft Shadow Directories can be accessed at
32    http://www.ietf.org/shadow.html.
34    This Internet-Draft will expire on July 28, 2006.
36 Copyright Notice
38    Copyright (C) The Internet Society (2006).
40 Abstract
42    This document describes protocol extensions (hereafter called PKINIT)
43    to the Kerberos protocol specification.  These extensions provide a
44    method for integrating public key cryptography into the initial
45    authentication exchange, by using asymmetric-key signature and/or
46    encryption algorithms in pre-authentication data fields.
52 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                 [Page 1]
54 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
57 Table of Contents
59    1.  Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3
60    2.  Conventions Used in This Document  . . . . . . . . . . . . . .  5
61    3.  Extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  5
62      3.1.  Definitions, Requirements, and Constants . . . . . . . . .  6
63        3.1.1.  Required Algorithms  . . . . . . . . . . . . . . . . .  6
64        3.1.2.  Defined Message and Encryption Types . . . . . . . . .  7
65        3.1.3.  Kerberos Encryption Types Defined for CMS
66                Algorithm Identifiers  . . . . . . . . . . . . . . . .  8
67      3.2.  PKINIT Pre-authentication Syntax and Use . . . . . . . . .  9
68        3.2.1.  Generation of Client Request . . . . . . . . . . . . .  9
69        3.2.2.  Receipt of Client Request  . . . . . . . . . . . . . . 14
70        3.2.3.  Generation of KDC Reply  . . . . . . . . . . . . . . . 18
71        3.2.4.  Receipt of KDC Reply . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
72      3.3.  Interoperability Requirements  . . . . . . . . . . . . . . 26
73      3.4.  KDC Indication of PKINIT Support . . . . . . . . . . . . . 26
74    4.  Security Considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
75    5.  Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
76    6.  IANA Considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
77    7.  References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
78      7.1.  Normative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
79      7.2.  Informative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
80    Appendix A.  PKINIT ASN.1 Module . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
81    Appendix B.  Test Vectors  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
82    Appendix C.  Miscellaneous Information about Microsoft Windows
83                 PKINIT Implementations  . . . . . . . . . . . . . . . 39
84    Authors' Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
85    Intellectual Property and Copyright Statements . . . . . . . . . . 42
108 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                 [Page 2]
110 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
113 1.  Introduction
115    The Kerberos V5 protocol [RFC4120] involves use of a trusted third
116    party known as the Key Distribution Center (KDC) to negotiate shared
117    session keys between clients and services and provide mutual
118    authentication between them.
120    The corner-stone of Kerberos V5 is the Ticket and the Authenticator.
121    A Ticket encapsulates a symmetric key (the ticket session key) in an
122    envelope (a public message) intended for a specific service.  The
123    contents of the Ticket are encrypted with a symmetric key shared
124    between the service principal and the issuing KDC.  The encrypted
125    part of the Ticket contains the client principal name, amongst other
126    items.  An Authenticator is a record that can be shown to have been
127    recently generated using the ticket session key in the associated
128    Ticket.  The ticket session key is known by the client who requested
129    the ticket.  The contents of the Authenticator are encrypted with the
130    associated ticket session key.  The encrypted part of an
131    Authenticator contains a timestamp and the client principal name,
132    amongst other items.
134    As shown in Figure 1 below, the Kerberos V5 protocol consists of the
135    following message exchanges between the client and the KDC, and the
136    client and the application service:
138     - The Authentication Service (AS) Exchange
140       The client obtains an "initial" ticket from the Kerberos
141       authentication server (AS), typically a Ticket Granting Ticket
142       (TGT).  The AS-REQ message and the AS-REP message are the request
143       and the reply message respectively between the client and the AS.
145     - The Ticket Granting Service (TGS) Exchange
147       The client subsequently uses the TGT to authenticate and request a
148       service ticket for a particular service, from the Kerberos ticket-
149       granting server (TGS).  The TGS-REQ message and the TGS-REP
150       message are the request and the reply message respectively between
151       the client and the TGS.
153     - The Client/Server Authentication Protocol (AP) Exchange
155       The client then makes a request with an AP-REQ message, consisting
156       of a service ticket and an authenticator that certifies the
157       client's possession of the ticket session key.  The server may
158       optionally reply with an AP-REP message.  AP exchanges typically
159       negotiate session specific symmetric keys.
164 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                 [Page 3]
166 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
169    Usually, the AS and TGS are integrated in a single device also known
170    as the KDC.
172       Figure 1:  The Message Exchanges in the Kerberos V5 Protocol
174                           +--------------+
175                +--------->|  KDC         |
176        AS-REQ /   +-------|              |
177              /   /        +--------------+
178             /   /          ^           |
179            /    |AS-REP   /            |
180           |     |        / TGS-REQ     + TGS-REP
181           |     |       /             /
182           |     |      /             /
183           |     |     /   +---------+
184           |     |    /   /
185           |     |   /   /
186           |     |  /   /
187           |     v /   v
188          ++-------+------+             +-----------------+
189          |  Client       +------------>|  Application    |
190          |               |    AP-REQ   |  Server         |
191          |               |<------------|                 |
192          +---------------+    AP-REP   +-----------------+
194    In the AS exchange, the KDC reply contains the ticket session key,
195    amongst other items, that is encrypted using a key (the AS reply key)
196    shared between the client and the KDC.  The AS reply key is typically
197    derived from the client's password for human users.  Therefore for
198    human users the attack resistance strength of the Kerberos protocol
199    is no stronger than the strength of their passwords.
201    The use of asymmetric cryptography in the form of X.509 certificates
202    [RFC3280] is popular for facilitating data origin authentication and
203    perfect secrecy.  An established Public Key Infrastructure (PKI)
204    provides key management and key distribution mechanisms that can be
205    used to establish authentication and secure communication.  Adding
206    public-key cryptography to Kerberos provides a nice congruence to
207    public-key protocols, obviates the human users' burden to manage
208    strong passwords, and allows Kerberized applications to take
209    advantage of existing key services and identity management.
211    The advantage afforded by the Kerberos TGT is that the client exposes
212    his long-term secrets only once.  The TGT and its associated session
213    key can then be used for any subsequent service ticket requests.  One
214    result of this is that all further authentication is independent of
215    the method by which the initial authentication was performed.
216    Consequently, initial authentication provides a convenient place to
220 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                 [Page 4]
222 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
225    integrate public-key cryptography into Kerberos authentication.  In
226    addition, the use of symmetric cryptography after the initial
227    exchange is preferred for performance.
229    This document describes the methods and data formats using which the
230    client and the KDC can use public and private key pairs to mutually
231    authenticate in the AS exchange and negotiate the AS reply key, known
232    only by the client and the KDC, to encrypt the AS-REP sent by the
233    KDC.
236 2.  Conventions Used in This Document
238    The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT",
239    "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this
240    document are to be interpreted as described in [RFC2119].
242    In this protocol, both the client and the KDC have a public-private
243    key pair in order to prove their identities to each other over the
244    open network.  The term "signature key" is used to refer to the
245    private key of the key pair being used.
247    The encryption key used to encrypt the enc-part field of the KDC-REP
248    in the AS-REP [RFC4120] is referred to as the AS reply key.
250    An empty sequence in an optional field can be either included or
251    omitted: both encodings are permitted and considered equivalent.
253    The term "Modular Exponential Diffie-Hellman" is used to refer to the
254    Diffie-Hellman key exchange as described in [RFC2631], in order to
255    differentiate it from other equivalent representations of the same
256    key agreement algorithm.
259 3.  Extensions
261    This section describes extensions to [RFC4120] for supporting the use
262    of public-key cryptography in the initial request for a ticket.
264    Briefly, this document defines the following extensions to [RFC4120]:
266    1. The client indicates the use of public-key authentication by
267       including a special preauthenticator in the initial request.  This
268       preauthenticator contains the client's public-key data and a
269       signature.
276 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                 [Page 5]
278 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
281    2. The KDC tests the client's request against its authentication
282       policy and trusted Certification Authorities (CAs).
284    3. If the request passes the verification tests, the KDC replies as
285       usual, but the reply is encrypted using either:
287       a. a key generated through a Diffie-Hellman (DH) key exchange
288          [RFC2631] [IEEE1363] with the client, signed using the KDC's
289          signature key; or
291       b. a symmetric encryption key, signed using the KDC's signature
292          key and encrypted using the client's public key.
294       Any keying material required by the client to obtain the
295       encryption key for decrypting the KDC reply is returned in a pre-
296       authentication field accompanying the usual reply.
298    4. The client validates the KDC's signature, obtains the encryption
299       key, decrypts the reply, and then proceeds as usual.
301    Section 3.1 of this document enumerates the required algorithms and
302    necessary extension message types.  Section 3.2 describes the
303    extension messages in greater detail.
305 3.1.  Definitions, Requirements, and Constants
307 3.1.1.  Required Algorithms
309    All PKINIT implementations MUST support the following algorithms:
311    o  AS reply key enctype: aes128-cts-hmac-sha1-96 and aes256-cts-hmac-
312       sha1-96 [RFC3962].
314    o  Signature algorithm: sha-1WithRSAEncryption [RFC3279].
316    o  AS reply key delivery method: Diffie-Hellman key exchange
317       [RFC2631].
319    o  Algorithms identified in the contentEncryptionAlgorithm field of
320       the type EncryptedContentInfo [RFC3852] for encrypting the
321       temporary key in the encryptedKey field of the type
322       KeyTransRecipientInfo [RFC3852] with a public key, as described in
323       Section 3.2.3.2: rsaEncryption [RFC3447] [RFC3279].
325    o  Algorithms identified in the contentEncryptionAlgorithm field of
326       the type EncryptedContentInfo [RFC3852] for encrypting the AS
327       reply key with the temporary key contained in the encryptedKey
328       field of the type KeyTransRecipientInfo [RFC3852], as described in
332 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                 [Page 6]
334 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
337       Section 3.2.3.2: des-ede3-cbc (three-key 3DES, CBC mode)
338       [RFC3370].
340    In addition, implementations of this specification MUST be capable of
341    processing the Extended Key Usage (EKU) extension and the id-pkinit-
342    san (as defined in Section 3.2.2) otherName of the Subject
343    Alternative Name (SAN) extension in X.509 certificates [RFC3280].
345 3.1.2.  Defined Message and Encryption Types
347    PKINIT makes use of the following new pre-authentication types:
349        PA_PK_AS_REQ                                 16
350        PA_PK_AS_REP                                 17
352    PKINIT also makes use of the following new authorization data type:
354        AD_INITIAL_VERIFIED_CAS                       9
356    PKINIT introduces the following new error codes:
358        KDC_ERR_CLIENT_NOT_TRUSTED                   62
359        KDC_ERR_INVALID_SIG                          64
360        KDC_ERR_DH_KEY_PARAMETERS_NOT_ACCEPTED       65
361        KDC_ERR_CANT_VERIFY_CERTIFICATE              70
362        KDC_ERR_INVALID_CERTIFICATE                  71
363        KDC_ERR_REVOKED_CERTIFICATE                  72
364        KDC_ERR_REVOCATION_STATUS_UNKNOWN            73
365        KDC_ERR_CLIENT_NAME_MISMATCH                 75
366        KDC_ERR_INCONSISTENT_KEY_PURPOSE             77
367        KDC_ERR_DIGEST_IN_CERT_NOT_ACCEPTED          78
368        KDC_ERR_PA_CHECKSUM_MUST_BE_INCLUDED         79
369        KDC_ERR_DIGEST_IN_SIGNED_DATA_NOT_ACCEPTED   80
371    PKINIT uses the following typed data types for errors:
373        TD_TRUSTED_CERTIFIERS                       104
374        TD_INVALID_CERTIFICATES                     105
375        TD_DH_PARAMETERS                            109
377    The ASN.1 module for all structures defined in this document (plus
378    IMPORT statements for all imported structures) is given in
379    Appendix A.
381    All structures defined in or imported into this document MUST be
382    encoded using Distinguished Encoding Rules (DER) [X680] [X690]
383    (unless otherwise noted).  All data structures carried in OCTET
384    STRINGs must be encoded according to the rules specified in
388 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                 [Page 7]
390 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
393    corresponding specifications.
395    Interoperability note: Some implementations may not be able to decode
396    wrapped Cryptographic Message Syntax (CMS) [RFC3852] objects encoded
397    with BER; specifically, they may not be able to decode indefinite
398    length encodings.  To maximize interoperability, implementers SHOULD
399    encode CMS objects used in PKINIT with DER.
401 3.1.3.  Kerberos Encryption Types Defined for CMS Algorithm Identifiers
403    PKINIT defines the following Kerberos encryption type numbers
404    [RFC3961], which can be used in the etype field of the AS-REQ
405    [RFC4120] message to indicate to the KDC the client's acceptance of
406    the corresponding algorithms (including public encryption algorithms,
407    bulk encryption algorithms, and signature algorithms) for use with
408    Cryptographic Message Syntax (CMS) [RFC3852].
410    Per [RFC4120], the encryption types in the etype field are in the
411    decreasing preference order of the client.  Note that there is no
412    significance in the relative order between any two of different types
413    of algorithms: public key encryption algorithms, bulk encryption
414    algorithms and signature algorithms.
416    The presence of each of these encryption types in the etype field is
417    equivalent to the presence of the corresponding algorithm Object
418    Identifier (OID) in the supportedCMSTypes field as described in
419    Section 3.2.1.  And the preference order expressed in the
420    supportedCMSTypes field would override the preference order listed in
421    the etype field.
424     Kerberos Encryption Type Name  Num  Corresponding Algorithm OID
425     ============================== === ===============================
426     id-dsa-with-sha1-CmsOID        9   id-dsa-with-sha1 [RFC3279]
427     md5WithRSAEncryption-CmsOID    10  md5WithRSAEncryption [RFC3279]
428     sha-1WithRSAEncryption-CmsOID  11  sha-1WithRSAEncryption [RFC3279]
429     rc2-cbc-EnvOID                 12  rc2-cbc [RFC3370]
430     rsaEncryption-EnvOID           13  rsaEncryption [RFC3447][RFC3279]
431     id-RSAES-OAEP-EnvOID           14  id-RSAES-OAEP [RFC3447][RFC3279]
432     des-ede3-cbc-EnvOID            15  des-ede3-cbc [RFC3370]
434    The above encryption type numbers are used only to indicate support
435    for the use of the corresponding algorithms in PKINIT; they do not
436    correspond to actual Kerberos encryption types [RFC3961] and MUST NOT
437    be used in the etype field of the Kerberos EncryptedData type
438    [RFC4120].  The practice of assigning Kerberos encryption type
439    numbers to indicate support for CMS algorithms is considered
440    deprecated, and new numbers should not be assigned for this purpose.
444 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                 [Page 8]
446 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
449    Instead, the supportedCMSTypes field should be used to identify the
450    algorithms supported by the client and the preference order of the
451    client.
453    For maximum interoperability, however, PKINIT clients wishing to
454    indicate to the KDC the support for one or more of the algorithms
455    listed above SHOULD include the corresponding encryption type numbers
456    in the etype field of the AS-REQ.
458 3.2.  PKINIT Pre-authentication Syntax and Use
460    This section defines the syntax and use of the various pre-
461    authentication fields employed by PKINIT.
463 3.2.1.  Generation of Client Request
465    The initial authentication request (AS-REQ) is sent as per [RFC4120];
466    in addition, a pre-authentication data element, whose padata-type is
467    PA_PK_AS_REQ and whose padata-value contains the DER encoding of the
468    type PA-PK-AS-REQ, is included.
470        PA-PK-AS-REQ ::= SEQUENCE {
471           signedAuthPack          [0] IMPLICIT OCTET STRING,
472                    -- Contains a CMS type ContentInfo encoded
473                    -- according to [RFC3852].
474                    -- The contentType field of the type ContentInfo
475                    -- is id-signedData (1.2.840.113549.1.7.2),
476                    -- and the content field is a SignedData.
477                    -- The eContentType field for the type SignedData is
478                    -- id-pkinit-authData (1.3.6.1.5.2.3.1), and the
479                    -- eContent field contains the DER encoding of the
480                    -- type AuthPack.
481                    -- AuthPack is defined below.
482           trustedCertifiers       [1] SEQUENCE OF
483                       ExternalPrincipalIdentifier OPTIONAL,
484                    -- Contains a list of CAs, trusted by the client,
485                    -- that can be used to certify the KDC.
486                    -- Each ExternalPrincipalIdentifier identifies a CA
487                    -- or a CA certificate (thereby its public key).
488                    -- The information contained in the
489                    -- trustedCertifiers SHOULD be used by the KDC as
490                    -- hints to guide its selection of an appropriate
491                    -- certificate chain to return to the client.
492           kdcPkId                 [2] IMPLICIT OCTET STRING
493                                       OPTIONAL,
494                    -- Contains a CMS type SignerIdentifier encoded
495                    -- according to [RFC3852].
496                    -- Identifies, if present, a particular KDC
500 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                 [Page 9]
502 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
505                    -- public key that the client already has.
506           ...
507        }
509        DHNonce ::= OCTET STRING
511        ExternalPrincipalIdentifier ::= SEQUENCE {
512           subjectName            [0] IMPLICIT OCTET STRING OPTIONAL,
513                    -- Contains a PKIX type Name encoded according to
514                    -- [RFC3280].
515                    -- Identifies the certificate subject by the
516                    -- distinguished subject name.
517                    -- REQUIRED when there is a distinguished subject
518                    -- name present in the certificate.
519          issuerAndSerialNumber   [1] IMPLICIT OCTET STRING OPTIONAL,
520                    -- Contains a CMS type IssuerAndSerialNumber encoded
521                    -- according to [RFC3852].
522                    -- Identifies a certificate of the subject.
523                    -- REQUIRED for TD-INVALID-CERTIFICATES and
524                    -- TD-TRUSTED-CERTIFIERS.
525          subjectKeyIdentifier    [2] IMPLICIT OCTET STRING OPTIONAL,
526                    -- Identifies the subject's public key by a key
527                    -- identifier.  When an X.509 certificate is
528                    -- referenced, this key identifier matches the X.509
529                    -- subjectKeyIdentifier extension value.  When other
530                    -- certificate formats are referenced, the documents
531                    -- that specify the certificate format and their use
532                    -- with the CMS must include details on matching the
533                    -- key identifier to the appropriate certificate
534                    -- field.
535                    -- RECOMMENDED for TD-TRUSTED-CERTIFIERS.
536           ...
537        }
539        AuthPack ::= SEQUENCE {
540           pkAuthenticator         [0] PKAuthenticator,
541           clientPublicValue       [1] SubjectPublicKeyInfo OPTIONAL,
542                    -- Type SubjectPublicKeyInfo is defined in
543                    -- [RFC3280].
544                    -- Specifies Diffie-Hellman domain parameters
545                    -- and the client's public key value [IEEE1363].
546                    -- The DH public key value is encoded as a BIT
547                    -- STRING according to [RFC3279].
548                    -- This field is present only if the client wishes
549                    -- to use the Diffie-Hellman key agreement method.
550           supportedCMSTypes       [2] SEQUENCE OF AlgorithmIdentifier
551                                       OPTIONAL,
552                    -- Type AlgorithmIdentifier is defined in
556 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 10]
558 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
561                    -- [RFC3280].
562                    -- List of CMS public key encryption algorithm
563                    -- identifiers, bulk encryption algorithm
564                    -- identifiers, or signature algorithm identifiers
565                    -- supported by the client in order of (decreasing)
566                    -- preference.
567           clientDHNonce           [3] DHNonce OPTIONAL,
568                    -- Present only if the client indicates that it
569                    -- wishes to reuse DH keys or to allow the KDC to
570                    -- do so (see Section 3.2.3.1).
571           ...
572        }
574        PKAuthenticator ::= SEQUENCE {
575           cusec                   [0] INTEGER (0..999999),
576           ctime                   [1] KerberosTime,
577                    -- cusec and ctime are used as in [RFC4120], for
578                    -- replay prevention.
579           nonce                   [2] INTEGER (0..4294967295),
580                    -- Chosen randomly;  This nonce does not need to
581                    -- match with the nonce in the KDC-REQ-BODY.
582           paChecksum              [3] OCTET STRING OPTIONAL,
583                    -- MUST be present.
584                    -- Contains the SHA1 checksum, performed over
585                    -- KDC-REQ-BODY.
586           ...
587        }
589    The ContentInfo [RFC3852] structure contained in the signedAuthPack
590    field of the type PA-PK-AS-REQ is encoded according to [RFC3852] and
591    is filled out as follows:
593    1.  The contentType field of the type ContentInfo is id-signedData
594        (as defined in [RFC3852]), and the content field is a SignedData
595        (as defined in [RFC3852]).
597    2.  The eContentType field for the type SignedData is id-pkinit-
598        authData: { iso(1) org(3) dod(6) internet(1) security(5)
599        kerberosv5(2) pkinit(3) authData(1) }.  Notes to CMS
600        implementers: the signed attribute content-type MUST be present
601        in this SignedData instance and its value is id-pkinit-authData
602        according to [RFC3852].
604    3.  The eContent field for the type SignedData contains the DER
605        encoding of the type AuthPack.
612 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 11]
614 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
617    4.  The signerInfos field of the type SignedData contains a single
618        signerInfo, which contains the signature over the type AuthPack.
620    5.  The AuthPack structure contains a PKAuthenticator, the client
621        public key information, the CMS encryption types supported by the
622        client and a DHNonce.  The pkAuthenticator field certifies to the
623        KDC that the client has recent knowledge of the signing key that
624        authenticates the client.  The clientPublicValue field specifies
625        Diffie-Hellman domain parameters and the client's public key
626        value.  The DH public key value is encoded as a BIT STRING
627        according to [RFC3279].  The clientPublicValue field is present
628        only if the client wishes to use the Diffie-Hellman key agreement
629        method.  The supportedCMSTypes field specifies the list of CMS
630        algorithm identifiers that are supported by the client in order
631        of (decreasing) preference, and can be used to identify a
632        signature algorithm or a public key encryption algorithm in the
633        keyEncryptionAlgorithm field of the type KeyTransRecipientInfo or
634        a bulk encryption algorithm in the contentEncryptionAlgorithm
635        field of the type EncryptedContentInfo [RFC3852] when encrypting
636        the AS reply key as described in Section 3.2.3.2.  However, there
637        is no significance in the relative order between any two of
638        different types of algorithms: public key encryption algorithms,
639        bulk encryption algorithms and signature algorithms.  The
640        clientDHNonce field is described later in this section.
642    6.  The ctime field in the PKAuthenticator structure contains the
643        current time on the client's host, and the cusec field contains
644        the microsecond part of the client's timestamp.  The ctime and
645        cusec fields are used together to specify a reasonably accurate
646        timestamp [RFC4120].  The nonce field is chosen randomly.  The
647        paChecksum field MUST be present and it contains a SHA1 checksum
648        that is performed over the KDC-REQ-BODY [RFC4120].  In order to
649        ease future migration from the use of SHA1, the paChecksum field
650        is made optional syntactically: when the request is extended to
651        negotiate hash algorithms, the new client wishing not to use SHA1
652        will send the request in the extended message syntax without the
653        paChecksum field.  The KDC conforming to this specification MUST
654        return a KRB-ERROR [RFC4120] message with the code
655        KDC_ERR_PA_CHECKSUM_MUST_BE_INCLUDED (see Section 3.2.3).  That
656        will allow a new client to retry with SHA1 if allowed by the
657        local policy.
659    7.  The certificates field of the type SignedData contains
660        certificates intended to facilitate certification path
661        construction, so that the KDC can verify the signature over the
662        type AuthPack.  For path validation, these certificates SHOULD be
663        sufficient to construct at least one certification path from the
664        client certificate to one trust anchor acceptable by the KDC
668 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 12]
670 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
673        [RFC4158].  The client MUST be capable of including such a set of
674        certificates if configured to do so.  The certificates field MUST
675        NOT contain "root" CA certificates.
677    8.  The client's Diffie-Hellman public value (clientPublicValue) is
678        included if and only if the client wishes to use the Diffie-
679        Hellman key agreement method.  The Diffie-Hellman domain
680        parameters [IEEE1363] for the client's public key are specified
681        in the algorithm field of the type SubjectPublicKeyInfo [RFC3279]
682        and the client's Diffie-Hellman public key value is mapped to a
683        subjectPublicKey (a BIT STRING) according to [RFC3279].  When
684        using the Diffie-Hellman key agreement method, implementations
685        MUST support Oakley 1024-bit Modular Exponential (MODP) well-
686        known group 2 [RFC2412] and Oakley 2048-bit MODP well-known group
687        14 [RFC3526], and SHOULD support Oakley 4096-bit MODP well-known
688        group 16 [RFC3526].
690        The Diffie-Hellman field size should be chosen so as to provide
691        sufficient cryptographic security [RFC3766].
693        When MODP Diffie-Hellman is used, the exponents should have at
694        least twice as many bits as the symmetric keys that will be
695        derived from them [ODL99].
697    9.  The client may wish to reuse DH keys or to allow the KDC to do so
698        (see Section 3.2.3.1).  If so, then the client includes the
699        clientDHNonce field.  This nonce string MUST be as long as the
700        longest key length of the symmetric key types that the client
701        supports.  This nonce MUST be chosen randomly.
703    The ExternalPrincipalIdentifier structure is used in this document to
704    identify the subject's public key thereby the subject principal.
705    This structure is filled out as follows:
707    1.  The subjectName field contains a PKIX type Name encoded according
708        to [RFC3280].  This field identifies the certificate subject by
709        the distinguished subject name.  This field is REQUIRED when
710        there is a distinguished subject name present in the certificate
711        being used.
713    2.  The issuerAndSerialNumber field contains a CMS type
714        IssuerAndSerialNumber encoded according to [RFC3852].  This field
715        identifies a certificate of the subject.  This field is REQUIRED
716        for TD-INVALID-CERTIFICATES and TD-TRUSTED-CERTIFIERS (both
717        structures are defined in Section 3.2.2).
724 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 13]
726 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
729    3.  The subjectKeyIdentifier [RFC3852] field identifies the subject's
730        public key by a key identifier.  When an X.509 certificate is
731        referenced, this key identifier matches the X.509
732        subjectKeyIdentifier extension value.  When other certificate
733        formats are referenced, the documents that specify the
734        certificate format and their use with the CMS must include
735        details on matching the key identifier to the appropriate
736        certificate field.  This field is RECOMMENDED for TD-TRUSTED-
737        CERTIFIERS (as defined in Section 3.2.2).
739    The trustedCertifiers field of the type PA-PK-AS-REQ contains a list
740    of CAs, trusted by the client, that can be used to certify the KDC.
741    Each ExternalPrincipalIdentifier identifies a CA or a CA certificate
742    (thereby its public key).
744    The kdcPkId field of the type PA-PK-AS-REQ contains a CMS type
745    SignerIdentifier encoded according to [RFC3852].  This field
746    identifies, if present, a particular KDC public key that the client
747    already has.
749 3.2.2.  Receipt of Client Request
751    Upon receiving the client's request, the KDC validates it.  This
752    section describes the steps that the KDC MUST (unless otherwise
753    noted) take in validating the request.
755    The KDC verifies the client's signature in the signedAuthPack field
756    according to [RFC3852].
758    If, while validating the client's X.509 certificate [RFC3280], the
759    KDC cannot build a certification path to validate the client's
760    certificate, it sends back a KRB-ERROR [RFC4120] message with the
761    code KDC_ERR_CANT_VERIFY_CERTIFICATE.  The accompanying e-data for
762    this error message is a TYPED-DATA (as defined in [RFC4120]) that
763    contains an element whose data-type is TD_TRUSTED_CERTIFIERS, and
764    whose data-value contains the DER encoding of the type TD-TRUSTED-
765    CERTIFIERS:
767        TD-TRUSTED-CERTIFIERS ::= SEQUENCE OF
768                       ExternalPrincipalIdentifier
769                    -- Identifies a list of CAs trusted by the KDC.
770                    -- Each ExternalPrincipalIdentifier identifies a CA
771                    -- or a CA certificate (thereby its public key).
773    Each ExternalPrincipalIdentifier (as defined in Section 3.2.1) in the
774    TD-TRUSTED-CERTIFIERS structure identifies a CA or a CA certificate
775    (thereby its public key) trusted by the KDC.
780 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 14]
782 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
785    Upon receiving this error message, the client SHOULD retry only if it
786    has a different set of certificates (from those of the previous
787    requests) that form a certification path (or a partial path) from one
788    of the trust anchors acceptable by the KDC to its own certificate.
790    If, while processing the certification path, the KDC determines that
791    the signature on one of the certificates in the signedAuthPack field
792    is invalid, it returns a KRB-ERROR [RFC4120] message with the code
793    KDC_ERR_INVALID_CERTIFICATE.  The accompanying e-data for this error
794    message is a TYPED-DATA that contains an element whose data-type is
795    TD_INVALID_CERTIFICATES, and whose data-value contains the DER
796    encoding of the type TD-INVALID-CERTIFICATES:
798        TD-INVALID-CERTIFICATES ::= SEQUENCE OF
799                       ExternalPrincipalIdentifier
800                    -- Each ExternalPrincipalIdentifier identifies a
801                    -- certificate (sent by the client) with an invalid
802                    -- signature.
804    Each ExternalPrincipalIdentifier (as defined in Section 3.2.1) in the
805    TD-INVALID-CERTIFICATES structure identifies a certificate (that was
806    sent by the client) with an invalid signature.
808    If more than one X.509 certificate signature is invalid, the KDC MAY
809    include one IssuerAndSerialNumber per invalid signature within the
810    TD-INVALID-CERTIFICATES.
812    The client's X.509 certificate is validated according to [RFC3280].
814    Based on local policy, the KDC may also check whether any X.509
815    certificates in the certification path validating the client's
816    certificate have been revoked.  If any of them have been revoked, the
817    KDC MUST return an error message with the code
818    KDC_ERR_REVOKED_CERTIFICATE; if the KDC attempts to determine the
819    revocation status but is unable to do so, it SHOULD return an error
820    message with the code KDC_ERR_REVOCATION_STATUS_UNKNOWN.  The
821    certificate or certificates affected are identified exactly as for
822    the error code KDC_ERR_INVALID_CERTIFICATE (see above).
824    Note that the TD_INVALID_CERTIFICATES error data is only used to
825    identify invalid certificates sent by the client in the request.
827    The client's public key is then used to verify the signature.  If the
828    signature fails to verify, the KDC MUST return an error message with
829    the code KDC_ERR_INVALID_SIG.  There is no accompanying e-data for
830    this error message.
832    In addition to validating the client's signature, the KDC MUST also
836 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 15]
838 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
841    check that the client's public key used to verify the client's
842    signature is bound to the client's principal name as specified in the
843    AS-REQ as follows:
845    1. If the KDC has its own binding between either the client's
846       signature-verification public key or the client's certificate and
847       the client's Kerberos principal name, it uses that binding.
849    2. Otherwise, if the client's X.509 certificate contains a Subject
850       Alternative Name (SAN) extension carrying a KRB5PrincipalName
851       (defined below) in the otherName field of the type GeneralName
852       [RFC3280], it binds the client's X.509 certificate to that name.
854       The type of the otherName field is AnotherName.  The type-id field
855       of the type AnotherName is id-pkinit-san:
857        id-pkinit-san OBJECT IDENTIFIER ::=
858          { iso(1) org(3) dod(6) internet(1) security(5) kerberosv5(2)
859            x509SanAN (2) }
861       And the value field of the type AnotherName is a
862       KRB5PrincipalName.
864        KRB5PrincipalName ::= SEQUENCE {
865            realm                   [0] Realm,
866            principalName           [1] PrincipalName
867        }
869    If the Kerberos client name in the AS-REQ does not match a name bound
870    by the KDC (the binding can be in the certificate, for example as
871    described above), or if there is no binding found by the KDC, the KDC
872    MUST return an error message with the code
873    KDC_ERR_CLIENT_NAME_MISMATCH.  There is no accompanying e-data for
874    this error message.
876    Even if the certification path is validated and the certificate is
877    mapped to the client's principal name, the KDC may decide not to
878    accept the client's certificate, depending on local policy.
880    The KDC MAY require the presence of an Extended Key Usage (EKU)
881    KeyPurposeId [RFC3280] id-pkinit-KPClientAuth in the extensions field
882    of the client's X.509 certificate:
884        id-pkinit-KPClientAuth OBJECT IDENTIFIER ::=
885          { iso(1) org(3) dod(6) internet(1) security(5) kerberosv5(2)
886            pkinit(3) keyPurposeClientAuth(4) }
887               -- PKINIT client authentication.
888               -- Key usage bits that MUST be consistent:
892 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 16]
894 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
897               -- digitalSignature.
899    The digitalSignature key usage bit [RFC3280] MUST be asserted when
900    the intended purpose of the client's X.509 certificate is restricted
901    with the id-pkinit-KPClientAuth EKU.
903    If this EKU KeyPurposeId is required but it is not present or if the
904    client certificate is restricted not to be used for PKINIT client
905    authentication per Section 4.2.1.13 of [RFC3280], the KDC MUST return
906    an error message of the code KDC_ERR_INCONSISTENT_KEY_PURPOSE.  There
907    is no accompanying e-data for this error message.  KDCs implementing
908    this requirement SHOULD also accept the EKU KeyPurposeId id-ms-kp-sc-
909    logon (1.3.6.1.4.1.311.20.2.2) as meeting the requirement, as there
910    are a large number of X.509 client certificates deployed for use with
911    PKINIT which have this EKU.
913    As a matter of local policy, the KDC MAY decide to reject requests on
914    the basis of the absence or presence of other specific EKU OID's.
916    If the digest algorithm used in generating the CA signature for the
917    public key in any certificate of the request is not acceptable by the
918    KDC, the KDC MUST return a KRB-ERROR [RFC4120] message with the code
919    KDC_ERR_DIGEST_IN_CERT_NOT_ACCEPTED.  The accompanying e-data MUST be
920    encoded in TYPED-DATA although none is defined at this point.
922    If the client's public key is not accepted with reasons other than
923    what were specified above, the KDC returns a KRB-ERROR [RFC4120]
924    message with the code KDC_ERR_CLIENT_NOT_TRUSTED.  There is no
925    accompanying e-data currently defined for this error message.
927    The KDC MUST check the timestamp to ensure that the request is not a
928    replay, and that the time skew falls within acceptable limits.  The
929    recommendations for clock skew times in [RFC4120] apply here.  If the
930    check fails, the KDC MUST return error code KRB_AP_ERR_REPEAT or
931    KRB_AP_ERR_SKEW, respectively.
933    If the clientPublicValue is filled in, indicating that the client
934    wishes to use the Diffie-Hellman key agreement method, the KDC SHOULD
935    check to see if the key parameters satisfy its policy.  If they do
936    not, it MUST return an error message with the code
937    KDC_ERR_DH_KEY_PARAMETERS_NOT_ACCEPTED.  The accompanying e-data is a
938    TYPED-DATA that contains an element whose data-type is
939    TD_DH_PARAMETERS, and whose data-value contains the DER encoding of
940    the type TD-DH-PARAMETERS:
942        TD-DH-PARAMETERS ::= SEQUENCE OF AlgorithmIdentifier
943                    -- Each AlgorithmIdentifier specifies a set of
944                    -- Diffie-Hellman domain parameters [IEEE1363].
948 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 17]
950 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
953                    -- This list is in decreasing preference order.
955    TD-DH-PARAMETERS contains a list of Diffie-Hellman domain parameters
956    that the KDC supports in decreasing preference order, from which the
957    client SHOULD pick one to retry the request.
959    The AlgorithmIdentifier structure is defined in [RFC3280] and is
960    filled in according to [RFC3279].  More specifically Section 2.3.3 of
961    [RFC3279] describes how to fill in the AlgorithmIdentifier structure
962    in the case where MODP Diffie-Hellman key exchange is used.
964    If the client included a kdcPkId field in the PA-PK-AS-REQ and the
965    KDC does not possess the corresponding key, the KDC MUST ignore the
966    kdcPkId field as if the client did not include one.
968    If the digest algorithm used by the id-pkinit-authData is not
969    acceptable by the KDC, the KDC MUST return a KRB-ERROR [RFC4120]
970    message with the code KDC_ERR_DIGEST_IN_SIGNED_DATA_NOT_ACCEPTED.
971    The accompanying e-data MUST be encoded in TYPED-DATA although none
972    is defined at this point.
974 3.2.3.  Generation of KDC Reply
976    If the paChecksum filed in the request is not present, the KDC
977    conforming to this specification MUST return a KRB-ERROR [RFC4120]
978    message with the code KDC_ERR_PA_CHECKSUM_MUST_BE_INCLUDED.  The
979    accompanying e-data MUST be encoded in TYPED-DATA (no error data is
980    defined by this specification).
982    Assuming that the client's request has been properly validated, the
983    KDC proceeds as per [RFC4120], except as follows.
985    The KDC MUST set the initial flag and include an authorization data
986    element of ad-type [RFC4120] AD_INITIAL_VERIFIED_CAS in the issued
987    ticket.  The ad-data [RFC4120] field contains the DER encoding of the
988    type AD-INITIAL-VERIFIED-CAS:
990        AD-INITIAL-VERIFIED-CAS ::= SEQUENCE OF
991                       ExternalPrincipalIdentifier
992                    -- Identifies the certification path based on which
993                    -- the client certificate was validated.
994                    -- Each ExternalPrincipalIdentifier identifies a CA
995                    -- or a CA certificate (thereby its public key).
997    The AD-INITIAL-VERIFIED-CAS structure identifies the certification
998    path based on which the client certificate was validated.  Each
999    ExternalPrincipalIdentifier (as defined in Section 3.2.1) in the AD-
1000    INITIAL-VERIFIED-CAS structure identifies a CA or a CA certificate
1004 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 18]
1006 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1009    (thereby its public key).
1011    Note that the syntax for the AD-INITIAL-VERIFIED-CAS authorization
1012    data does permit empty SEQUENCEs to be encoded.  Such empty sequences
1013    may only be used if the KDC itself vouches for the user's
1014    certificate.
1016    The AS wraps any AD-INITIAL-VERIFIED-CAS data in AD-IF-RELEVANT
1017    containers if the list of CAs satisfies the AS' realm's local policy
1018    (this corresponds to the TRANSITED-POLICY-CHECKED ticket flag
1019    [RFC4120]).  Furthermore, any TGS MUST copy such authorization data
1020    from tickets used within a PA-TGS-REQ of the TGS-REQ into the
1021    resulting ticket.  If the list of CAs satisfies the local KDC's
1022    realm's policy, the TGS MAY wrap the data into the AD-IF-RELEVANT
1023    container, otherwise it MAY unwrap the authorization data out of the
1024    AD-IF-RELEVANT container.
1026    Application servers that understand this authorization data type
1027    SHOULD apply local policy to determine whether a given ticket bearing
1028    such a type *not* contained within an AD-IF-RELEVANT container is
1029    acceptable.  (This corresponds to the AP server checking the
1030    transited field when the TRANSITED-POLICY-CHECKED flag has not been
1031    set [RFC4120].)  If such a data type is contained within an AD-IF-
1032    RELEVANT container, AP servers MAY apply local policy to determine
1033    whether the authorization data is acceptable.
1035    A pre-authentication data element, whose padata-type is PA_PK_AS_REP
1036    and whose padata-value contains the DER encoding of the type PA-PK-
1037    AS-REP (defined below), is included in the AS-REP [RFC4120].
1039        PA-PK-AS-REP ::= CHOICE {
1040           dhInfo                  [0] DHRepInfo,
1041                    -- Selected when Diffie-Hellman key exchange is
1042                    -- used.
1043           encKeyPack              [1] IMPLICIT OCTET STRING,
1044                    -- Selected when public key encryption is used.
1045                    -- Contains a CMS type ContentInfo encoded
1046                    -- according to [RFC3852].
1047                    -- The contentType field of the type ContentInfo is
1048                    -- id-envelopedData (1.2.840.113549.1.7.3).
1049                    -- The content field is an EnvelopedData.
1050                    -- The contentType field for the type EnvelopedData
1051                    -- is id-signedData (1.2.840.113549.1.7.2).
1052                    -- The eContentType field for the inner type
1053                    -- SignedData (when unencrypted) is
1054                    -- id-pkinit-rkeyData (1.3.6.1.5.2.3.3) and the
1055                    -- eContent field contains the DER encoding of the
1056                    -- type ReplyKeyPack.
1060 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 19]
1062 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1065                    -- ReplyKeyPack is defined in Section 3.2.3.2.
1066           ...
1067        }
1069        DHRepInfo ::= SEQUENCE {
1070           dhSignedData            [0] IMPLICIT OCTET STRING,
1071                    -- Contains a CMS type ContentInfo encoded according
1072                    -- to [RFC3852].
1073                    -- The contentType field of the type ContentInfo is
1074                    -- id-signedData (1.2.840.113549.1.7.2), and the
1075                    -- content field is a SignedData.
1076                    -- The eContentType field for the type SignedData is
1077                    -- id-pkinit-DHKeyData (1.3.6.1.5.2.3.2), and the
1078                    -- eContent field contains the DER encoding of the
1079                    -- type KDCDHKeyInfo.
1080                    -- KDCDHKeyInfo is defined below.
1081           serverDHNonce           [1] DHNonce OPTIONAL,
1082                    -- Present if and only if dhKeyExpiration is
1083                    -- present in the KDCDHKeyInfo.
1084           ...
1085        }
1087        KDCDHKeyInfo ::= SEQUENCE {
1088           subjectPublicKey        [0] BIT STRING,
1089                    -- The KDC's DH public key.
1090                    -- The DH public key value is encoded as a BIT
1091                    -- STRING according to [RFC3279].
1092           nonce                   [1] INTEGER (0..4294967295),
1093                    -- Contains the nonce in the pkAuthenticator field
1094                    -- in the request if the DH keys are NOT reused,
1095                    -- 0 otherwise.
1096           dhKeyExpiration         [2] KerberosTime OPTIONAL,
1097                    -- Expiration time for KDC's key pair,
1098                    -- present if and only if the DH keys are reused.
1099                    -- If present, the KDC's DH public key MUST not be
1100                    -- used past the point of this expiration time.
1101                    -- If this field is omitted then the serverDHNonce
1102                    -- field MUST also be omitted.
1103           ...
1104        }
1106    The content of the AS-REP is otherwise unchanged from [RFC4120].  The
1107    KDC encrypts the reply as usual, but not with the client's long-term
1108    key.  Instead, it encrypts it with either a shared key derived from a
1109    Diffie-Hellman exchange, or a generated encryption key.  The contents
1110    of the PA-PK-AS-REP indicate which key delivery method is used.
1112    In addition, the lifetime of the ticket returned by the KDC MUST NOT
1116 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 20]
1118 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1121    exceed that of the client's public-private key pair.  The ticket
1122    lifetime, however, can be shorter than that of the client's public-
1123    private key pair.  For the implementations of this specification, the
1124    lifetime of the client's public-private key pair is the validity
1125    period in X.509 certificates [RFC3280], unless configured otherwise.
1127 3.2.3.1.  Using Diffie-Hellman Key Exchange
1129    In this case, the PA-PK-AS-REP contains a DHRepInfo structure.
1131    The ContentInfo [RFC3852] structure for the dhSignedData field is
1132    filled in as follows:
1134    1.  The contentType field of the type ContentInfo is id-signedData
1135        (as defined in [RFC3852]), and the content field is a SignedData
1136        (as defined in [RFC3852]).
1138    2.  The eContentType field for the type SignedData is the OID value
1139        for id-pkinit-DHKeyData: { iso(1) org(3) dod(6) internet(1)
1140        security(5) kerberosv5(2) pkinit(3) DHKeyData(2) }.  Notes to CMS
1141        implementers: the signed attribute content-type MUST be present
1142        in this SignedData instance and its value is id-pkinit-DHKeyData
1143        according to [RFC3852].
1145    3.  The eContent field for the type SignedData contains the DER
1146        encoding of the type KDCDHKeyInfo.
1148    4.  The KDCDHKeyInfo structure contains the KDC's public key, a nonce
1149        and optionally the expiration time of the KDC's DH key being
1150        reused.  The subjectPublicKey field of the type KDCDHKeyInfo
1151        field identifies KDC's DH public key.  This DH public key value
1152        is encoded as a BIT STRING according to [RFC3279].  The nonce
1153        field contains the nonce in the pkAuthenticator field in the
1154        request if the DH keys are NOT reused.  The value of this nonce
1155        field is 0 if the DH keys are reused.  The dhKeyExpiration field
1156        is present if and only if the DH keys are reused.  If the
1157        dhKeyExpiration field is present, the KDC's public key in this
1158        KDCDHKeyInfo structure MUST NOT be used past the point of this
1159        expiration time.  If this field is omitted then the serverDHNonce
1160        field MUST also be omitted.
1162    5.  The signerInfos field of the type SignedData contains a single
1163        signerInfo, which contains the signature over the type
1164        KDCDHKeyInfo.
1166    6.  The certificates field of the type SignedData contains
1167        certificates intended to facilitate certification path
1168        construction, so that the client can verify the KDC's signature
1172 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 21]
1174 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1177        over the type KDCDHKeyInfo.  The information contained in the
1178        trustedCertifiers in the request SHOULD be used by the KDC as
1179        hints to guide its selection of an appropriate certificate chain
1180        to return to the client.  This field may be left empty if the KDC
1181        public key specified by the kdcPkId field in the PA-PK-AS-REQ was
1182        used for signing.  Otherwise, for path validation, these
1183        certificates SHOULD be sufficient to construct at least one
1184        certification path from the KDC certificate to one trust anchor
1185        acceptable by the client [RFC4158].  The KDC MUST be capable of
1186        including such a set of certificates if configured to do so.  The
1187        certificates field MUST NOT contain "root" CA certificates.
1189    7.  If the client included the clientDHNonce field, then the KDC may
1190        choose to reuse its DH keys.  If the server reuses DH keys then
1191        it MUST include an expiration time in the dhKeyExpiration field.
1192        Past the point of the expiration time, the signature over the
1193        type DHRepInfo is considered expired/invalid.  When the server
1194        reuses DH keys then it MUST include a serverDHNonce at least as
1195        long as the length of keys for the symmetric encryption system
1196        used to encrypt the AS reply.  Note that including the
1197        serverDHNonce changes how the client and server calculate the key
1198        to use to encrypt the reply; see below for details.  The KDC
1199        SHOULD NOT reuse DH keys unless the clientDHNonce field is
1200        present in the request.
1202    The AS reply key is derived as follows:
1204    1. Both the KDC and the client calculate the shared secret value as
1205       follows:
1207       a) When MODP Diffie-Hellman is used, let DHSharedSecret be the
1208          shared secret value.  DHSharedSecret is the value ZZ as
1209          described in Section 2.1.1 of [RFC2631].
1211       DHSharedSecret is first padded with leading zeros such that the
1212       size of DHSharedSecret in octets is the same as that of the
1213       modulus, then represented as a string of octets in big-endian
1214       order.
1216       Implementation note: Both the client and the KDC can cache the
1217       triple (ya, yb, DHSharedSecret), where ya is the client's public
1218       key and yb is the KDC's public key.  If both ya and yb are the
1219       same in a later exchange, the cached DHSharedSecret can be used.
1228 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 22]
1230 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1233    2. Let K be the key-generation seed length [RFC3961] of the AS reply
1234       key whose enctype is selected according to [RFC4120].
1236    3. Define the function octetstring2key() as follows:
1238            octetstring2key(x) == random-to-key(K-truncate(
1239                                     SHA1(0x00 | x) |
1240                                     SHA1(0x01 | x) |
1241                                     SHA1(0x02 | x) |
1242                                     ...
1243                                     ))
1245       where x is an octet string; | is the concatenation operator; 0x00,
1246       0x01, 0x02, etc., are each represented as a single octet; random-
1247       to-key() is an operation that generates a protocol key from a
1248       bitstring of length K; and K-truncate truncates its input to the
1249       first K bits.  Both K and random-to-key() are as defined in the
1250       kcrypto profile [RFC3961] for the enctype of the AS reply key.
1252    4. When DH keys are reused, let n_c be the clientDHNonce, and n_k be
1253       the serverDHNonce; otherwise, let both n_c and n_k be empty octet
1254       strings.
1256    5. The AS reply key k is:
1258            k = octetstring2key(DHSharedSecret | n_c | n_k)
1260 3.2.3.2.  Using Public Key Encryption
1262    In this case, the PA-PK-AS-REP contains the encKeyPack field where
1263    the AS reply key is encrypted.
1265    The ContentInfo [RFC3852] structure for the encKeyPack field is
1266    filled in as follows:
1268    1.  The contentType field of the type ContentInfo is id-envelopedData
1269        (as defined in [RFC3852]), and the content field is an
1270        EnvelopedData (as defined in [RFC3852]).
1272    2.  The contentType field for the type EnvelopedData is id-
1273        signedData: { iso (1) member-body (2) us (840) rsadsi (113549)
1274        pkcs (1) pkcs7 (7) signedData (2) }.
1276    3.  The eContentType field for the inner type SignedData (when
1277        decrypted from the encryptedContent field for the type
1278        EnvelopedData) is id-pkinit-rkeyData: { iso(1) org(3) dod(6)
1279        internet(1) security(5) kerberosv5(2) pkinit(3) rkeyData(3) }.
1280        Notes to CMS implementers: the signed attribute content-type MUST
1284 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 23]
1286 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1289        be present in this SignedData instance and its value is id-
1290        pkinit-rkeyData according to [RFC3852].
1292    4.  The eContent field for the inner type SignedData contains the DER
1293        encoding of the type ReplyKeyPack (as described below).
1295    5.  The signerInfos field of the inner type SignedData contains a
1296        single signerInfo, which contains the signature for the type
1297        ReplyKeyPack.
1299    6.  The certificates field of the inner type SignedData contains
1300        certificates intended to facilitate certification path
1301        construction, so that the client can verify the KDC's signature
1302        for the type ReplyKeyPack.  The information contained in the
1303        trustedCertifiers in the request SHOULD be used by the KDC as
1304        hints to guide its selection of an appropriate certificate chain
1305        to return to the client.  This field may be left empty if the KDC
1306        public key specified by the kdcPkId field in the PA-PK-AS-REQ was
1307        used for signing.  Otherwise, for path validation, these
1308        certificates SHOULD be sufficient to construct at least one
1309        certification path from the KDC certificate to one trust anchor
1310        acceptable by the client [RFC4158].  The KDC MUST be capable of
1311        including such a set of certificates if configured to do so.  The
1312        certificates field MUST NOT contain "root" CA certificates.
1314    7.  The recipientInfos field of the type EnvelopedData is a SET which
1315        MUST contain exactly one member of type KeyTransRecipientInfo.
1316        The encryptedKey of this member contains the temporary key which
1317        is encrypted using the client's public key.
1319    8.  The unprotectedAttrs or originatorInfo fields of the type
1320        EnvelopedData MAY be present.
1322    If there is a supportedCMSTypes field in the AuthPack, the KDC must
1323    check to see if it supports any of the listed types.  If it supports
1324    more than one of the types, the KDC SHOULD use the one listed first.
1325    If it does not support any of them, it MUST return an error message
1326    with the code KDC_ERR_ETYPE_NOSUPP [RFC4120].
1328    Furthermore the KDC computes the checksum of the AS-REQ in the client
1329    request.  This checksum is performed over the type AS-REQ and the
1330    protocol key [RFC3961] of the checksum operation is the replyKey and
1331    the key usage number is 6.  If the replyKey's enctype is "newer"
1332    [RFC4120] [RFC4121], the checksum operation is the required checksum
1333    operation [RFC3961] of that enctype.
1340 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 24]
1342 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1345        ReplyKeyPack ::= SEQUENCE {
1346           replyKey                [0] EncryptionKey,
1347                    -- Contains the session key used to encrypt the
1348                    -- enc-part field in the AS-REP, i.e. the
1349                    -- AS reply key.
1350           asChecksum              [1] Checksum,
1351                   -- Contains the checksum of the AS-REQ
1352                   -- corresponding to the containing AS-REP.
1353                   -- The checksum is performed over the type AS-REQ.
1354                   -- The protocol key [RFC3961] of the checksum is the
1355                   -- replyKey and the key usage number is 6.
1356                   -- If the replyKey's enctype is "newer" [RFC4120]
1357                   -- [RFC4121], the checksum is the required
1358                   -- checksum operation [RFC3961] for that enctype.
1359                   -- The client MUST verify this checksum upon receipt
1360                   -- of the AS-REP.
1361           ...
1362        }
1364    Implementations of this RSA encryption key delivery method are
1365    RECOMMENDED to support RSA keys at least 2048 bits in size.
1367 3.2.4.  Receipt of KDC Reply
1369    Upon receipt of the KDC's reply, the client proceeds as follows.  If
1370    the PA-PK-AS-REP contains the dhSignedData field, the client derives
1371    the AS reply key using the same procedure used by the KDC as defined
1372    in Section 3.2.3.1.  Otherwise, the message contains the encKeyPack
1373    field, and the client decrypts and extracts the temporary key in the
1374    encryptedKey field of the member KeyTransRecipientInfo, and then uses
1375    that as the AS reply key.
1377    If the public key encryption method is used, the client MUST verify
1378    the asChecksum contained in the ReplyKeyPack.
1380    In either case, the client MUST verify the signature in the
1381    SignedData according to [RFC3852].  The KDC's X.509 certificate MUST
1382    be validated according to [RFC3280].  In addition, unless the client
1383    can otherwise verify that the public key used to verify the KDC's
1384    signature is bound to the KDC of the target realm, the KDC's X.509
1385    certificate MUST contain a Subject Alternative Name extension
1386    [RFC3280] carrying an AnotherName whose type-id is id-pkinit-san (as
1387    defined in Section 3.2.2) and whose value is a KRB5PrincipalName that
1388    matches the name of the TGS of the target realm (as defined in
1389    Section 7.3 of [RFC4120]).
1391    Unless the client knows by some other means that the KDC certificate
1392    is intended for a Kerberos KDC, the client MUST require that the KDC
1396 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 25]
1398 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1401    certificate contains the EKU KeyPurposeId [RFC3280] id-pkinit-KPKdc:
1403        id-pkinit-KPKdc OBJECT IDENTIFIER ::=
1404          { iso(1) org(3) dod(6) internet(1) security(5) kerberosv5(2)
1405            pkinit(3) keyPurposeKdc(5) }
1406               -- Signing KDC responses.
1407               -- Key usage bits that MUST be consistent:
1408               -- digitalSignature.
1410    The digitalSignature key usage bit [RFC3280] MUST be asserted when
1411    the intended purpose of the KDC's X.509 certificate is restricted
1412    with the id-pkinit-KPKdc EKU.
1414    If the KDC certificate contains the Kerberos TGS name encoded as an
1415    id-pkinit-san SAN, this certificate is certified by the issuing CA as
1416    a KDC certificate, therefore the id-pkinit-KPKdc EKU is not required.
1418    If all applicable checks are satisfied, the client then decrypts the
1419    enc-part field of the KDC-REP in the AS-REP using the AS reply key,
1420    and then proceeds as described in [RFC4120].
1422 3.3.  Interoperability Requirements
1424    The client MUST be capable of sending a set of certificates
1425    sufficient to allow the KDC to construct a certification path for the
1426    client's certificate, if the correct set of certificates is provided
1427    through configuration or policy.
1429    If the client sends all the X.509 certificates on a certification
1430    path to a trust anchor acceptable by the KDC, and the KDC can not
1431    verify the client's public key otherwise, the KDC MUST be able to
1432    process path validation for the client's certificate based on the
1433    certificates in the request.
1435    The KDC MUST be capable of sending a set of certificates sufficient
1436    to allow the client to construct a certification path for the KDC's
1437    certificate, if the correct set of certificates is provided through
1438    configuration or policy.
1440    If the KDC sends all the X.509 certificates on a certification path
1441    to a trust anchor acceptable by the client, and the client can not
1442    verify the KDC's public key otherwise, the client MUST be able to
1443    process path validation for the KDC's certificate based on the
1444    certificates in the reply.
1446 3.4.  KDC Indication of PKINIT Support
1448    If pre-authentication is required, but was not present in the
1452 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 26]
1454 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1457    request, per [RFC4120] an error message with the code
1458    KDC_ERR_PREAUTH_FAILED is returned and a METHOD-DATA object will be
1459    stored in the e-data field of the KRB-ERROR message to specify which
1460    pre-authentication mechanisms are acceptable.  The KDC can then
1461    indicate the support of PKINIT by including an empty element whose
1462    padata-type is PA_PK_AS_REQ in that METHOD-DATA object.
1464    Otherwise if it is required by the KDC's local policy that the client
1465    must be pre-authenticated using the pre-authentication mechanism
1466    specified in this document, but no PKINIT pre-authentication was
1467    present in the request, an error message with the code
1468    KDC_ERR_PREAUTH_FAILED SHOULD be returned.
1470    KDCs MUST leave the padata-value field of the PA_PK_AS_REQ element in
1471    the KRB-ERROR's METHOD-DATA empty (i.e., send a zero-length OCTET
1472    STRING), and clients MUST ignore this and any other value.  Future
1473    extensions to this protocol may specify other data to send instead of
1474    an empty OCTET STRING.
1477 4.  Security Considerations
1479    The security of cryptographic algorithms is dependent on generating
1480    secret quantities [RFC4086].  The number of truly random bits is
1481    extremely important to determining the attack resistance strength of
1482    the cryptosystem, for example, the secret Diffie-Hellman exponents
1483    must be chosen based on n truly random bits (where n is the system
1484    security requirement).  The security of the overall system is
1485    significantly weakened by using insufficient random inputs: a
1486    sophisticated attacker may find it easier to reproduce the
1487    environment that produced the secret quantities and to search the
1488    resulting small set of possibilities than to locate the quantities in
1489    the whole of the potential number space.
1491    Kerberos error messages are not integrity protected, as a result, the
1492    domain parameters sent by the KDC as TD-DH-PARAMETERS can be tampered
1493    with by an attacker so that the set of domain parameters selected
1494    could be either weaker or not mutually preferred.  Local policy can
1495    configure sets of domain parameters acceptable locally, or disallow
1496    the negotiation of DH domain parameters.
1498    The symmetric reply key size and Diffie-Hellman field size or RSA
1499    modulus size should be chosen so as to provide sufficient
1500    cryptographic security [RFC3766].
1502    When MODP Diffie-Hellman is used, the exponents should have at least
1503    twice as many bits as the symmetric keys that will be derived from
1504    them [ODL99].
1508 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 27]
1510 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1513    PKINIT raises certain security considerations beyond those that can
1514    be regulated strictly in protocol definitions.  We will address them
1515    in this section.
1517    PKINIT extends the cross-realm model to the public-key
1518    infrastructure.  Users of PKINIT must understand security policies
1519    and procedures appropriate to the use of Public Key Infrastructures
1520    [RFC3280].
1522    In order to trust a KDC certificate that is certified by a CA as a
1523    KDC certificate for a target realm (for example, by asserting the TGS
1524    name of that Kerberos realm as an id-pkinit-san SAN and/or
1525    restricting the certificate usage by using the id-pkinit-KPKdc EKU,
1526    as described in Section 3.2.4), the client MUST verify that the KDC
1527    certificate's issuing CA is authorized to issue KDC certificates for
1528    that target realm.  Otherwise, the binding between the KDC
1529    certificate and the KDC of the target realm is not established.
1531    How to validate this authorization is a matter of local policy.  A
1532    way to achieve this is the configuration of specific sets of
1533    intermediary CAs and trust anchors, one of which must be on the KDC
1534    certificate's certification path [RFC3280]; and for each CA or trust
1535    anchor the realms for which it is allowed to issue certificates.
1537    In addition, if any CA is trusted to issue KDC certificates can also
1538    issue other kinds of certificates, then local policy must be able to
1539    distinguish between them: for example, it could require that KDC
1540    certificates contain the id-pkinit-KPKdc EKU or that the realm be
1541    specified with the id-pkinit-san SAN.
1543    It is the responsibility of the PKI administrators for an
1544    organization to ensure that KDC certificates are only issued to KDCs,
1545    and that clients can ascertain this using their local policy.
1547    Standard Kerberos allows the possibility of interactions between
1548    cryptosystems of varying strengths; this document adds interactions
1549    with public-key cryptosystems to Kerberos.  Some administrative
1550    policies may allow the use of relatively weak public keys.  When
1551    using such weak asymmetric keys to protect/exchange stronger
1552    symmetric Keys, the attack resistant strength of the overall system
1553    is no better than that of these weak keys [RFC3766].
1555    PKINIT requires keys for symmetric cryptosystems to be generated.
1556    Some such systems contain "weak" keys.  For recommendations regarding
1557    these weak keys, see [RFC4120].
1559    PKINIT allows the use of the same RSA key pair for encryption and
1560    signing when doing RSA encryption based key delivery.  This is not
1564 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 28]
1566 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1569    recommended usage of RSA keys [RFC3447], by using DH based key
1570    delivery this is avoided.
1572    Care should be taken in how certificates are chosen for the purposes
1573    of authentication using PKINIT.  Some local policies may require that
1574    key escrow be used for certain certificate types.  Deployers of
1575    PKINIT should be aware of the implications of using certificates that
1576    have escrowed keys for the purposes of authentication.  Because
1577    signing only certificates are normally not escrowed, by using DH
1578    based key delivery this is avoided.
1580    PKINIT does not provide for a "return routability" test to prevent
1581    attackers from mounting a denial-of-service attack on the KDC by
1582    causing it to perform unnecessary and expensive public-key
1583    operations.  Strictly speaking, this is also true of standard
1584    Kerberos, although the potential cost is not as great, because
1585    standard Kerberos does not make use of public-key cryptography.  By
1586    using DH based key delivery and reusing DH keys, the necessary crypto
1587    processing cost per request can be minimized.
1589    When the Diffie-Hellman key exchange method is used, additional pre-
1590    authentication data [RFC4120] (in addition to the PA_PK_AS_REQ as
1591    defined in this specification) is not bound to the AS_REQ by the
1592    mechanisms discussed in this specification (meaning it may be dropped
1593    or added by attackers without being detected by either the client or
1594    the KDC).  Designers of additional pre-authentication data should
1595    take that into consideration if such additional pre-authentication
1596    data can be used in conjunction with the PA_PK_AS_REQ.  The future
1597    work of the Kerberos working group is expected to update the hash
1598    algorithms specified in this document and provide a generic mechanism
1599    to bind additional pre-authentication data with the accompanying
1600    AS_REQ.
1603 5.  Acknowledgements
1605    The following people have made significant contributions to this
1606    draft: Paul Leach, Stefan Santesson, Sam Hartman, Love Hornquist
1607    Astrand, Ken Raeburn, Nicolas Williams, John Wray, Tom Yu, Jeffrey
1608    Hutzelman, David Cross, Dan Simon, Karthik Jaganathan, Chaskiel M
1609    Grundman and Jeffrey Altman.
1611    Andre Scedrov, Aaron D. Jaggard, Iliano Cervesato, Joe-Kai Tsay and
1612    Chris Walstad discovered a binding issue between the AS-REQ and AS-
1613    REP in draft -26, the asChecksum field was added as the result.
1615    Special thanks to Clifford Neuman, Matthew Hur, Sasha Medvinsky and
1616    Jonathan Trostle who wrote earlier versions of this document.
1620 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 29]
1622 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1625    The authors are indebted to the Kerberos working group chair Jeffrey
1626    Hutzelman who kept track of various issues and was enormously helpful
1627    during the creation of this document.
1629    Some of the ideas on which this document is based arose during
1630    discussions over several years between members of the SAAG, the IETF
1631    CAT working group, and the PSRG, regarding integration of Kerberos
1632    and SPX.  Some ideas have also been drawn from the DASS system.
1633    These changes are by no means endorsed by these groups.  This is an
1634    attempt to revive some of the goals of those groups, and this
1635    document approaches those goals primarily from the Kerberos
1636    perspective.
1638    Lastly, comments from groups working on similar ideas in DCE have
1639    been invaluable.
1642 6.  IANA Considerations
1644    This document has no actions for IANA.
1647 7.  References
1649 7.1.  Normative References
1651    [IEEE1363]
1652               IEEE, "Standard Specifications for Public Key 
1653               Cryptography", IEEE 1363, 2000.
1655    [RFC2119]  Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate
1656               Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119, March 1997.
1658    [RFC2412]  Orman, H., "The OAKLEY Key Determination Protocol",
1659               RFC 2412, November 1998.
1661    [RFC2631]  Rescorla, E., "Diffie-Hellman Key Agreement Method",
1662               RFC 2631, June 1999.
1664    [RFC3279]  Bassham, L., Polk, W., and R. Housley, "Algorithms and
1665               Identifiers for the Internet X.509 Public Key
1666               Infrastructure Certificate and Certificate Revocation List
1667               (CRL) Profile", RFC 3279, April 2002.
1669    [RFC3280]  Housley, R., Polk, W., Ford, W., and D. Solo, "Internet
1670               X.509 Public Key Infrastructure Certificate and
1671               Certificate Revocation List (CRL) Profile", RFC 3280,
1672               April 2002.
1676 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 30]
1678 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1681    [RFC3370]  Housley, R., "Cryptographic Message Syntax (CMS)
1682               Algorithms", RFC 3370, August 2002.
1684    [RFC3447]  Jonsson, J. and B. Kaliski, "Public-Key Cryptography
1685               Standards (PKCS) #1: RSA Cryptography Specifications
1686               Version 2.1", RFC 3447, February 2003.
1688    [RFC3526]  Kivinen, T. and M. Kojo, "More Modular Exponential (MODP)
1689               Diffie-Hellman groups for Internet Key Exchange (IKE)",
1690               RFC 3526, May 2003.
1692    [RFC3565]  Schaad, J., "Use of the Advanced Encryption Standard (AES)
1693               Encryption Algorithm in Cryptographic Message Syntax
1694               (CMS)", RFC 3565, July 2003.
1696    [RFC3766]  Orman, H. and P. Hoffman, "Determining Strengths For
1697               Public Keys Used For Exchanging Symmetric Keys", BCP 86,
1698               RFC 3766, April 2004.
1700    [RFC3852]  Housley, R., "Cryptographic Message Syntax (CMS)",
1701               RFC 3852, July 2004.
1703    [RFC3961]  Raeburn, K., "Encryption and Checksum Specifications for
1704               Kerberos 5", RFC 3961, February 2005.
1706    [RFC3962]  Raeburn, K., "Advanced Encryption Standard (AES)
1707               Encryption for Kerberos 5", RFC 3962, February 2005.
1709    [RFC4086]  Eastlake, D., Schiller, J., and S. Crocker, "Randomness
1710               Requirements for Security", BCP 106, RFC 4086, June 2005.
1712    [RFC4120]  Neuman, C., Yu, T., Hartman, S., and K. Raeburn, "The
1713               Kerberos Network Authentication Service (V5)", RFC 4120,
1714               July 2005.
1716    [X680]     ITU-T Recommendation X.680 (2002) | ISO/IEC 8824-1:2002, 
1717               Information technology - Abstract Syntax Notation One 
1718               (ASN.1): Specification of basic notation.
1720    [X690]     ITU-T Recommendation X.690 (2002) | ISO/IEC 8825-1:2002, 
1721               Information technology - ASN.1 encoding Rules: Specification 
1722               of Basic Encoding Rules (BER), Canonical Encoding Rules 
1723               (CER) and Distinguished Encoding Rules (DER).
1725 7.2.  Informative References
1727    [LENSTRA]  Lenstra, A. and E. Verheul, "Selecting Cryptographic Key 
1728               Sizes", Journal of Cryptology 14 (2001) 255-293.
1729    
1730    [ODL99]    Odlyzko, A., "Discrete logarithms: The past and the
1731               future, Designs, Codes, and Cryptography (1999)".
1732               April 1999.
1734    [RFC4121]  Zhu, L., Jaganathan, K., and S. Hartman, "The Kerberos
1735               Version 5 Generic Security Service Application Program
1736               Interface (GSS-API) Mechanism: Version 2", RFC 4121,
1737               July 2005.
1739    [RFC4158]  Cooper, M., Dzambasow, Y., Hesse, P., Joseph, S., and R.
1740               Nicholas, "Internet X.509 Public Key Infrastructure:
1741               Certification Path Building", RFC 4158, September 2005.
1744 Appendix A.  PKINIT ASN.1 Module
1746        KerberosV5-PK-INIT-SPEC {
1747                iso(1) identified-organization(3) dod(6) internet(1)
1748                security(5) kerberosV5(2) modules(4) pkinit(5)
1749        } DEFINITIONS EXPLICIT TAGS ::= BEGIN
1751        IMPORTS
1752            SubjectPublicKeyInfo, AlgorithmIdentifier
1753                FROM PKIX1Explicit88 { iso (1)
1754                  identified-organization (3) dod (6) internet (1)
1755                  security (5) mechanisms (5) pkix (7) id-mod (0)
1756                  id-pkix1-explicit (18) }
1757                  -- As defined in RFC 3280.
1759            KerberosTime, PrincipalName, Realm, EncryptionKey
1760                FROM KerberosV5Spec2 { iso(1) identified-organization(3)
1761                  dod(6) internet(1) security(5) kerberosV5(2)
1762                  modules(4) krb5spec2(2) } ;
1764        id-pkinit OBJECT IDENTIFIER ::=
1765          { iso (1) org (3) dod (6) internet (1) security (5)
1766            kerberosv5 (2) pkinit (3) }
1768        id-pkinit-authData      OBJECT IDENTIFIER  ::= { id-pkinit 1 }
1769        id-pkinit-DHKeyData     OBJECT IDENTIFIER  ::= { id-pkinit 2 }
1770        id-pkinit-rkeyData      OBJECT IDENTIFIER  ::= { id-pkinit 3 }
1771        id-pkinit-KPClientAuth  OBJECT IDENTIFIER  ::= { id-pkinit 4 }
1775 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 32]
1777 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1780        id-pkinit-KPKdc         OBJECT IDENTIFIER  ::= { id-pkinit 5 }
1782        id-pkinit-san OBJECT IDENTIFIER ::=
1783          { iso(1) org(3) dod(6) internet(1) security(5) kerberosv5(2)
1784            x509SanAN (2) }
1786        pa-pk-as-req INTEGER ::=                  16
1787        pa-pk-as-rep INTEGER ::=                  17
1789        ad-initial-verified-cas INTEGER ::=        9
1791        td-trusted-certifiers INTEGER ::=        104
1792        td-invalid-certificates INTEGER ::=      105
1793        td-dh-parameters INTEGER ::=             109
1795        PA-PK-AS-REQ ::= SEQUENCE {
1796           signedAuthPack          [0] IMPLICIT OCTET STRING,
1797                    -- Contains a CMS type ContentInfo encoded
1798                    -- according to [RFC3852].
1799                    -- The contentType field of the type ContentInfo
1800                    -- is id-signedData (1.2.840.113549.1.7.2),
1801                    -- and the content field is a SignedData.
1802                    -- The eContentType field for the type SignedData is
1803                    -- id-pkinit-authData (1.3.6.1.5.2.3.1), and the
1804                    -- eContent field contains the DER encoding of the
1805                    -- type AuthPack.
1806                    -- AuthPack is defined below.
1807           trustedCertifiers       [1] SEQUENCE OF
1808                       ExternalPrincipalIdentifier OPTIONAL,
1809                    -- Contains a list of CAs, trusted by the client,
1810                    -- that can be used to certify the KDC.
1811                    -- Each ExternalPrincipalIdentifier identifies a CA
1812                    -- or a CA certificate (thereby its public key).
1813                    -- The information contained in the
1814                    -- trustedCertifiers SHOULD be used by the KDC as
1815                    -- hints to guide its selection of an appropriate
1816                    -- certificate chain to return to the client.
1817           kdcPkId                 [2] IMPLICIT OCTET STRING
1818                                       OPTIONAL,
1819                    -- Contains a CMS type SignerIdentifier encoded
1820                    -- according to [RFC3852].
1821                    -- Identifies, if present, a particular KDC
1822                    -- public key that the client already has.
1823           ...
1824        }
1826        DHNonce ::= OCTET STRING
1831 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 33]
1833 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1836        ExternalPrincipalIdentifier ::= SEQUENCE {
1837           subjectName            [0] IMPLICIT OCTET STRING OPTIONAL,
1838                    -- Contains a PKIX type Name encoded according to
1839                    -- [RFC3280].
1840                    -- Identifies the certificate subject by the
1841                    -- distinguished subject name.
1842                    -- REQUIRED when there is a distinguished subject
1843                    -- name present in the certificate.
1844          issuerAndSerialNumber   [1] IMPLICIT OCTET STRING OPTIONAL,
1845                    -- Contains a CMS type IssuerAndSerialNumber encoded
1846                    -- according to [RFC3852].
1847                    -- Identifies a certificate of the subject.
1848                    -- REQUIRED for TD-INVALID-CERTIFICATES and
1849                    -- TD-TRUSTED-CERTIFIERS.
1850          subjectKeyIdentifier    [2] IMPLICIT OCTET STRING OPTIONAL,
1851                    -- Identifies the subject's public key by a key
1852                    -- identifier.  When an X.509 certificate is
1853                    -- referenced, this key identifier matches the X.509
1854                    -- subjectKeyIdentifier extension value.  When other
1855                    -- certificate formats are referenced, the documents
1856                    -- that specify the certificate format and their use
1857                    -- with the CMS must include details on matching the
1858                    -- key identifier to the appropriate certificate
1859                    -- field.
1860                    -- RECOMMENDED for TD-TRUSTED-CERTIFIERS.
1861           ...
1862        }
1864        AuthPack ::= SEQUENCE {
1865           pkAuthenticator         [0] PKAuthenticator,
1866           clientPublicValue       [1] SubjectPublicKeyInfo OPTIONAL,
1867                    -- Type SubjectPublicKeyInfo is defined in
1868                    -- [RFC3280].
1869                    -- Specifies Diffie-Hellman domain parameters
1870                    -- and the client's public key value [IEEE1363].
1871                    -- The DH public key value is encoded as a BIT
1872                    -- STRING according to [RFC3279].
1873                    -- This field is present only if the client wishes
1874                    -- to use the Diffie-Hellman key agreement method.
1875           supportedCMSTypes       [2] SEQUENCE OF AlgorithmIdentifier
1876                                       OPTIONAL,
1877                    -- Type AlgorithmIdentifier is defined in
1878                    -- [RFC3280].
1879                    -- List of CMS public key encryption algorithm
1880                    -- identifiers, bulk encryption algorithm
1881                    -- identifiers, or signature algorithm identifiers
1882                    -- supported by the client in order of (decreasing)
1883                    -- preference.
1887 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 34]
1889 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1892           clientDHNonce           [3] DHNonce OPTIONAL,
1893                    -- Present only if the client indicates that it
1894                    -- wishes to reuse DH keys or to allow the KDC to
1895                    -- do so.
1896           ...
1897        }
1899        PKAuthenticator ::= SEQUENCE {
1900           cusec                   [0] INTEGER (0..999999),
1901           ctime                   [1] KerberosTime,
1902                    -- cusec and ctime are used as in [RFC4120], for
1903                    -- replay prevention.
1904           nonce                   [2] INTEGER (0..4294967295),
1905                    -- Chosen randomly;  This nonce does not need to
1906                    -- match with the nonce in the KDC-REQ-BODY.
1907           paChecksum              [3] OCTET STRING OPTIONAL,
1908                    -- MUST be present.
1909                    -- Contains the SHA1 checksum, performed over
1910                    -- KDC-REQ-BODY.
1911           ...
1912        }
1914        TD-TRUSTED-CERTIFIERS ::= SEQUENCE OF
1915                       ExternalPrincipalIdentifier
1916                    -- Identifies a list of CAs trusted by the KDC.
1917                    -- Each ExternalPrincipalIdentifier identifies a CA
1918                    -- or a CA certificate (thereby its public key).
1920        TD-INVALID-CERTIFICATES ::= SEQUENCE OF
1921                       ExternalPrincipalIdentifier
1922                    -- Each ExternalPrincipalIdentifier identifies a
1923                    -- certificate (sent by the client) with an invalid
1924                    -- signature.
1926        KRB5PrincipalName ::= SEQUENCE {
1927            realm                   [0] Realm,
1928            principalName           [1] PrincipalName
1929        }
1931        AD-INITIAL-VERIFIED-CAS ::= SEQUENCE OF
1932                       ExternalPrincipalIdentifier
1933                    -- Identifies the certification path based on which
1934                    -- the client certificate was validated.
1935                    -- Each ExternalPrincipalIdentifier identifies a CA
1936                    -- or a CA certificate (thereby its public key).
1938        PA-PK-AS-REP ::= CHOICE {
1939           dhInfo                  [0] DHRepInfo,
1943 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 35]
1945 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
1948                    -- Selected when Diffie-Hellman key exchange is
1949                    -- used.
1950           encKeyPack              [1] IMPLICIT OCTET STRING,
1951                    -- Selected when public key encryption is used.
1952                    -- Contains a CMS type ContentInfo encoded
1953                    -- according to [RFC3852].
1954                    -- The contentType field of the type ContentInfo is
1955                    -- id-envelopedData (1.2.840.113549.1.7.3).
1956                    -- The content field is an EnvelopedData.
1957                    -- The contentType field for the type EnvelopedData
1958                    -- is id-signedData (1.2.840.113549.1.7.2).
1959                    -- The eContentType field for the inner type
1960                    -- SignedData (when unencrypted) is
1961                    -- id-pkinit-rkeyData (1.3.6.1.5.2.3.3) and the
1962                    -- eContent field contains the DER encoding of the
1963                    -- type ReplyKeyPack.
1964                    -- ReplyKeyPack is defined below.
1965           ...
1966        }
1968        DHRepInfo ::= SEQUENCE {
1969           dhSignedData            [0] IMPLICIT OCTET STRING,
1970                    -- Contains a CMS type ContentInfo encoded according
1971                    -- to [RFC3852].
1972                    -- The contentType field of the type ContentInfo is
1973                    -- id-signedData (1.2.840.113549.1.7.2), and the
1974                    -- content field is a SignedData.
1975                    -- The eContentType field for the type SignedData is
1976                    -- id-pkinit-DHKeyData (1.3.6.1.5.2.3.2), and the
1977                    -- eContent field contains the DER encoding of the
1978                    -- type KDCDHKeyInfo.
1979                    -- KDCDHKeyInfo is defined below.
1980           serverDHNonce           [1] DHNonce OPTIONAL,
1981                    -- Present if and only if dhKeyExpiration is
1982                    -- present.
1983           ...
1984        }
1986        KDCDHKeyInfo ::= SEQUENCE {
1987           subjectPublicKey        [0] BIT STRING,
1988                    -- The KDC's DH public key.
1989                    -- The DH public key value is encoded as a BIT
1990                    -- STRING according to [RFC3279].
1991           nonce                   [1] INTEGER (0..4294967295),
1992                    -- Contains the nonce in the pkAuthenticator field
1993                    -- in the request if the DH keys are NOT reused,
1994                    -- 0 otherwise.
1995           dhKeyExpiration         [2] KerberosTime OPTIONAL,
1999 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 36]
2001 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
2004                    -- Expiration time for KDC's key pair,
2005                    -- present if and only if the DH keys are reused.
2006                    -- If present, the KDC's DH public key MUST not be
2007                    -- used past the point of this expiration time.
2008                    -- If this field is omitted then the serverDHNonce
2009                    -- field MUST also be omitted.
2010           ...
2011        }
2013        ReplyKeyPack ::= SEQUENCE {
2014           replyKey                [0] EncryptionKey,
2015                    -- Contains the session key used to encrypt the
2016                    -- enc-part field in the AS-REP, i.e. the
2017                    -- AS reply key.
2018           asChecksum              [1] Checksum,
2019                   -- Contains the checksum of the AS-REQ
2020                   -- corresponding to the containing AS-REP.
2021                   -- The checksum is performed over the type AS-REQ.
2022                   -- The protocol key [RFC3961] of the checksum is the
2023                   -- replyKey and the key usage number is 6.
2024                   -- If the replyKey's enctype is "newer" [RFC4120]
2025                   -- [RFC4121], the checksum is the required
2026                   -- checksum operation [RFC3961] for that enctype.
2027                   -- The client MUST verify this checksum upon receipt
2028                   -- of the AS-REP.
2029           ...
2030        }
2032        TD-DH-PARAMETERS ::= SEQUENCE OF AlgorithmIdentifier
2033                    -- Each AlgorithmIdentifier specifies a set of
2034                    -- Diffie-Hellman domain parameters [IEEE1363].
2035                    -- This list is in decreasing preference order.
2036        END
2039 Appendix B.  Test Vectors
2041    Function octetstring2key() is defined in Section 3.2.3.1.  This
2042    section describes a few sets of test vectors that would be useful for
2043    implementers of octetstring2key().
2046    Set 1
2047    =====
2048    Input octet string x is:
2050      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2051      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2055 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 37]
2057 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
2060      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2061      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2062      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2063      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2064      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2065      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2066      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2067      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2068      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2069      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2070      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2071      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2072      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2073      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2075    Output of K-truncate() when the key size is 32 octets:
2077      5e e5 0d 67 5c 80 9f e5 9e 4a 77 62 c5 4b 65 83
2078      75 47 ea fb 15 9b d8 cd c7 5f fc a5 91 1e 4c 41
2081    Set 2:
2082    =====
2083    Input octet string x is:
2085      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2086      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2087      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2088      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2089      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2090      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2091      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2092      00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
2094    Output of K-truncate() when the key size is 32 octets:
2096      ac f7 70 7c 08 97 3d df db 27 cd 36 14 42 cc fb
2097      a3 55 c8 88 4c b4 72 f3 7d a6 36 d0 7d 56 78 7e
2100    Set 3:
2101    ======
2102    Input octet string x is:
2104      00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f
2105      10 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e
2106      0f 10 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d
2107      0e 0f 10 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c
2111 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 38]
2113 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
2116      0d 0e 0f 10 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b
2117      0c 0d 0e 0f 10 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a
2118      0b 0c 0d 0e 0f 10 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09
2119      0a 0b 0c 0d 0e 0f 10 00 01 02 03 04 05 06 07 08
2121    Output of K-truncate() when the key size is 32 octets:
2123      c4 42 da 58 5f cb 80 e4 3b 47 94 6f 25 40 93 e3
2124      73 29 d9 90 01 38 0d b7 83 71 db 3a cf 5c 79 7e
2127    Set 4:
2128    =====
2129    Input octet string x is:
2131      00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f
2132      10 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e
2133      0f 10 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d
2134      0e 0f 10 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c
2135      0d 0e 0f 10 00 01 02 03 04 05 06 07 08
2137    Output of K-truncate() when the key size is 32 octets:
2139      00 53 95 3b 84 c8 96 f4 eb 38 5c 3f 2e 75 1c 4a
2140      59 0e d6 ff ad ca 6f f6 4f 47 eb eb 8d 78 0f fc
2143 Appendix C.  Miscellaneous Information about Microsoft Windows PKINIT
2144              Implementations
2146    Earlier revisions of the PKINIT I-D were implemented in various
2147    releases of Microsoft Windows and deployed in fairly large numbers.
2148    To enable the community to better interoperate with systems running
2149    those releases, the following information may be useful.
2151    KDC certificates issued by Windows 2000 Enterprise CAs contain a
2152    dNSName SAN with the DNS name of the host running the KDC, and the
2153    id-kp-serverAuth EKU [RFC3280].
2155    KDC certificates issued by Windows 2003 Enterprise CAs contain a
2156    dNSName SAN with the DNS name of the host running the KDC, the id-kp-
2157    serverAuth EKU and the id-ms-kp-sc-logon EKU.
2159    It is anticipated that the next release of Windows is already too far
2160    along to allow it to support the issuing KDC certificates with id-
2161    pkinit-san SAN as specified in this RFC.  Instead, they will have a
2162    dNSName SAN containing the domain name of the KDC and the intended
2163    purpose of these KDC certificates be restricted by the presence of
2167 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 39]
2169 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
2172    the id-pkinit-KPKdc EKU and id-kp-serverAuth EKU.
2174    In addition to checking that the above are present in a KDC
2175    certificate, Windows clients verify that the issuer of the KDC
2176    certificate is one of a set of allowed issuers of such certificates,
2177    so those wishing to issue KDC certificates need to configure their
2178    Windows clients appropriately.
2180    Client certificates accepted by Windows 2000 and Windows 2003 Server
2181    KDCs must contain an id-ms-san-sc-logon-upn (1.3.6.1.4.1.311.20.2.3)
2182    SAN and the id-ms-kp-sc-logon EKU.  The id-ms-san-sc-logon-upn SAN
2183    contains a UTF8 encoded string whose value is that of the Directory
2184    Service attribute UserPrincipalName of the client account object, and
2185    the purpose of including the id-ms-san-sc-logon-upn SAN in the client
2186    certificate is to validate the client mapping (in other words, the
2187    client's public key is bound to the account that has this
2188    UserPrincipalName value).
2190    It should be noted that all Microsoft Kerberos realm names are domain
2191    style realm names and strictly in upper case.  In addition, the
2192    UserPrincipalName attribute is globally unique in Windows 2000 and
2193    Windows 2003.
2223 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 40]
2225 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
2228 Authors' Addresses
2230    Larry Zhu
2231    Microsoft Corporation
2232    One Microsoft Way
2233    Redmond, WA  98052
2234    US
2236    Email: lzhu@microsoft.com
2239    Brian Tung
2240    USC Information Sciences Institute
2241    4676 Admiralty Way Suite 1001
2242    Marina del Rey, CA  90292
2243    US
2245    Email: brian@isi.edu
2279 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 41]
2281 Internet-Draft                   PKINIT                     January 2006
2284 Intellectual Property Statement
2286    The IETF takes no position regarding the validity or scope of any
2287    Intellectual Property Rights or other rights that might be claimed to
2288    pertain to the implementation or use of the technology described in
2289    this document or the extent to which any license under such rights
2290    might or might not be available; nor does it represent that it has
2291    made any independent effort to identify any such rights.  Information
2292    on the procedures with respect to rights in RFC documents can be
2293    found in BCP 78 and BCP 79.
2295    Copies of IPR disclosures made to the IETF Secretariat and any
2296    assurances of licenses to be made available, or the result of an
2297    attempt made to obtain a general license or permission for the use of
2298    such proprietary rights by implementers or users of this
2299    specification can be obtained from the IETF on-line IPR repository at
2300    http://www.ietf.org/ipr.
2302    The IETF invites any interested party to bring to its attention any
2303    copyrights, patents or patent applications, or other proprietary
2304    rights that may cover technology that may be required to implement
2305    this standard.  Please address the information to the IETF at
2306    ietf-ipr@ietf.org.
2309 Disclaimer of Validity
2311    This document and the information contained herein are provided on an
2312    "AS IS" basis and THE CONTRIBUTOR, THE ORGANIZATION HE/SHE REPRESENTS
2313    OR IS SPONSORED BY (IF ANY), THE INTERNET SOCIETY AND THE INTERNET
2314    ENGINEERING TASK FORCE DISCLAIM ALL WARRANTIES, EXPRESS OR IMPLIED,
2315    INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTY THAT THE USE OF THE
2316    INFORMATION HEREIN WILL NOT INFRINGE ANY RIGHTS OR ANY IMPLIED
2317    WARRANTIES OF MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
2320 Copyright Statement
2322    Copyright (C) The Internet Society (2006).  This document is subject
2323    to the rights, licenses and restrictions contained in BCP 78, and
2324    except as set forth therein, the authors retain all their rights.
2327 Acknowledgment
2329    Funding for the RFC Editor function is currently provided by the
2330    Internet Society.
2335 Zhu & Tung                Expires July 28, 2006                [Page 42]