add an invalid protection level to the enum
[heimdal.git] / doc / standardisation / draft-ietf-krb-wg-anon-04.txt
blob8012859a62355dc96a7dc7ee685a4ec1e60a53a3
3 NETWORK WORKING GROUP                                             L. Zhu
4 Internet-Draft                                                  P. Leach
5 Updates: 4120 (if approved)                        Microsoft Corporation
6 Intended status: Standards Track                            July 7, 2007
7 Expires: January 8, 2008
10                      Anonymity Support for Kerberos
11                        draft-ietf-krb-wg-anon-04
13 Status of this Memo
15    By submitting this Internet-Draft, each author represents that any
16    applicable patent or other IPR claims of which he or she is aware
17    have been or will be disclosed, and any of which he or she becomes
18    aware will be disclosed, in accordance with Section 6 of BCP 79.
20    Internet-Drafts are working documents of the Internet Engineering
21    Task Force (IETF), its areas, and its working groups.  Note that
22    other groups may also distribute working documents as Internet-
23    Drafts.
25    Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
26    and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any
27    time.  It is inappropriate to use Internet-Drafts as reference
28    material or to cite them other than as "work in progress."
30    The list of current Internet-Drafts can be accessed at
31    http://www.ietf.org/ietf/1id-abstracts.txt.
33    The list of Internet-Draft Shadow Directories can be accessed at
34    http://www.ietf.org/shadow.html.
36    This Internet-Draft will expire on January 8, 2008.
38 Copyright Notice
40    Copyright (C) The IETF Trust (2007).
42 Abstract
44    This document defines extensions to the Kerberos protocol for the
45    Kerberos client to authenticate the Kerberos Key Distribution Center
46    and the Kerberos server, without revealing the client's identity.
47    These extensions can be used to secure communication between the
48    anonymous client and the server.
54 Zhu & Leach              Expires January 8, 2008                [Page 1]
56 Internet-Draft         Kerberos Anonymity Support              July 2007
59 Table of Contents
61    1.  Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3
62    2.  Conventions Used in This Document  . . . . . . . . . . . . . .  3
63    3.  Definitions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3
64    4.  Protocol Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  4
65    5.  GSS-API Implementation Notes . . . . . . . . . . . . . . . . .  8
66    6.  Security Considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  8
67    7.  Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9
68    8.  IANA Considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9
69    9.  Normative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
70    Authors' Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
71    Intellectual Property and Copyright Statements . . . . . . . . . . 11
110 Zhu & Leach              Expires January 8, 2008                [Page 2]
112 Internet-Draft         Kerberos Anonymity Support              July 2007
115 1.  Introduction
117    In certain situations, the Kerberos [RFC4120] client may wish to
118    authenticate a server and/or protect communications without revealing
119    its own identity.  For example, consider an application which
120    provides read access to a research database, and which permits
121    queries by arbitrary requestors.  A client of such a service might
122    wish to authenticate the service, to establish trust in the
123    information received from it, but might not wish to disclose its
124    identity to the service for privacy reasons.
126    Extensions to [RFC4120] are specified in this document by which a
127    client can authenticate the Key Distribution Center (KDC) and request
128    an anonymous ticket.  The client can use the anonymous ticket to
129    authenticate the server and protect subsequent client-server
130    communications.  These extensions provide Kerberos with functional
131    equivalence to Transport Layer Security (TLS) [RFC4346].
133    By using the extensions defined in this specification, the client may
134    reveal its identity in its initial request to its own KDC, but it can
135    remain anonymous thereafter to KDCs on the cross-realm authentication
136    path, and to the server with which it communicates.
139 2.  Conventions Used in This Document
141    The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT",
142    "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this
143    document are to be interpreted as described in [RFC2119].
146 3.  Definitions
148    The anonymous Kerberos realm name is defined as a well-known realm
149    name based on [KRBNAM].  The value is the literal "WELLKNOWN:
150    ANONYMOUS".  An anonymous Kerberos realm name MUST NOT be present in
151    the transited field [RFC4120] of a ticket.
153    The anonymous Kerberos principal name is defined as a well-known
154    Kerberos principal name based on [KRBNAM].  The value of the name-
155    type field [RFC4120] is KRB_NT_WELLKNOWN [KRBNAM], and the value of
156    the name-string field [RFC4120] is a sequence of two KerberosString
157    components: "WELLKNOWN", "ANONYMOUS".
159    Note that in this specification, the anonymous principal name and
160    realm are only applicable to the client in Kerberos messages, the
161    server MUST NOT be anonymous in any Kerberos message.
166 Zhu & Leach              Expires January 8, 2008                [Page 3]
168 Internet-Draft         Kerberos Anonymity Support              July 2007
171    The anonymous ticket flag is defined as bit 14 (with the first bit
172    being bit 0) in the TicketFlags:
174            TicketFlags     ::= KerberosFlags
175              -- anonymous(14)
176              -- TicketFlags and KerberosFlags are defined in [RFC4120]
178    An anonymous ticket is a ticket that has all of the following
179    properties:
181    o  The cname field [RFC4120] contains the anonymous Kerberos
182       principal name.
184    o  The crealm field [RFC4120] contains the client's realm name, or
185       the name of the realm that issued the initial ticket for the
186       client principal, or the anonymous realm name.
188    o  The anonymous ticket contains no information that can reveal the
189       client's identity.  However the ticket may contain the client
190       realm, intermediate realms on the client's authentication path,
191       and authorization data that may provide information related to the
192       client's identity.  For example, an anonymous principal that is
193       identifiable only within a particular group of users can be
194       implemented using authorization data and such authorization data,
195       if included in the anonymous ticket, shall disclose the client's
196       membership of that group.
198    o  The anonymous ticket flag is set.
200    The anonymous KDC option is defined as bit 14 (with the first bit
201    being bit 0) in the KDCOptions:
203            KDCOptions      ::= KerberosFlags
204              -- anonymous(14)
205              -- KDCOptions and KerberosFlags are defined in [RFC4120]
207    As described in Section 4, the anonymous KDC option is set to request
208    an anonymous ticket.
211 4.  Protocol Description
213    In order to request an anonymous ticket, the client sets the
214    anonymous KDC option in an Authentication Exchange (AS) or Ticket
215    Granting Service (TGS) request [RFC4120].  The client can request an
216    anonymous Ticket Granting Ticket (TGT) based on a normal TGT.  Unless
217    otherwise specified, the client can obtain an anonymous ticket with
218    the anonymous realm name only by requesting an anonymous ticket in an
222 Zhu & Leach              Expires January 8, 2008                [Page 4]
224 Internet-Draft         Kerberos Anonymity Support              July 2007
227    AS exchange with the client realm set as anonymous in the request.
229    If the client wishes to authenticate the KDC anonymously, it sets the
230    client name as anonymous in the AS exchange and provides a
231    PA_PK_AS_REQ pre-authentication data [RFC4556] where both the
232    signerInfos field and the certificates field of the SignedData
233    [RFC3852] of the PA_PK_AS_REQ are empty.  Because the anonymous
234    client does not have an associated asymmetric key pair, the client
235    MUST choose the Diffie-Hellman key agreement method by filling in the
236    Diffie-Hellman domain parameters in the clientPublicValue [RFC4556].
238    If the ticket in the PA-TGS-REQ [RFC4120] of the TGS request is
239    anonymous, or if the client in the AS request is anonymous, the
240    anonymous KDC option MUST be set in the request.  Otherwise, the KDC
241    MUST return a KRB-ERROR message with the code KDC_ERR_BADOPTION
242    [RFC4120], and there is no accompanying e-data defined in this
243    document.
245    Upon receiving the AS request with a PA_PK_AS_REQ [RFC4556] from the
246    anonymous client, the KDC processes the request according to Section
247    3.1.2 of [RFC4120].  The KDC skips the checks for the client's
248    signature and the client's public key (such as the verification of
249    the binding between the client's public key and the client name), but
250    performs otherwise-applicable checks, and proceeds as normal
251    according to [RFC4556].  For example, the AS MUST check if the
252    client's Diffie-Hellman domain parameters are acceptable.  The
253    Diffie-Hellman key agreement method MUST be used and the reply key is
254    derived according to Section 3.2.3.1 of [RFC4556].  If the
255    clientPublicValue is not present in the request, the KDC MUST return
256    a KRB-ERROR [RFC4120] with the code
257    KDC_ERR_PUBLIC_KEY_ENCRYPTION_NOT_SUPPORTED [RFC4556] and there is no
258    accompanying e-data.  If all goes well, an anonymous ticket is
259    generated according to Section 3.1.3 of [RFC4120] and a PA_PK_AS_REP
260    [RFC4556] pre-authentication data is included in the KDC reply
261    according to [RFC4556].  If the KDC does not have an asymmetric key
262    pair, it MAY reply anonymously or reject the authentication attempt.
263    If the KDC replies anonymously, both the signerInfos field and the
264    certificates field of the SignedData [RFC3852] of PA_PK_AS_REP in the
265    reply are empty.  The server name in the anonymous KDC reply contains
266    the name of the TGS.
268    Upon receipt of the KDC reply that contains an anonymous ticket and a
269    PA_PK_AS_REP [RFC4556] pre-authentication data, the client can then
270    authenticate the KDC based on the KDC's signature in the
271    PA_PK_AS_REP.  If the KDC's signature is missing in the KDC reply
272    (the reply is anonymous), the client MUST reject the returned ticket
273    if it cannot authenticate the KDC otherwise.
278 Zhu & Leach              Expires January 8, 2008                [Page 5]
280 Internet-Draft         Kerberos Anonymity Support              July 2007
283    The client can use the client keys to mutually authenticate with the
284    KDC, request an anonymous TGT in the AS request.  And in that case,
285    the reply key is selected as normal according to Section 3.1.3 of
286    [RFC4120].
288    For the TGS exchange, the reply key is selected as normal according
289    to Section 3.3.3 of [RFC4120].
291    When policy allows, the KDC issues an anonymous ticket.  Based on
292    local policy, the client realm in the anonymous ticket can be the
293    anonymous realm name or the realm of the KDC.  However, in all cases,
294    the client name and the client realm in the EncKDCRepPart of the
295    reply [RFC4120] MUST match with the corresponding client name and the
296    client realm of the anonymous ticket in the reply.  The client MUST
297    use the client name and the client realm returned in the
298    EncKDCRepPart in subsequent message exchanges when using the obtained
299    anonymous ticket.
301    When propagating authorization data in the ticket or in the enc-
302    authorization-data field [RFC4120] of the request, the TGS MUST
303    ensure that the client confidentiality is not violated in the
304    returned anonymous ticket.  The TGS MUST process the authorization
305    data recursively according to Section 5.2.6 of [RFC4120] beyond the
306    container levels such that all embedded authorization elements are
307    interpreted.  Identity-based authorization data SHOULD NOT be present
308    in an anonymous ticket in that it typically reveals the client's
309    identity.  The specification of a new authorization data type MUST
310    specify the processing rules of the authorization data when an
311    anonymous ticket is returned.  If there is no processing rule defined
312    for an authorization data element or the authorization data element
313    is unknown, the TGS MUST process it when an anonymous ticket is
314    returned as follows:
316    o  If the authorization data element may reveal the client's
317       identity, it MUST be removed unless otherwise specified.
319    o  If the authorization data element is intended to restrict the use
320       of the ticket or limit the rights otherwise conveyed in the
321       ticket, it cannot be removed in order to hide the client's
322       identity.  In this case, the authentication attempt MUST be
323       rejected, and the KDC MUST return an error message with the code
324       KDC_ERR_POLICY [RFC4120].  There is no accompanying e-data defined
325       in this document.  Note this is applicable to both critical and
326       optional authorization data.
328    o  If the authorization data element is unknown, the TGS MAY remove
329       it, or transfer it into the returned anonymous ticket, or reject
330       the authentication attempt, based on local policy for that
334 Zhu & Leach              Expires January 8, 2008                [Page 6]
336 Internet-Draft         Kerberos Anonymity Support              July 2007
339       authorization data type unless otherwise specified.  If there is
340       no policy defined for a given unknown authorization data type, the
341       authentication MUST be rejected.  The error code is KDC_ERR_POLICY
342       when the authentication is rejected.
344    The AD-INITIAL-VERIFIED-CAS authorization data [RFC4556] MAY be
345    removed from an anonymous ticket based on local policy of the TGS.
347    The TGS MUST add the name of the previous realm according to Section
348    3.3.3.2 of [RFC4120].  If the client's realm is the anonymous realm,
349    the abbreviation forms [RFC4120] that build on the preceding name
350    cannot be used at the start of the transited encoding.  The null-
351    subfield form (e.g., encoding ending with ",") [RFC4120] could not be
352    used next to the anonymous realm that can potentially be at the
353    beginning where the client realm is filled in.
355    The KDC fills out the authtime field of the anonymous ticket in the
356    reply as follows: If the anonymous ticket is returned in an AS
357    exchange, the authtime field of the ticket contains the request time.
358    If the anonymous ticket is returned in a TGS exchange, the authtime
359    field contains the authtime of the ticket in the PA-TGS-REQ pre-
360    authentication data [RFC4120].  An anonymous ticket can be renewed,
361    and the authtime field of a renewed ticket is the authtime in the
362    anonymous ticket on which the renewed ticket was based.
364    If the client is anonymous and the KDC does not have a key to encrypt
365    the reply (this can happen when, for example, the KDC does not
366    support PKINIT [RFC4556]), the KDC MUST return an error message with
367    the code KDC_ERR_NULL_KEY [RFC4120] and there is no accompanying
368    e-data defined in this document.
370    If a client requires anonymous communication then the client MUST
371    check to make sure that the ticket in the reply is actually anonymous
372    by checking the presence of the anonymous ticket flag.  This is
373    because KDCs ignore unknown KDC options.  A KDC that does not
374    understand the anonymous KDC option will not return an error, but
375    will instead return a normal ticket.
377    The subsequent client and server communications then proceed as
378    described in [RFC4120].
380    A server accepting an anonymous service ticket may assume that
381    subsequent requests using the same ticket originate from the same
382    client.  Requests with different tickets are likely to originate from
383    different clients.
390 Zhu & Leach              Expires January 8, 2008                [Page 7]
392 Internet-Draft         Kerberos Anonymity Support              July 2007
395 5.  GSS-API Implementation Notes
397    At the GSS-API [RFC2743] level, the use of an anonymous principal by
398    the initiator/client requires the initiator/client to assert the
399    "anonymous" flag when calling GSS_Init_Sec_Context().
401    GSS-API does not know or define "anonymous credentials", so the
402    (printable) name of the anonymous principal will rarely be used by or
403    relevant for the initiator/client.  The printable name is relevant
404    for the acceptor/server when performing an authorization decision
405    based on the initiator name that is returned from the acceptor side
406    upon the successful security context establishment.
408    A GSS-API initiator MUST carefully check the resulting context
409    attributes from the initial call to GSS_Init_Sec_Context() when
410    requesting anonymity, because (as in the GSS-API tradition and for
411    backwards compatibility) anonymity is just another optional context
412    attribute.  It could be that the mechanism doesn't recognize the
413    attribute at all or that anonymity is not available for some other
414    reasons -- and in that case the initiator must NOT send the initial
415    security context token to the acceptor, because it will likely reveal
416    the initiators identity to the acceptor, something that can rarely be
417    "un-done".
419    GSS-API defines the name_type GSS_C_NT_ANONYMOUS [RFC2743] to
420    represent the anonymous identity.  In addition, Section 2.1.1 of
421    [RFC1964] defines the single string representation of a Kerberos
422    principal name with the name_type GSS_KRB5_NT_PRINCIPAL_NAME.  For
423    the anonymous principals, the name component within the exportable
424    name as defined in Section 2.1.3 of [RFC1964] MUST signify the realm
425    name according to Section 2.1.1 of [RFC1964].  Note that in this
426    specification only the client/initiator can be anonymous.
428    Portable initiators are RECOMMENDED to use default credentials
429    whenever possible, and request anonymity only through the input
430    anon_req_flag [RFC2743] to GSS_Init_Sec_Context().
433 6.  Security Considerations
435    Since KDCs ignore unknown options [RFC4120], a client requiring
436    anonymous communication needs to make sure that the ticket is
437    actually anonymous.  This is because a KDC that that does not
438    understand the anonymous option would not return an anonymous ticket.
440    By using the mechanism defined in this specification, the client does
441    not reveal its identity to the server but its identity may be
442    revealed to the KDC of the server principal (when the server
446 Zhu & Leach              Expires January 8, 2008                [Page 8]
448 Internet-Draft         Kerberos Anonymity Support              July 2007
451    principal is in a different realm than that of the client), and any
452    KDC on the cross-realm authentication path.  The Kerberos client MUST
453    verify the ticket being used is indeed anonymous before communicating
454    with the server, otherwise the client's identity may be revealed
455    unintentionally.
457    In cases where specific server principals must not have access to the
458    client's identity (for example, an anonymous poll service), the KDC
459    can define server principal specific policy that insure any normal
460    service ticket can NEVER be issued to any of these server principals.
462    If the KDC that issued an anonymous ticket were to maintain records
463    of the association of identities to an anonymous ticket, then someone
464    obtaining such records could breach the anonymity.  Additionally, the
465    implementations of most (for now all) KDC's respond to requests at
466    the time that they are received.  Traffic analysis on the connection
467    to the KDC will allow an attacker to match client identities to
468    anonymous tickets issued.  Because there are plaintext parts of the
469    tickets that are exposed on the wire, such matching by a third party
470    observer is relatively straightforward.
473 7.  Acknowledgements
475    JK Jaganathan helped editing early revisions of this document.
477    Clifford Neuman contributed the core notions of this document.
479    Ken Raeburn reviewed the document and provided suggestions for
480    improvements.
482    Martin Rex wrote the text for GSS-API considerations.
484    Nicolas Williams reviewed the GSS-API considerations section and
485    suggested ideas for improvements.
487    Sam Hartman and Nicolas Williams were great champions of this work.
489    In addition, the following individuals made significant
490    contributions: Jeffery Altman, Tom Yu, Chaskiel M Grundman, Love
491    Hoernquist Aestrand, and Jeffery Hutzelman.
494 8.  IANA Considerations
496    Section 3 defines the anonymous Kerberos name and the anonymous
497    Kerberos realm based on [KRBNAM].  The IANA registry for [KRBNAM]
498    need to be updated to add references to this document.
502 Zhu & Leach              Expires January 8, 2008                [Page 9]
504 Internet-Draft         Kerberos Anonymity Support              July 2007
507 9.  Normative References
509    [KRBNAM]   Zhu, L., "Additonal Kerberos Naming Contraints", 
510               draft-ietf-krb-wg-naming, work in progress.
512    [RFC1964]  Linn, J., "The Kerberos Version 5 GSS-API Mechanism",
513               RFC 1964, June 1996.
515    [RFC2119]  Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate
516               Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119, March 1997.
518    [RFC2743]  Linn, J., "Generic Security Service Application Program
519               Interface Version 2, Update 1", RFC 2743, January 2000.
521    [RFC3852]  Housley, R., "Cryptographic Message Syntax (CMS)",
522               RFC 3852, July 2004.
524    [RFC4120]  Neuman, C., Yu, T., Hartman, S., and K. Raeburn, "The
525               Kerberos Network Authentication Service (V5)", RFC 4120,
526               July 2005.
528    [RFC4346]  Dierks, T. and E. Rescorla, "The Transport Layer Security
529               (TLS) Protocol Version 1.1", RFC 4346, April 2006.
531    [RFC4556]  Zhu, L. and B. Tung, "Public Key Cryptography for Initial
532               Authentication in Kerberos (PKINIT)", RFC 4556, June 2006.
535 Authors' Addresses
537    Larry Zhu
538    Microsoft Corporation
539    One Microsoft Way
540    Redmond, WA  98052
541    US
543    Email: lzhu@microsoft.com
546    Paul Leach
547    Microsoft Corporation
548    One Microsoft Way
549    Redmond, WA  98052
550    US
552    Email: paulle@microsoft.com
559 Zhu & Leach              Expires January 8, 2008               [Page 10]
561 Internet-Draft         Kerberos Anonymity Support              July 2007
564 Full Copyright Statement
566    Copyright (C) The IETF Trust (2007).
568    This document is subject to the rights, licenses and restrictions
569    contained in BCP 78, and except as set forth therein, the authors
570    retain all their rights.
572    This document and the information contained herein are provided on an
573    "AS IS" basis and THE CONTRIBUTOR, THE ORGANIZATION HE/SHE REPRESENTS
574    OR IS SPONSORED BY (IF ANY), THE INTERNET SOCIETY, THE IETF TRUST AND
575    THE INTERNET ENGINEERING TASK FORCE DISCLAIM ALL WARRANTIES, EXPRESS
576    OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTY THAT THE USE OF
577    THE INFORMATION HEREIN WILL NOT INFRINGE ANY RIGHTS OR ANY IMPLIED
578    WARRANTIES OF MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
581 Intellectual Property
583    The IETF takes no position regarding the validity or scope of any
584    Intellectual Property Rights or other rights that might be claimed to
585    pertain to the implementation or use of the technology described in
586    this document or the extent to which any license under such rights
587    might or might not be available; nor does it represent that it has
588    made any independent effort to identify any such rights.  Information
589    on the procedures with respect to rights in RFC documents can be
590    found in BCP 78 and BCP 79.
592    Copies of IPR disclosures made to the IETF Secretariat and any
593    assurances of licenses to be made available, or the result of an
594    attempt made to obtain a general license or permission for the use of
595    such proprietary rights by implementers or users of this
596    specification can be obtained from the IETF on-line IPR repository at
597    http://www.ietf.org/ipr.
599    The IETF invites any interested party to bring to its attention any
600    copyrights, patents or patent applications, or other proprietary
601    rights that may cover technology that may be required to implement
602    this standard.  Please address the information to the IETF at
603    ietf-ipr@ietf.org.
606 Acknowledgment
608    Funding for the RFC Editor function is provided by the IETF
609    Administrative Support Activity (IASA).
615 Zhu & Leach              Expires January 8, 2008               [Page 11]