doc/whatis.texi

   1 @c $Id$
   2
   3 @node What is Kerberos?, Building and Installing, Introduction, Top
   4 @chapter What is Kerberos?
   5
   6 @quotation
   7 @flushleft
   8         Now this Cerberus had three heads of dogs,
   9         the tail of a dragon, and on his back the
  10         heads of all sorts of snakes.
  11         --- Pseudo-Apollodorus Library 2.5.12
  12 @end flushleft
  13 @end quotation
  14
  15 Kerberos is a system for authenticating users and services on a network.
  16 It is built upon the assumption that the network is ``unsafe''.  For
  17 example, data sent over the network can be eavesdropped and altered, and
  18 addresses can also be faked.  Therefore they cannot be used for
  19 authentication purposes.
  20 @cindex authentication
  21
  22 Kerberos is a trusted third-party service.  That means that there is a
  23 third party (the kerberos server) that is trusted by all the entities on
  24 the network (users and services, usually called @dfn{principals}).  All
  25 principals share a secret password (or key) with the kerberos server and
  26 this enables principals to verify that the messages from the kerberos
  27 server are authentic.  Thus trusting the kerberos server, users and
  28 services can authenticate each other.
  29
  30 @section Basic mechanism
  31
  32 @ifinfo
  33 @macro sub{arg}
  34 <\arg\>
  35 @end macro
  36 @end ifinfo
  37
  38 @iftex
  39 @macro sub{arg}
  40 @textsubscript{\arg\}
  41 @end macro
  42 @end iftex
  43
  44 @ifhtml
  45 @macro sub{arg}
  46
  47 @html
  48 <sub>\arg\</sub>
  49 @end html
  50
  51 @end macro
  52 @end ifhtml
  53
  54 @c ifdocbook
  55 @c macro sub{arg}
  56 @c docbook
  57 @c <subscript>\arg\</subscript>
  58 @c end docbook
  59 @c end macro
  60 @c end ifdocbook
  61
  62 @quotation
  63 @strong{Note} This discussion is about Kerberos version 4, but version
  64 5 works similarly.
  65 @end quotation
  66
  67 In Kerberos, principals use @dfn{tickets} to prove that they are who
  68 they claim to be. In the following example, @var{A} is the initiator of
  69 the authentication exchange, usually a user, and @var{B} is the service
  70 that @var{A} wishes to use.
  71
  72 To obtain a ticket for a specific service, @var{A} sends a ticket
  73 request to the kerberos server. The request contains @var{A}'s and
  74 @var{B}'s names (along with some other fields). The kerberos server
  75 checks that both @var{A} and @var{B} are valid principals.
  76
  77 Having verified the validity of the principals, it creates a packet
  78 containing @var{A}'s and @var{B}'s names, @var{A}'s network address
  79 (@var{A@sub{addr}}), the current time (@var{t@sub{issue}}), the lifetime
  80 of the ticket (@var{life}), and a secret @dfn{session key}
  81 @cindex session key
  82 (@var{K@sub{AB}}). This packet is encrypted with @var{B}'s secret key
  83 (@var{K@sub{B}}).  The actual ticket (@var{T@sub{AB}}) looks like this:
  84 (@{@var{A}, @var{B}, @var{A@sub{addr}}, @var{t@sub{issue}}, @var{life},
  85 @var{K@sub{AB}}@}@var{K@sub{B}}).
  86
  87 The reply to @var{A} consists of the ticket (@var{T@sub{AB}}), @var{B}'s
  88 name, the current time, the lifetime of the ticket, and the session key, all
  89 encrypted in @var{A}'s secret key (@{@var{B}, @var{t@sub{issue}},
  90 @var{life}, @var{K@sub{AB}}, @var{T@sub{AB}}@}@var{K@sub{A}}). @var{A}
  91 decrypts the reply and retains it for later use.
  92
  93 @sp 1
  94
  95 Before sending a message to @var{B}, @var{A} creates an authenticator
  96 consisting of @var{A}'s name, @var{A}'s address, the current time, and a
  97 ``checksum'' chosen by @var{A}, all encrypted with the secret session
  98 key (@{@var{A}, @var{A@sub{addr}}, @var{t@sub{current}},
  99 @var{checksum}@}@var{K@sub{AB}}). This is sent together with the ticket
 100 received from the kerberos server to @var{B}.  Upon reception, @var{B}
 101 decrypts the ticket using @var{B}'s secret key.  Since the ticket
 102 contains the session key that the authenticator was encrypted with,
 103 @var{B} can now also decrypt the authenticator. To verify that @var{A}
 104 really is @var{A}, @var{B} now has to compare the contents of the ticket
 105 with that of the authenticator. If everything matches, @var{B} now
 106 considers @var{A} as properly authenticated.
 107
 108 @c (here we should have some more explanations)
 109
 110 @section Different attacks
 111
 112 @subheading Impersonating A
 113
 114 An impostor, @var{C} could steal the authenticator and the ticket as it
 115 is transmitted across the network, and use them to impersonate
 116 @var{A}. The address in the ticket and the authenticator was added to
 117 make it more difficult to perform this attack.  To succeed @var{C} will
 118 have to either use the same machine as @var{A} or fake the source
 119 addresses of the packets. By including the time stamp in the
 120 authenticator, @var{C} does not have much time in which to mount the
 121 attack.
 122
 123 @subheading Impersonating B
 124
 125 @var{C} can hijack @var{B}'s network address, and when @var{A} sends
 126 her credentials, @var{C} just pretend to verify them. @var{C} can't
 127 be sure that she is talking to @var{A}.
 128
 129 @section Defence strategies
 130
 131 It would be possible to add a @dfn{replay cache}
 132 @cindex replay cache
 133 to the server side.  The idea is to save the authenticators sent during
 134 the last few minutes, so that @var{B} can detect when someone is trying
 135 to retransmit an already used message. This is somewhat impractical
 136 (mostly regarding efficiency), and is not part of Kerberos 4; MIT
 137 Kerberos 5 contains it.
 138
 139 To authenticate @var{B}, @var{A} might request that @var{B} sends
 140 something back that proves that @var{B} has access to the session
 141 key. An example of this is the checksum that @var{A} sent as part of the
 142 authenticator. One typical procedure is to add one to the checksum,
 143 encrypt it with the session key and send it back to @var{A}.  This is
 144 called @dfn{mutual authentication}.
 145
 146 The session key can also be used to add cryptographic checksums to the
 147 messages sent between @var{A} and @var{B} (known as @dfn{message
 148 integrity}).  Encryption can also be added (@dfn{message
 149 confidentiality}). This is probably the best approach in all cases.
 150 @cindex integrity
 151 @cindex confidentiality
 152
 153 @section Further reading
 154
 155 The original paper on Kerberos from 1988 is @cite{Kerberos: An
 156 Authentication Service for Open Network Systems}, by Jennifer Steiner,
 157 Clifford Neuman and Jeffrey I. Schiller.
 158
 159 A less technical description can be found in @cite{Designing an
 160 Authentication System: a Dialogue in Four Scenes} by Bill Bryant, also
 161 from 1988.
 162
 163 These documents can be found on our web-page at
 164 @url{http://www.pdc.kth.se/kth-krb/}.