the new makeinfo sets the FLOAT_NAME by default.
[gnutls.git] / doc / protocol / rfc5077.txt
blob13e7abe66e560c56abc6f312f7927810d54fd5d3
7 Network Working Group                                         J. Salowey
8 Request for Comments: 5077                                       H. Zhou
9 Obsoletes: 4507                                            Cisco Systems
10 Category: Standards Track                                      P. Eronen
11                                                                    Nokia
12                                                            H. Tschofenig
13                                                   Nokia Siemens Networks
14                                                             January 2008
17        Transport Layer Security (TLS) Session Resumption without
18                            Server-Side State
20 Status of This Memo
22    This document specifies an Internet standards track protocol for the
23    Internet community, and requests discussion and suggestions for
24    improvements.  Please refer to the current edition of the "Internet
25    Official Protocol Standards" (STD 1) for the standardization state
26    and status of this protocol.  Distribution of this memo is unlimited.
28 Abstract
30    This document describes a mechanism that enables the Transport Layer
31    Security (TLS) server to resume sessions and avoid keeping per-client
32    session state.  The TLS server encapsulates the session state into a
33    ticket and forwards it to the client.  The client can subsequently
34    resume a session using the obtained ticket.  This document obsoletes
35    RFC 4507.
58 Salowey, et al.             Standards Track                     [Page 1]
60 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
63 Table of Contents
65    1.  Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3
66    2.  Terminology  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3
67    3.  Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3
68      3.1.  Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  4
69      3.2.  SessionTicket TLS Extension  . . . . . . . . . . . . . . .  7
70      3.3.  NewSessionTicket Handshake Message . . . . . . . . . . . .  8
71      3.4.  Interaction with TLS Session ID  . . . . . . . . . . . . .  9
72    4.  Recommended Ticket Construction  . . . . . . . . . . . . . . . 10
73    5.  Security Considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
74      5.1.  Invalidating Sessions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
75      5.2.  Stolen Tickets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
76      5.3.  Forged Tickets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
77      5.4.  Denial of Service Attacks  . . . . . . . . . . . . . . . . 12
78      5.5.  Ticket Protection Key Management . . . . . . . . . . . . . 13
79      5.6.  Ticket Lifetime  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
80      5.7.  Alternate Ticket Formats and Distribution Schemes  . . . . 13
81      5.8.  Identity Privacy, Anonymity, and Unlinkability . . . . . . 14
82    6.  Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
83    7.  IANA Considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
84    8.  References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
85      8.1.  Normative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
86      8.2.  Informative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
87    Appendix A.  Discussion of Changes to RFC 4507 . . . . . . . . . . 17
114 Salowey, et al.             Standards Track                     [Page 2]
116 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
119 1.  Introduction
121    This document defines a way to resume a Transport Layer Security
122    (TLS) session without requiring session-specific state at the TLS
123    server.  This mechanism may be used with any TLS ciphersuite.  This
124    document applies to both TLS 1.0 defined in [RFC2246], and TLS 1.1
125    defined in [RFC4346].  The mechanism makes use of TLS extensions
126    defined in [RFC4366] and defines a new TLS message type.
128    This mechanism is useful in the following situations:
130    1.  servers that handle a large number of transactions from different
131        users
133    2.  servers that desire to cache sessions for a long time
135    3.  ability to load balance requests across servers
137    4.  embedded servers with little memory
139    This document obsoletes RFC 4507 [RFC4507] to correct an error in the
140    encoding that caused the specification to differ from deployed
141    implementations.  At the time of this writing, there are no known
142    implementations that follow the encoding specified in RFC 4507.  This
143    update to RFC 4507 aligns the document with currently deployed
144    implementations.  More details of the change are given in Appendix A.
146 2.  Terminology
148    Within this document, the term 'ticket' refers to a cryptographically
149    protected data structure that is created and consumed by the server
150    to rebuild session-specific state.
152    The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT",
153    "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this
154    document are to be interpreted as described in [RFC2119].
156 3.  Protocol
158    This specification describes a mechanism to distribute encrypted
159    session-state information to the client in the form of a ticket and a
160    mechanism to present the ticket back to the server.  The ticket is
161    created by a TLS server and sent to a TLS client.  The TLS client
162    presents the ticket to the TLS server to resume a session.
163    Implementations of this specification are expected to support both
164    mechanisms.  Other specifications can take advantage of the session
165    tickets, perhaps specifying alternative means for distribution or
166    selection.  For example, a separate specification may describe an
170 Salowey, et al.             Standards Track                     [Page 3]
172 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
175    alternate way to distribute a ticket and use the TLS extension in
176    this document to resume the session.  This behavior is beyond the
177    scope of the document and would need to be described in a separate
178    specification.
180 3.1.  Overview
182    The client indicates that it supports this mechanism by including a
183    SessionTicket TLS extension in the ClientHello message.  The
184    extension will be empty if the client does not already possess a
185    ticket for the server.  The server sends an empty SessionTicket
186    extension to indicate that it will send a new session ticket using
187    the NewSessionTicket handshake message.  The extension is described
188    in Section 3.2.
190    If the server wants to use this mechanism, it stores its session
191    state (such as ciphersuite and master secret) to a ticket that is
192    encrypted and integrity-protected by a key known only to the server.
193    The ticket is distributed to the client using the NewSessionTicket
194    TLS handshake message described in Section 3.3.  This message is sent
195    during the TLS handshake before the ChangeCipherSpec message, after
196    the server has successfully verified the client's Finished message.
198          Client                                               Server
200          ClientHello
201         (empty SessionTicket extension)-------->
202                                                          ServerHello
203                                      (empty SessionTicket extension)
204                                                         Certificate*
205                                                   ServerKeyExchange*
206                                                  CertificateRequest*
207                                       <--------      ServerHelloDone
208          Certificate*
209          ClientKeyExchange
210          CertificateVerify*
211          [ChangeCipherSpec]
212          Finished                     -------->
213                                                     NewSessionTicket
214                                                   [ChangeCipherSpec]
215                                       <--------             Finished
216          Application Data             <------->     Application Data
218    Figure 1: Message Flow for Full Handshake Issuing New Session Ticket
226 Salowey, et al.             Standards Track                     [Page 4]
228 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
231    The client caches this ticket along with the master secret and other
232    parameters associated with the current session.  When the client
233    wishes to resume the session, it includes the ticket in the
234    SessionTicket extension within the ClientHello message.  Appendix A
235    provides a detailed description of the encoding of the extension and
236    changes from RFC 4507.  The server then decrypts the received ticket,
237    verifies the ticket's validity, retrieves the session state from the
238    contents of the ticket, and uses this state to resume the session.
239    The interaction with the TLS Session ID is described in Section 3.4.
240    If the server successfully verifies the client's ticket, then it may
241    renew the ticket by including a NewSessionTicket handshake message
242    after the ServerHello.
244          Client                                                Server
245          ClientHello
246          (SessionTicket extension)      -------->
247                                                           ServerHello
248                                       (empty SessionTicket extension)
249                                                      NewSessionTicket
250                                                    [ChangeCipherSpec]
251                                        <--------             Finished
252          [ChangeCipherSpec]
253          Finished                      -------->
254          Application Data              <------->     Application Data
256     Figure 2: Message Flow for Abbreviated Handshake Using New Session
257                                   Ticket
259    A recommended ticket format is given in Section 4.
261    If the server cannot or does not want to honor the ticket, then it
262    can initiate a full handshake with the client.
264    In the case that the server does not wish to issue a new ticket at
265    this time, it just completes the handshake without including a
266    SessionTicket extension or NewSessionTicket handshake message.  This
267    is shown below (this flow is identical to Figure 1 in RFC 4346,
268    except for the SessionTicket extension in the first message):
282 Salowey, et al.             Standards Track                     [Page 5]
284 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
287          Client                                               Server
289          ClientHello
290          (SessionTicket extension)    -------->
291                                                          ServerHello
292                                                         Certificate*
293                                                   ServerKeyExchange*
294                                                  CertificateRequest*
295                                       <--------      ServerHelloDone
296          Certificate*
297          ClientKeyExchange
298          CertificateVerify*
299          [ChangeCipherSpec]
300          Finished                     -------->
301                                                   [ChangeCipherSpec]
302                                       <--------             Finished
303          Application Data             <------->     Application Data
305     Figure 3: Message Flow for Server Completing Full Handshake Without
306                         Issuing New Session Ticket
308    It is also permissible to have an exchange similar to Figure 3 using
309    the abbreviated handshake defined in Figure 2 of RFC 4346, where the
310    client uses the SessionTicket extension to resume the session, but
311    the server does not wish to issue a new ticket, and therefore does
312    not send a SessionTicket extension.
314    If the server rejects the ticket, it may still wish to issue a new
315    ticket after performing the full handshake as shown below (this flow
316    is identical to Figure 1, except the SessionTicket extension in the
317    ClientHello is not empty):
338 Salowey, et al.             Standards Track                     [Page 6]
340 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
343          Client                                               Server
345          ClientHello
346          (SessionTicket extension) -------->
347                                                          ServerHello
348                                      (empty SessionTicket extension)
349                                                         Certificate*
350                                                   ServerKeyExchange*
351                                                  CertificateRequest*
352                                   <--------          ServerHelloDone
353          Certificate*
354          ClientKeyExchange
355          CertificateVerify*
356          [ChangeCipherSpec]
357          Finished                 -------->
358                                                     NewSessionTicket
359                                                   [ChangeCipherSpec]
360                                   <--------                 Finished
361          Application Data         <------->         Application Data
363     Figure 4: Message Flow for Server Rejecting Ticket, Performing Full
364                  Handshake, and Issuing New Session Ticket
366 3.2.  SessionTicket TLS Extension
368    The SessionTicket TLS extension is based on [RFC4366].  The format of
369    the ticket is an opaque structure used to carry session-specific
370    state information.  This extension may be sent in the ClientHello and
371    ServerHello.
373    If the client possesses a ticket that it wants to use to resume a
374    session, then it includes the ticket in the SessionTicket extension
375    in the ClientHello.  If the client does not have a ticket and is
376    prepared to receive one in the NewSessionTicket handshake message,
377    then it MUST include a zero-length ticket in the SessionTicket
378    extension.  If the client is not prepared to receive a ticket in the
379    NewSessionTicket handshake message, then it MUST NOT include a
380    SessionTicket extension unless it is sending a non-empty ticket it
381    received through some other means from the server.
383    The server uses a zero-length SessionTicket extension to indicate to
384    the client that it will send a new session ticket using the
385    NewSessionTicket handshake message described in Section 3.3.  The
386    server MUST send this extension in the ServerHello if it wishes to
387    issue a new ticket to the client using the NewSessionTicket handshake
388    message.  The server MUST NOT send this extension if it does not
389    receive one in the ClientHello.
394 Salowey, et al.             Standards Track                     [Page 7]
396 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
399    If the server fails to verify the ticket, then it falls back to
400    performing a full handshake.  If the ticket is accepted by the server
401    but the handshake fails, the client SHOULD delete the ticket.
403    The SessionTicket extension has been assigned the number 35.  The
404    extension_data field of SessionTicket extension contains the ticket.
406 3.3.  NewSessionTicket Handshake Message
408    This message is sent by the server during the TLS handshake before
409    the ChangeCipherSpec message.  This message MUST be sent if the
410    server included a SessionTicket extension in the ServerHello.  This
411    message MUST NOT be sent if the server did not include a
412    SessionTicket extension in the ServerHello.  This message is included
413    in the hash used to create and verify the Finished message.  In the
414    case of a full handshake, the server MUST verify the client's
415    Finished message before sending the ticket.  The client MUST NOT
416    treat the ticket as valid until it has verified the server's Finished
417    message.  If the server determines that it does not want to include a
418    ticket after it has included the SessionTicket extension in the
419    ServerHello, then it sends a zero-length ticket in the
420    NewSessionTicket handshake message.
422    If the server successfully verifies the client's ticket, then it MAY
423    renew the ticket by including a NewSessionTicket handshake message
424    after the ServerHello in the abbreviated handshake.  The client
425    should start using the new ticket as soon as possible after it
426    verifies the server's Finished message for new connections.  Note
427    that since the updated ticket is issued before the handshake
428    completes, it is possible that the client may not put the new ticket
429    into use before it initiates new connections.  The server MUST NOT
430    assume that the client actually received the updated ticket until it
431    successfully verifies the client's Finished message.
433    The NewSessionTicket handshake message has been assigned the number 4
434    and its definition is given at the end of this section.  The
435    ticket_lifetime_hint field contains a hint from the server about how
436    long the ticket should be stored.  The value indicates the lifetime
437    in seconds as a 32-bit unsigned integer in network byte order
438    relative to when the ticket is received.  A value of zero is reserved
439    to indicate that the lifetime of the ticket is unspecified.  A client
440    SHOULD delete the ticket and associated state when the time expires.
441    It MAY delete the ticket earlier based on local policy.  A server MAY
442    treat a ticket as valid for a shorter or longer period of time than
443    what is stated in the ticket_lifetime_hint.
450 Salowey, et al.             Standards Track                     [Page 8]
452 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
455       struct {
456           HandshakeType msg_type;
457           uint24 length;
458           select (HandshakeType) {
459               case hello_request:       HelloRequest;
460               case client_hello:        ClientHello;
461               case server_hello:        ServerHello;
462               case certificate:         Certificate;
463               case server_key_exchange: ServerKeyExchange;
464               case certificate_request: CertificateRequest;
465               case server_hello_done:   ServerHelloDone;
466               case certificate_verify:  CertificateVerify;
467               case client_key_exchange: ClientKeyExchange;
468               case finished:            Finished;
469               case session_ticket:      NewSessionTicket; /* NEW */
470           } body;
471       } Handshake;
474       struct {
475           uint32 ticket_lifetime_hint;
476           opaque ticket<0..2^16-1>;
477       } NewSessionTicket;
479 3.4.  Interaction with TLS Session ID
481    If a server is planning on issuing a session ticket to a client that
482    does not present one, it SHOULD include an empty Session ID in the
483    ServerHello.  If the server rejects the ticket and falls back to the
484    full handshake then it may include a non-empty Session ID to indicate
485    its support for stateful session resumption.  If the client receives
486    a session ticket from the server, then it discards any Session ID
487    that was sent in the ServerHello.
489    When presenting a ticket, the client MAY generate and include a
490    Session ID in the TLS ClientHello.  If the server accepts the ticket
491    and the Session ID is not empty, then it MUST respond with the same
492    Session ID present in the ClientHello.  This allows the client to
493    easily differentiate when the server is resuming a session from when
494    it is falling back to a full handshake.  Since the client generates a
495    Session ID, the server MUST NOT rely upon the Session ID having a
496    particular value when validating the ticket.  If a ticket is
497    presented by the client, the server MUST NOT attempt to use the
498    Session ID in the ClientHello for stateful session resumption.
499    Alternatively, the client MAY include an empty Session ID in the
500    ClientHello.  In this case, the client ignores the Session ID sent in
501    the ServerHello and determines if the server is resuming a session by
502    the subsequent handshake messages.
506 Salowey, et al.             Standards Track                     [Page 9]
508 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
511 4.  Recommended Ticket Construction
513    This section describes a recommended format and protection for the
514    ticket.  Note that the ticket is opaque to the client, so the
515    structure is not subject to interoperability concerns, and
516    implementations may diverge from this format.  If implementations do
517    diverge from this format, they must take security concerns seriously.
518    Clients MUST NOT examine the ticket under the assumption that it
519    complies with this document.
521    The server uses two different keys: one 128-bit key for Advanced
522    Encryption Standard (AES) [AES] in Cipher Block Chaining (CBC) mode
523    [CBC] encryption and one 256-bit key for HMAC-SHA-256 [RFC4634].
525    The ticket is structured as follows:
527       struct {
528           opaque key_name[16];
529           opaque iv[16];
530           opaque encrypted_state<0..2^16-1>;
531           opaque mac[32];
532       } ticket;
534    Here, key_name serves to identify a particular set of keys used to
535    protect the ticket.  It enables the server to easily recognize
536    tickets it has issued.  The key_name should be randomly generated to
537    avoid collisions between servers.  One possibility is to generate new
538    random keys and key_name every time the server is started.
540    The actual state information in encrypted_state is encrypted using
541    128-bit AES in CBC mode with the given IV.  The Message
542    Authentication Code (MAC) is calculated using HMAC-SHA-256 over
543    key_name (16 octets) and IV (16 octets), followed by the length of
544    the encrypted_state field (2 octets) and its contents (variable
545    length).
562 Salowey, et al.             Standards Track                    [Page 10]
564 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
567       struct {
568           ProtocolVersion protocol_version;
569           CipherSuite cipher_suite;
570           CompressionMethod compression_method;
571           opaque master_secret[48];
572           ClientIdentity client_identity;
573           uint32 timestamp;
574       } StatePlaintext;
576       enum {
577          anonymous(0),
578          certificate_based(1),
579          psk(2)
580      } ClientAuthenticationType;
582       struct {
583           ClientAuthenticationType client_authentication_type;
584           select (ClientAuthenticationType) {
585               case anonymous: struct {};
586               case certificate_based:
587                   ASN.1Cert certificate_list<0..2^24-1>;
588               case psk:
589                   opaque psk_identity<0..2^16-1>;   /* from [RFC4279] */
590           };
591        } ClientIdentity;
593    The structure StatePlaintext stores the TLS session state including
594    the master_secret.  The timestamp within this structure allows the
595    TLS server to expire tickets.  To cover the authentication and key
596    exchange protocols provided by TLS, the ClientIdentity structure
597    contains the authentication type of the client used in the initial
598    exchange (see ClientAuthenticationType).  To offer the TLS server
599    with the same capabilities for authentication and authorization, a
600    certificate list is included in case of public-key-based
601    authentication.  The TLS server is therefore able to inspect a number
602    of different attributes within these certificates.  A specific
603    implementation might choose to store a subset of this information or
604    additional information.  Other authentication mechanisms, such as
605    Kerberos [RFC2712], would require different client identity data.
606    Other TLS extensions may require the inclusion of additional data in
607    the StatePlaintext structure.
618 Salowey, et al.             Standards Track                    [Page 11]
620 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
623 5.  Security Considerations
625    This section addresses security issues related to the usage of a
626    ticket.  Tickets must be authenticated and encrypted to prevent
627    modification or eavesdropping by an attacker.  Several attacks
628    described below will be possible if this is not carefully done.
630    Implementations should take care to ensure that the processing of
631    tickets does not increase the chance of denial of service as
632    described below.
634 5.1.  Invalidating Sessions
636    The TLS specification requires that TLS sessions be invalidated when
637    errors occur.  [CSSC] discusses the security implications of this in
638    detail.  In the analysis within this paper, failure to invalidate
639    sessions does not pose a security risk.  This is because the TLS
640    handshake uses a non-reversible function to derive keys for a session
641    so information about one session does not provide an advantage to
642    attack the master secret or a different session.  If a session
643    invalidation scheme is used, the implementation should verify the
644    integrity of the ticket before using the contents to invalidate a
645    session to ensure that an attacker cannot invalidate a chosen
646    session.
648 5.2.  Stolen Tickets
650    An eavesdropper or man-in-the-middle may obtain the ticket and
651    attempt to use it to establish a session with the server; however,
652    since the ticket is encrypted and the attacker does not know the
653    secret key, a stolen ticket does not help an attacker resume a
654    session.  A TLS server MUST use strong encryption and integrity
655    protection for the ticket to prevent an attacker from using a brute
656    force mechanism to obtain the ticket's contents.
658 5.3.  Forged Tickets
660    A malicious user could forge or alter a ticket in order to resume a
661    session, to extend its lifetime, to impersonate another user, or to
662    gain additional privileges.  This attack is not possible if the
663    ticket is protected using a strong integrity protection algorithm
664    such as a keyed HMAC-SHA-256.
666 5.4.  Denial of Service Attacks
668    The key_name field defined in the recommended ticket format helps the
669    server efficiently reject tickets that it did not issue.  However, an
670    adversary could store or generate a large number of tickets to send
674 Salowey, et al.             Standards Track                    [Page 12]
676 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
679    to the TLS server for verification.  To minimize the possibility of a
680    denial of service, the verification of the ticket should be
681    lightweight (e.g., using efficient symmetric key cryptographic
682    algorithms).
684 5.5.  Ticket Protection Key Management
686    A full description of the management of the keys used to protect the
687    ticket is beyond the scope of this document.  A list of RECOMMENDED
688    practices is given below.
690    o  The keys should be generated securely following the randomness
691       recommendations in [RFC4086].
693    o  The keys and cryptographic protection algorithms should be at
694       least 128 bits in strength.  Some ciphersuites and applications
695       may require cryptographic protection greater than 128 bits in
696       strength.
698    o  The keys should not be used for any purpose other than generating
699       and verifying tickets.
701    o  The keys should be changed regularly.
703    o  The keys should be changed if the ticket format or cryptographic
704       protection algorithms change.
706 5.6.  Ticket Lifetime
708    The TLS server controls the lifetime of the ticket.  Servers
709    determine the acceptable lifetime based on the operational and
710    security requirements of the environments in which they are deployed.
711    The ticket lifetime may be longer than the 24-hour lifetime
712    recommended in [RFC4346].  TLS clients may be given a hint of the
713    lifetime of the ticket.  Since the lifetime of a ticket may be
714    unspecified, a client has its own local policy that determines when
715    it discards tickets.
717 5.7.  Alternate Ticket Formats and Distribution Schemes
719    If the ticket format or distribution scheme defined in this document
720    is not used, then great care must be taken in analyzing the security
721    of the solution.  In particular, if confidential information, such as
722    a secret key, is transferred to the client, it MUST be done using
723    secure communication so as to prevent attackers from obtaining or
724    modifying the key.  Also, the ticket MUST have its integrity and
725    confidentiality protected with strong cryptographic techniques to
726    prevent a breach in the security of the system.
730 Salowey, et al.             Standards Track                    [Page 13]
732 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
735 5.8.  Identity Privacy, Anonymity, and Unlinkability
737    This document mandates that the content of the ticket is
738    confidentiality protected in order to avoid leakage of its content,
739    such as user-relevant information.  As such, it prevents disclosure
740    of potentially sensitive information carried within the ticket.
742    The initial handshake exchange, which was used to obtain the ticket,
743    might not provide identity confidentiality of the client based on the
744    properties of TLS.  Another relevant security threat is the ability
745    for an on-path adversary to observe multiple TLS handshakes where the
746    same ticket is used, therefore concluding they belong to the same
747    communication endpoints.  Application designers that use the ticket
748    mechanism described in this document should consider that
749    unlinkability [ANON] is not necessarily provided.
751    While a full discussion of these topics is beyond the scope of this
752    document, it should be noted that it is possible to issue a ticket
753    using a TLS renegotiation handshake that occurs after a secure tunnel
754    has been established by a previous handshake.  This may help address
755    some privacy and unlinkability issues in some environments.
757 6.  Acknowledgements
759    The authors would like to thank the following people for their help
760    with preparing and reviewing this document: Eric Rescorla, Mohamad
761    Badra, Tim Dierks, Nelson Bolyard, Nancy Cam-Winget, David McGrew,
762    Rob Dugal, Russ Housley, Amir Herzberg, Bernard Aboba, and members of
763    the TLS working group.
765    [CSSC] describes a solution that is very similar to the one described
766    in this document and gives a detailed analysis of the security
767    considerations involved.  [RFC2712] describes a mechanism for using
768    Kerberos [RFC4120] in TLS ciphersuites, which helped inspire the use
769    of tickets to avoid server state.  [RFC4851] makes use of a similar
770    mechanism to avoid maintaining server state for the cryptographic
771    tunnel.  [SC97] also investigates the concept of stateless sessions.
773    The authors would also like to thank Jan Nordqvist, who found the
774    encoding error in RFC 4507, corrected by this document.  In addition
775    Nagendra Modadugu, Wan-Teh Chang, and Michael D'Errico provided
776    useful feedback during the review of this document.
786 Salowey, et al.             Standards Track                    [Page 14]
788 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
791 7.  IANA Considerations
793    IANA has assigned a TLS extension number of 35 to the SessionTicket
794    TLS extension from the TLS registry of ExtensionType values defined
795    in [RFC4366].
797    IANA has assigned a TLS HandshakeType number 4 to the
798    NewSessionTicket handshake type from the TLS registry of
799    HandshakeType values defined in [RFC4346].
801    This document does not require any actions or assignments from IANA.
803 8.  References
805 8.1.  Normative References
807    [RFC2119]  Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate
808               Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119, March 1997.
810    [RFC2246]  Dierks, T. and C. Allen, "The TLS Protocol Version 1.0",
811               RFC 2246, January 1999.
813    [RFC4346]  Dierks, T. and E. Rescorla, "The Transport Layer Security
814               (TLS) Protocol Version 1.1", RFC 4346, April 2006.
816    [RFC4366]  Blake-Wilson, S., Nystrom, M., Hopwood, D., Mikkelsen, J.,
817               and T. Wright, "Transport Layer Security (TLS)
818               Extensions", RFC 4366, April 2006.
820    [RFC4507]  Salowey, J., Zhou, H., Eronen, P., and H. Tschofenig,
821               "Transport Layer Security (TLS) Session Resumption without
822               Server-Side State", RFC 4507, May 2006.
824 8.2.  Informative References
826    [AES]      National Institute of Standards and Technology, "Advanced
827               Encryption Standard (AES)", Federal Information Processing
828               Standards (FIPS) Publication 197, November 2001.
830    [ANON]     Pfitzmann, A. and M. Hansen, "Anonymity, Unlinkability,
831               Unobservability, Pseudonymity, and Identity Management - A
832               Consolidated Proposal for Terminology", http://
833               dud.inf.tu-dresden.de/literatur/
834               Anon_Terminology_v0.26-1.pdf Version 0.26, December 2005.
842 Salowey, et al.             Standards Track                    [Page 15]
844 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
847    [CBC]      National Institute of Standards and Technology,
848               "Recommendation for Block Cipher Modes of Operation -
849               Methods and Techniques", NIST Special Publication 800-38A,
850               December 2001.
852    [CSSC]     Shacham, H., Boneh, D., and E. Rescorla, "Client-side
853               caching for TLS", Transactions on Information and System
854               Security (TISSEC) , Volume 7, Issue 4, November 2004.
856    [RFC2712]  Medvinsky, A. and M. Hur, "Addition of Kerberos Cipher
857               Suites to Transport Layer Security (TLS)", RFC 2712,
858               October 1999.
860    [RFC4086]  Eastlake, D., Schiller, J., and S. Crocker, "Randomness
861               Requirements for Security", BCP 106, RFC 4086, June 2005.
863    [RFC4120]  Neuman, C., Yu, T., Hartman, S., and K. Raeburn, "The
864               Kerberos Network Authentication Service (V5)", RFC 4120,
865               July 2005.
867    [RFC4279]  Eronen, P. and H. Tschofenig, "Pre-Shared Key Ciphersuites
868               for Transport Layer Security (TLS)", RFC 4279,
869               December 2005.
871    [RFC4634]  Eastlake, D. and T. Hansen, "US Secure Hash Algorithms
872               (SHA and HMAC-SHA)", RFC 4634, July 2006.
874    [RFC4851]  Cam-Winget, N., McGrew, D., Salowey, J., and H. Zhou, "The
875               Flexible Authentication via Secure Tunneling Extensible
876               Authentication Protocol Method (EAP-FAST)", RFC 4851,
877               May 2007.
879    [SC97]     Aura, T. and P. Nikander, "Stateless Connections",
880               Proceedings of the First International Conference on
881               Information and Communication Security (ICICS '97) , 1997.
898 Salowey, et al.             Standards Track                    [Page 16]
900 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
903 Appendix A.  Discussion of Changes to RFC 4507
905    RFC 4507 [RFC4507] defines a mechanism to resume a TLS session
906    without maintaining server side state by specifying an encrypted
907    ticket that is maintained on the client.  The client presents this
908    ticket to the server in a SessionTicket hello extension.  The
909    encoding in RFC 4507 used the XDR style encoding specified in TLS
910    [RFC4346].
912    An error in the encoding caused the specification to differ from
913    deployed implementations.  At the time of this writing there are no
914    known implementations that follow the encoding specified in RFC 4507.
915    This update to RFC 4507 aligns the document with these currently
916    deployed implementations.
918    Erroneous encoding in RFC 4507 resulted in two length fields; one for
919    the extension contents and one for the ticket itself.  Hence, for a
920    ticket that is 256 bytes long and begins with the hex value FF FF,
921    the encoding of the extension would be as follows according to RFC
922    4507:
924         00 23          Ticket Extension type 35
925         01 02          Length of extension contents
926         01 00          Length of ticket
927         FF FF .. ..    Actual ticket
929    The update proposed in this document reflects what implementations
930    actually encode, namely it removes the redundant length field.  So,
931    for a ticket that is 256 bytes long and begins with the hex value FF
932    FF, the encoding of the extension would be as follows according to
933    this update:
935         00 23          Extension type 35
936         01 00          Length of extension contents (ticket)
937         FF FF .. ..    Actual ticket
939    A server implemented according to RFC 4507 receiving a ticket
940    extension from a client conforming to this document would interpret
941    the first two bytes of the ticket as the length of this ticket.  This
942    will result in either an inconsistent length field or in the
943    processing of a ticket missing the first two bytes.  In the first
944    case, the server should reject the request based on a malformed
945    length.  In the second case, the server should reject the ticket
946    based on a malformed ticket, incorrect key version, or failed
947    decryption.  A server implementation based on this update receiving
948    an RFC 4507 extension would interpret the first length field as the
954 Salowey, et al.             Standards Track                    [Page 17]
956 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
959    length of the ticket and include the second two length bytes as the
960    first bytes in the ticket, resulting in the ticket being rejected
961    based on a malformed ticket, incorrect key version, or failed
962    decryption.
964    Note that the encoding of an empty SessionTicket extension was
965    ambiguous in RFC 4507.  An RFC 4507 implementation may have encoded
966    it as:
968         00 23      Extension type 35
969         00 02      Length of extension contents
970         00 00      Length of ticket
972    or it may have encoded it the same way as this update:
974         00 23      Extension type 35
975         00 00      Length of extension contents
977    A server wishing to support RFC 4507 clients should respond to an
978    empty SessionTicket extension encoded the same way as it received it.
980    A server implementation can construct tickets such that it can detect
981    an RFC 4507 implementation, if one existed, by including a cookie at
982    the beginning of the tickets that can be differentiated from a valid
983    length.  For example, if an implementation constructed tickets to
984    start with the hex values FF FF, then it could determine where the
985    ticket begins and determine the length correctly from the type of
986    length fields present.
988    This document makes a few additional changes to RFC 4507 listed
989    below.
991    o  Clarifying that the server can allow session resumption using a
992       ticket without issuing a new ticket in Section 3.1.
994    o  Clarifying that the lifetime is relative to when the ticket is
995       received in section 3.3.
997    o  Clarifying that the NewSessionTicket handshake message is included
998       in the hash generated for the Finished messages in Section 3.3.
1000    o  Clarifying the interaction with TLS Session ID in Section 3.4.
1002    o  Recommending the use of SHA-256 for the integrity protection of
1003       the ticket in Section 4.
1005    o  Clarifying that additional data can be included in the
1006       StatePlaintext structure in Section 4.
1010 Salowey, et al.             Standards Track                    [Page 18]
1012 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
1015 Authors' Addresses
1017    Joseph Salowey
1018    Cisco Systems
1019    2901 3rd Ave
1020    Seattle, WA  98121
1021    US
1023    EMail: jsalowey@cisco.com
1026    Hao Zhou
1027    Cisco Systems
1028    4125 Highlander Parkway
1029    Richfield, OH  44286
1030    US
1032    EMail: hzhou@cisco.com
1035    Pasi Eronen
1036    Nokia Research Center
1037    P.O. Box 407
1038    FIN-00045 Nokia Group
1039    Finland
1041    EMail: pasi.eronen@nokia.com
1044    Hannes Tschofenig
1045    Nokia Siemens Networks
1046    Otto-Hahn-Ring 6
1047    Munich, Bayern  81739
1048    Germany
1050    EMail: Hannes.Tschofenig@nsn.com
1066 Salowey, et al.             Standards Track                    [Page 19]
1068 RFC 5077            Stateless TLS Session Resumption        January 2008
1071 Full Copyright Statement
1073    Copyright (C) The IETF Trust (2008).
1075    This document is subject to the rights, licenses and restrictions
1076    contained in BCP 78, and except as set forth therein, the authors
1077    retain all their rights.
1079    This document and the information contained herein are provided on an
1080    "AS IS" basis and THE CONTRIBUTOR, THE ORGANIZATION HE/SHE REPRESENTS
1081    OR IS SPONSORED BY (IF ANY), THE INTERNET SOCIETY, THE IETF TRUST AND
1082    THE INTERNET ENGINEERING TASK FORCE DISCLAIM ALL WARRANTIES, EXPRESS
1083    OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTY THAT THE USE OF
1084    THE INFORMATION HEREIN WILL NOT INFRINGE ANY RIGHTS OR ANY IMPLIED
1085    WARRANTIES OF MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
1087 Intellectual Property
1089    The IETF takes no position regarding the validity or scope of any
1090    Intellectual Property Rights or other rights that might be claimed to
1091    pertain to the implementation or use of the technology described in
1092    this document or the extent to which any license under such rights
1093    might or might not be available; nor does it represent that it has
1094    made any independent effort to identify any such rights.  Information
1095    on the procedures with respect to rights in RFC documents can be
1096    found in BCP 78 and BCP 79.
1098    Copies of IPR disclosures made to the IETF Secretariat and any
1099    assurances of licenses to be made available, or the result of an
1100    attempt made to obtain a general license or permission for the use of
1101    such proprietary rights by implementers or users of this
1102    specification can be obtained from the IETF on-line IPR repository at
1103    http://www.ietf.org/ipr.
1105    The IETF invites any interested party to bring to its attention any
1106    copyrights, patents or patent applications, or other proprietary
1107    rights that may cover technology that may be required to implement
1108    this standard.  Please address the information to the IETF at
1109    ietf-ipr@ietf.org.
1122 Salowey, et al.             Standards Track                    [Page 20]