switch to getarg directly
[heimdal.git] / doc / standardisation / draft-josefsson-kerberos5-starttls-07.txt
blobe8b2d1788c6322bd5b246a1ac884120c3dc7fea2
4 Network Working Group                                       S. Josefsson
5 Internet-Draft                                                    SJD AB
6 Intended status: Informational                             July 31, 2009
7 Expires: February 1, 2010
10    Using Kerberos V5 over the Transport Layer Security (TLS) protocol
11                  draft-josefsson-kerberos5-starttls-07
13 Status of this Memo
15    This Internet-Draft is submitted to IETF in full conformance with the
16    provisions of BCP 78 and BCP 79.  This document may contain material
17    from IETF Documents or IETF Contributions published or made publicly
18    available before November 10, 2008.  The person(s) controlling the
19    copyright in some of this material may not have granted the IETF
20    Trust the right to allow modifications of such material outside the
21    IETF Standards Process.  Without obtaining an adequate license from
22    the person(s) controlling the copyright in such materials, this
23    document may not be modified outside the IETF Standards Process, and
24    derivative works of it may not be created outside the IETF Standards
25    Process, except to format it for publication as an RFC or to
26    translate it into languages other than English.
28    Internet-Drafts are working documents of the Internet Engineering
29    Task Force (IETF), its areas, and its working groups.  Note that
30    other groups may also distribute working documents as Internet-
31    Drafts.
33    Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
34    and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any
35    time.  It is inappropriate to use Internet-Drafts as reference
36    material or to cite them other than as "work in progress."
38    The list of current Internet-Drafts can be accessed at
39    http://www.ietf.org/ietf/1id-abstracts.txt.
41    The list of Internet-Draft Shadow Directories can be accessed at
42    http://www.ietf.org/shadow.html.
44    This Internet-Draft will expire on February 1, 2010.
46 Copyright Notice
48    Copyright (c) 2009 IETF Trust and the persons identified as the
49    document authors.  All rights reserved.
51    This document is subject to BCP 78 and the IETF Trust's Legal
55 Josefsson               Expires February 1, 2010                [Page 1]
57 Internet-Draft       Protecting Kerberos V5 with TLS           July 2009
60    Provisions Relating to IETF Documents in effect on the date of
61    publication of this document (http://trustee.ietf.org/license-info).
62    Please review these documents carefully, as they describe your rights
63    and restrictions with respect to this document.
111 Josefsson               Expires February 1, 2010                [Page 2]
113 Internet-Draft       Protecting Kerberos V5 with TLS           July 2009
116 Abstract
118    This document specify how the Kerberos V5 protocol can be transported
119    over the Transport Layer Security (TLS) protocol, to provide
120    additional security features.
123 Table of Contents
125    1.  Introduction and Background  . . . . . . . . . . . . . . . . .  4
126    2.  Kerberos V5 STARTTLS Extension . . . . . . . . . . . . . . . .  6
127    3.  Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  7
128    4.  STARTTLS aware KDC Discovery . . . . . . . . . . . . . . . . .  8
129    5.  Server Certificates  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9
130    6.  IANA Considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
131    7.  Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
132    8.  Security Considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
133    9.  References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
134      9.1.  Normative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
135      9.2.  Informative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
136    Author's Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
167 Josefsson               Expires February 1, 2010                [Page 3]
169 Internet-Draft       Protecting Kerberos V5 with TLS           July 2009
172 1.  Introduction and Background
174    This document describe how a Kerberos V5 [RFC4120] implementation may
175    upgrade communication between clients and Key Distribution Centers
176    (KDCs) to use the Transport Layer Security (TLS) [RFC5246] protocol.
178    The TLS protocol offer integrity and privacy protected exchanges that
179    can be authentication using X.509 certificates, OpenPGP keys
180    [RFC5081], and user name and passwords via SRP [RFC5054].
182    There are several reasons to use Kerberos V5 over TLS.
184    o  Prevents downgrade attacks affecting, e.g., encryption types and
185       pre-auth data negotiation.  The encryption type field in KDC-REQ,
186       and the METHOD-DATA field with the requested pre-auth types from
187       the server in KDC_ERR_PREAUTH_REQUIRED errors in KDC-REP, are sent
188       without integrity or privacy protection in Kerberos 5.  This
189       allows an active attacker to replace the encryption type with a
190       compromised encryption type, e.g., 56-bit DES, or request that
191       clients should use a broken pre-auth type.  Since clients in
192       general cannot know the encryption types other servers support, or
193       the pre-auth types servers prefer or require, it is difficult for
194       the client to detect if there was a man-in-the-middle or if the
195       remote server simply did not support a stronger encryption type or
196       preferred another pre-auth type.
198    o  Kerberos exchanges are privacy protected.  Part of many Kerberos
199       packets are transferred without privacy protection (i.e.,
200       encryption).  That part contains information, such as the client
201       principal name, the server principal name, the encryption types
202       supported by the client, the lifetime of tickets, etc.  Revealing
203       such information is, in some threat models, considered a problem.
205    o  Additional authentication against the KDC.  In some situations,
206       users are equipped with smart cards with a RSA authentication key.
207       In others, users have a OpenPGP client on their desktop, with a
208       public OpenPGP key known to the server.
210    o  The TLS protocol has been studied by many parties.  In some threat
211       models, the designer prefer to reduce the number of protocols that
212       can hurt the overall system security if they are compromised.
214    o  Explicit server authentication of the KDC to the client.  In
215       traditional Kerberos 5, authentication of the KDC is proved as a
216       side effect that the KDC knows your encryption key (i.e., your
217       password).
219    The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT",
223 Josefsson               Expires February 1, 2010                [Page 4]
225 Internet-Draft       Protecting Kerberos V5 with TLS           July 2009
228    "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this
229    document are to be interpreted as described in RFC 2119 [RFC2119].
279 Josefsson               Expires February 1, 2010                [Page 5]
281 Internet-Draft       Protecting Kerberos V5 with TLS           July 2009
284 2.  Kerberos V5 STARTTLS Extension
286    The STARTTLS extension uses the Kerberos V5 TCP extension mechanism
287    [RFC5021].  The extension uses bit #TBD in the extension bitmask.
289    The protocol is as follows.  After the server has sent the 4-octet
290    value 0x00000000 to indicate support of this extension, the stream
291    will be controlled by the TLS protocol and its framing.  The TLS
292    protocol is initiated by the client.
294    Typically, the client initiate the TLS handshake protocol by sending
295    a client hello, and the server responds, and the handshake continues
296    until it either succeed or fails.
298    If for any reason the handshake fails, the STARTTLS protocol will
299    also fail, and the TLS error is used as the error indication.  In
300    this case, no further messages can be exchanged over the same TCP
301    session.
303    If the handshake succeeds, the Kerberos V5 authentication protocol is
304    performed within the protected TLS channel, like a normal TCP
305    Kerberos V5 exchange.  In particular, this means that every Kerberos
306    V5 packet will be prefixed by a 4-octet length field, that indicate
307    the length of the Kerberos V5 packet.
309    When no further Kerberos V5 messages needs to be transferred in the
310    TLS session, the TLS session MUST be shut down properly using the
311    close_notify alert.  When the TLS session is shut down, the TCP
312    connection cannot be re-used to send any further data and MUST be
313    closed.
335 Josefsson               Expires February 1, 2010                [Page 6]
337 Internet-Draft       Protecting Kerberos V5 with TLS           July 2009
340 3.  Examples
342    A complete packet flow for a successful AS-REQ/REP exchange protected
343    by this mechanism will be as follows.  The "STARTTLS-bit" is a
344    4-octet value with only the bit allocated for this extension set.
346        Client                                               Server
348         [ Kerberos V5 TCP extension mechanism negotiation starts ]
350        [0x70000000 & STARTTLS-bit]  -------->
351                                                        [0x00000000]
352                                     <--------
354                             [ TLS negotiation starts ]
357        ClientHello                  -------->
358                                                        ServerHello
359                                                       Certificate*
360                                                 ServerKeyExchange*
361                                                CertificateRequest*
362                                     <--------      ServerHelloDone
363        Certificate*
364        ClientKeyExchange
365        CertificateVerify*
366        [ChangeCipherSpec]
367        Finished                     -------->
368                                                 [ChangeCipherSpec]
369                                     <--------             Finished
371                        [ Kerberos V5 negotiation starts ]
373        4 octet length field
374        Kerberos V5 AS-REQ           -------->
375                                                 4 octet length field
376                                                 Kerberos V5 AS-REP
377                                     <--------
379        * Indicates optional or situation-dependent messages that are not
380          always sent.
391 Josefsson               Expires February 1, 2010                [Page 7]
393 Internet-Draft       Protecting Kerberos V5 with TLS           July 2009
396 4.  STARTTLS aware KDC Discovery
398    Section 7.2.3 of Kerberos V5 [RFC4120] describe how Domain Name
399    System (DNS) SRV records [RFC2782] can be used to find the address of
400    an KDC.  We define a new Proto of "tls" to indicate that the
401    particular KDC is intended to support this STARTTLS extension.  The
402    Service, Realm, TTL, Class, SRV, Priority, Weight, Port and Target
403    have the same meaning as in RFC 4120.
405    For example:
407    _kerberos._tls.EXAMPLE.COM. IN SRV 0 0 88 kdc1.example.com.
408    _kerberos._tls.EXAMPLE.COM. IN SRV 1 0 88 kdc2.example.com.
447 Josefsson               Expires February 1, 2010                [Page 8]
449 Internet-Draft       Protecting Kerberos V5 with TLS           July 2009
452 5.  Server Certificates
454    The TLS protocol may be used in a mode that provides server
455    authentication using, for example, X.509 and OpenPGP.
457    The Kerberos V5 STARTTLS protocol do not require clients to verify
458    the server certificate.  The goal is that support for TLS in Kerberos
459    V5 clients should be as easy to implement and deploy as support for
460    UDP/TCP.  Use of TLS, even without server certificate validation,
461    protects against some attacks that Kerberos V5 over UDP/TCP do not.
462    Requiring server certificates to be used at all times would enable
463    attacks in those situations.
465    Many client environments do not have secure long-term storage, which
466    is required to validate certificates.  This makes it impossible to
467    use server certificate validation on a large number of client
468    systems.
470    When clients have the ability, they need to be able to validate the
471    server certificate.  For this reason, if a KDC presents a X.509
472    server certificate over TLS, it MUST contain an otherName Subject
473    Alternative Name (SAN) identified using a type-id of id-krb5starttls-
474    san.  The intention is to bind the server certificate to the Kerberos
475    realm for the purpose of using Kerberos V5 STARTTLS.  The value field
476    of the otherName should contain the realm as the "Realm" ASN.1 type.
478           id-krb5starttls-san OBJECT IDENTIFIER ::=
479             { iso(1) identified-organization(3) dod(6) internet(1)
480               private(4) enterprise(1) gnu(11591)
481               shishi(6) krb5starttls-san(1) }
483    To validate a server certificate, the client MAY use local
484    configuration (e.g., a list that map realm names to a copy of the
485    server's certificate) and compare that with the authentication
486    information provided from the server via TLS.  For illustration, the
487    server certificate could be a X.509 certificate or an OpenPGP key.
488    In this mode, the client need no processing related to id-
489    krb5starttls-san.
491    When the server presents a X.509 server certificate, clients MAY use
492    "Certification Path Validation" as described in [RFC5280] to validate
493    the KDC server certificate.  In addition, unless the client can
494    otherwise verify that the server certificate is bound to the KDC of
495    the target realm, the client MUST verify that the server certificate
496    contains the id-krb5starttls-san SAN and that the value is identical
497    to the intended Kerberos realm.
503 Josefsson               Expires February 1, 2010                [Page 9]
505 Internet-Draft       Protecting Kerberos V5 with TLS           July 2009
508 6.  IANA Considerations
510    The IANA is requested to allocate a bit in the "Kerberos TCP
511    Extensions" registry for the extension described in this document, as
512    per [RFC5021].
559 Josefsson               Expires February 1, 2010               [Page 10]
561 Internet-Draft       Protecting Kerberos V5 with TLS           July 2009
564 7.  Acknowledgements
566    Jeffrey Hutzelman and Sam Hartman provided comments that improved the
567    protocol and document.
615 Josefsson               Expires February 1, 2010               [Page 11]
617 Internet-Draft       Protecting Kerberos V5 with TLS           July 2009
620 8.  Security Considerations
622    The security considerations in Kerberos V5, TLS, and the Kerberos V5
623    TCP extension mechanism are inherited.
625    Note that TLS does not protect against Man-In-The-Middle (MITM)
626    attacks unless clients verify the KDC's credentials (X.509
627    certificate, OpenPGP key, etc) correctly.
629    If server authentication is used, some information about the server
630    (such as its name) is visible to passive attackers.
632    To protect against the inherent downgrade attack in the extension
633    framework, implementations SHOULD offer a policy mode that requires
634    this extension to always be successfully negotiated, for a particular
635    realm, or generally.  For interoperability with implementations that
636    do not support this extension, the policy mode SHOULD be disabled by
637    default.
671 Josefsson               Expires February 1, 2010               [Page 12]
673 Internet-Draft       Protecting Kerberos V5 with TLS           July 2009
676 9.  References
678 9.1.  Normative References
680    [RFC2119]  Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate
681               Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119, March 1997.
683    [RFC2782]  Gulbrandsen, A., Vixie, P., and L. Esibov, "A DNS RR for
684               specifying the location of services (DNS SRV)", RFC 2782,
685               February 2000.
687    [RFC4120]  Neuman, C., Yu, T., Hartman, S., and K. Raeburn, "The
688               Kerberos Network Authentication Service (V5)", RFC 4120,
689               July 2005.
691    [RFC5246]  Dierks, T. and E. Rescorla, "The Transport Layer Security
692               (TLS) Protocol Version 1.2", RFC 5246, August 2008.
694    [RFC5021]  Josefsson, S., "Extended Kerberos Version 5 Key
695               Distribution Center (KDC) Exchanges over TCP", RFC 5021,
696               August 2007.
698    [RFC5280]  Cooper, D., Santesson, S., Farrell, S., Boeyen, S.,
699               Housley, R., and W. Polk, "Internet X.509 Public Key
700               Infrastructure Certificate and Certificate Revocation List
701               (CRL) Profile", RFC 5280, May 2008.
703 9.2.  Informative References
705    [RFC5054]  Taylor, D., Wu, T., Mavrogiannopoulos, N., and T. Perrin,
706               "Using the Secure Remote Password (SRP) Protocol for TLS
707               Authentication", RFC 5054, November 2007.
709    [RFC5081]  Mavrogiannopoulos, N., "Using OpenPGP Keys for Transport
710               Layer Security (TLS) Authentication", RFC 5081,
711               November 2007.
727 Josefsson               Expires February 1, 2010               [Page 13]
729 Internet-Draft       Protecting Kerberos V5 with TLS           July 2009
732 Author's Address
734    Simon Josefsson
735    Simon Josefsson Datakonsult AB
736    Hagagatan 24
737    Stockholm  113 47
738    Sweden
740    Email: simon@josefsson.org
741    URI:   http://josefsson.org/
783 Josefsson               Expires February 1, 2010               [Page 14]