Doc fix.
[gsasl.git] / doc / specification / draft-ietf-sasl-rfc2831bis-02.txt
blobdd3b9b0f924d827c7e4a3219b306541a9b64fb85
7 INTERNET-DRAFT                                                  P. Leach
8 Obsoletes: 2831                                                Microsoft
9 Intended category: Standards track                             C. Newman
10                                                         Sun Microsystems
11                                                              A. Melnikov
12                                                                    Isode
13                                                                June 2003
15             Using Digest Authentication as a SASL Mechanism
16                    draft-ietf-sasl-rfc2831bis-02.txt
18 Status of this Memo
20    This document is an Internet-Draft and is in full conformance with
21    all provisions of Section 10 of RFC 2026.
23    Internet-Drafts are working documents of the Internet Engineering
24    Task Force (IETF), its areas, and its working groups. Note that other
25    groups may also distribute working documents as Internet-Drafts.
27    Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
28    and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any
29    time. It is inappropriate to use Internet-Drafts as reference
30    material or to cite them other than as "work in progress."
32    The list of current Internet-Drafts can be accessed at
33    http://www.ietf.org/ietf/1id-abstracts.txt
35    The list of Internet-Draft Shadow Directories can be accessed at
36    http://www.ietf.org/shadow.html.
38 Copyright Notice
40    Copyright (C) The Internet Society (2003).  All Rights Reserved.
42 Abstract
44    This specification defines how HTTP Digest Authentication [Digest]
45    can be used as a SASL [RFC 2222] mechanism for any protocol that has
46    a SASL profile. It is intended both as an improvement over CRAM-MD5
47    [RFC 2195] and as a convenient way to support a single authentication
48    mechanism for web, mail, LDAP, and other protocols.
58 Leach & Newman           Expires: December 2003                 [Page 1]
64 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
67 Table of Contents
69    1 INTRODUCTION.....................................................3
70     1.1 CONVENTIONS AND NOTATION......................................3
71     1.2 REQUIREMENTS..................................................4
72    2 AUTHENTICATION...................................................5
73     2.1 INITIAL AUTHENTICATION........................................5
74      2.1.1 Step One...................................................5
75      2.1.2 Step Two...................................................9
76      2.1.3 Step Three................................................16
77     2.2 SUBSEQUENT AUTHENTICATION....................................17
78      2.2.1 Step one..................................................17
79      2.2.2 Step Two..................................................17
80     2.3 INTEGRITY PROTECTION.........................................18
81     2.4 CONFIDENTIALITY PROTECTION...................................18
82    3 SECURITY CONSIDERATIONS.........................................21
83     3.1 AUTHENTICATION OF CLIENTS USING DIGEST AUTHENTICATION........21
84     3.2 COMPARISON OF DIGEST WITH PLAINTEXT PASSWORDS................21
85     3.3 REPLAY ATTACKS...............................................21
86     3.4 ONLINE DICTIONARY ATTACKS....................................22
87     3.5 OFFLINE DICTIONARY ATTACKS...................................22
88     3.6 MAN IN THE MIDDLE............................................22
89     3.7 CHOSEN PLAINTEXT ATTACKS.....................................22
90     3.8 CBC MODE ATTACKS.............................................
91     3.9 SPOOFING BY COUNTERFEIT SERVERS..............................23
92     3.10 STORING PASSWORDS...........................................23
93     3.11 MULTIPLE REALMS.............................................24
94     3.12 SUMMARY.....................................................24
95    4 EXAMPLE.........................................................24
96    5 REFERENCES......................................................26
97     5.1 NORMATIVE REFERENCES.........................................26
98     5.2 INFORMATIVE REFERENCES.......................................27
99    6 AUTHORS' ADDRESSES..............................................28
100    7 ABNF............................................................29
101     7.1 AUGMENTED BNF................................................29
102     7.2 BASIC RULES..................................................31
103    8 SAMPLE CODE.....................................................33
104    9 INTEROPERABILITY CONSIDERATIONS.................................34
105     9.1 Implementing DES cipher in CBC mode..........................34
106    10  ACKNOWLEDGEMENTS..............................................34
107    11 FULL COPYRIGHT STATEMENT.......................................35
108    Appendix A: Changes from 2831.....................................36
109    Appendix B: Open Issues...........................................37
118 Leach & Newman           Expires: December 2003                 [Page 2]
124 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
127 1  Introduction
129    This specification describes the use of HTTP Digest Access
130    Authentication as a SASL mechanism. The authentication type
131    associated with the Digest SASL mechanism is "DIGEST-MD5".
133    This specification is intended to be upward compatible with the
134    "md5-sess" algorithm of HTTP/1.1 Digest Access Authentication
135    specified in [Digest]. The only difference in the "md5-sess"
136    algorithm is that some directives not needed in a SASL mechanism have
137    had their values defaulted.
139    There is one new feature for use as a SASL mechanism: integrity
140    protection on application protocol messages after an authentication
141    exchange.
143    Also, compared to CRAM-MD5, DIGEST-MD5 prevents chosen plaintext
144    attacks, and permits the use of third party authentication servers,
145    mutual authentication, and optimized reauthentication if a client has
146    recently authenticated to a server.
148 1.1  Conventions and Notation
150    This specification uses the same ABNF notation and lexical
151    conventions as HTTP/1.1 specification; see section 7.
153    Let { a, b, ... } be the concatenation of the octet strings a, b, ...
155    Let ** denote the power operation.
157    Let H(s) be the 16 octet MD5 hash [RFC 1321] of the octet string s.
159    Let KD(k, s) be H({k, ":", s}), i.e., the 16 octet hash of the string
160    k, a colon and the string s.
162    Let HEX(n) be the representation of the 16 octet MD5 hash n as a
163    string of 32 hex digits (with alphabetic characters always in lower
164    case, since MD5 is case sensitive).
166    Let HMAC(k, s) be the 16 octet HMAC-MD5 [RFC 2104] of the octet
167    string s using the octet string k as a key.
178 Leach & Newman           Expires: December 2003                 [Page 3]
184 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
187    Let unq(X) be the value of the quoted-string X without the
188    surrounding quotes and with all escape characters "\\" removed. For
189    example for the quoted-string "Babylon" the value of unq("Babylon")
190    is Babylon; for the quoted string "ABC\"123\\" the value of
191    unq("ABC\"123\\") is ABC"123\.
193    The value of a quoted string constant as an octet string does not
194    include any terminating null character.
196 1.2  Requirements
198    The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT",
199    "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this
200    document are to be interpreted as described in RFC 2119 [RFC 2119].
202    An implementation is not compliant if it fails to satisfy one or more
203    of the MUST level requirements for the protocols it implements. An
204    implementation that satisfies all the MUST level and all the SHOULD
205    level requirements for its protocols is said to be "unconditionally
206    compliant"; one that satisfies all the MUST level requirements but
207    not all the SHOULD level requirements for its protocols is said to be
208    "conditionally compliant."
238 Leach & Newman           Expires: December 2003                 [Page 4]
244 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
247 2  Authentication
249    The following sections describe how to use Digest as a SASL
250    authentication mechanism.
252 2.1  Initial Authentication
254    If the client has not recently authenticated to the server, then it
255    must perform "initial authentication", as defined in this section. If
256    it has recently authenticated, then a more efficient form is
257    available, defined in the next section.
259 2.1.1  Step One
261    The server starts by sending a challenge. The data encoded in the
262    challenge contains a string formatted according to the rules for a
263    "digest-challenge" defined as follows:
298 Leach & Newman           Expires: December 2003                 [Page 5]
304 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
307    digest-challenge  =
308          1#( realm | nonce | qop-options | stale | server_maxbuf | charset
309                algorithm | cipher-opts | auth-param )
311         realm             = "realm" "=" <"> realm-value <">
312         realm-value       = qdstr-val
313         nonce             = "nonce" "=" <"> nonce-value <">
314         nonce-value       = *qdtext
315         qop-options       = "qop" "=" <"> qop-list <">
316         qop-list          = 1#qop-value
317         qop-value         = "auth" | "auth-int" | "auth-conf" |
318                              token
319         stale             = "stale" "=" "true"
320         server_maxbuf     = "maxbuf" "=" maxbuf-value
321         maxbuf-value      = 1*DIGIT
322         charset           = "charset" "=" "utf-8"
323         algorithm         = "algorithm" "=" "md5-sess"
324         cipher-opts       = "cipher" "=" <"> 1#cipher-value <">
325         cipher-value      = "3des" | "des" | "rc4-40" | "rc4" |
326                             "rc4-56" | "aes" | token
327         auth-param        = token "=" ( token | quoted-string )
329    The meanings of the values of the directives used above are as
330    follows:
332    realm
333       Mechanistically, a string which can enable users to know which
334       username and password to use, in case they might have different
335       ones for different servers. Conceptually, it is the name of a
336       collection of accounts that might include the user's account. This
337       string should contain at least the name of the host performing the
338       authentication and might additionally indicate the collection of
339       users who might have access. An example might be
340       "registered_users@gotham.news.example.com".  This directive is
341       optional; if not present, the client SHOULD solicit it from the
342       user or be able to compute a default; a plausible default might be
343       the realm supplied by the user when they logged in to the client
344       system.  Multiple realm directives are allowed, in which case the
345       user or client must choose one as the realm for which to supply to
346       username and password.
348       If at least one realm is present and the charset directive is also
349       specified (which means that realm(s) are encoded as UTF-8), the
350       client should prepare each instance of realm using the "SASLPrep"
351       profile [SASLPrep] of the "stringprep" algorithm [StringPrep]. If
352       preparation of a realm instance fails or results in an empty
353       string, the client should abort the authentication exchange.
358 Leach & Newman           Expires: December 2003                 [Page 6]
364 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
367    nonce
368       A server-specified data string which MUST be different each time a
369       digest-challenge is sent as part of initial authentication.  It is
370       recommended that this string be base64 or hexadecimal data. Note
371       that since the string is passed as a quoted string, the
372       double-quote character is not allowed unless escaped (see section
373       7.2). The contents of the nonce are implementation dependent. The
374       security of the implementation depends on a good choice. It is
375       RECOMMENDED that it contain at least 64 bits of entropy. The nonce
376       is opaque to the client. This directive is required and MUST
377       appear exactly once; if not present, or if multiple instances are
378       present, the client should abort the authentication exchange.
380    qop-options
381       A quoted string of one or more tokens indicating the "quality of
382       protection" values supported by the server.  The value "auth"
383       indicates authentication; the value "auth-int" indicates
384       authentication with integrity protection; the value "auth-conf"
385       indicates authentication with integrity protection and encryption.
386       This directive is optional; if not present it defaults to "auth".
387       The client MUST ignore unrecognized options; if the client
388       recognizes no option, it should abort the authentication exchange.
390    stale
391       The "stale" directive is not used in initial authentication. See
392       the next section for its use in subsequent authentications. This
393       directive may appear at most once; if multiple instances are
394       present, the client should abort the authentication exchange.
396    server_maxbuf ("maximal ciphertext buffer size")
397       A number indicating the size of the largest buffer the server is
398       able to receive when using "auth-int" or "auth-conf". The value
399       MUST be bigger than 16 and smaller or equal to 16777215 (i.e.
400       2**24-1). If this directive is missing, the default value is
401       65536. This directive may appear at most once; if multiple
402       instances are present, the client MUST abort the authentication
403       exchange.
405       Let call "maximal cleartext buffer size" (or "maximal sender
406       size") the maximal size of a cleartext buffer that, after being
407       transformed by integrity (section 2.3) or confidentiality (section
408       2.4) protection function, will produce a SASL block of the maxbuf
409       size.  As it should be clear from the name, the sender MUST never
410       pass a block of data bigger than the "maximal sender size" through
411       the selected protection function.  This will guaranty that the
412       receiver will never get a block bigger than the maxbuf.
418 Leach & Newman           Expires: December 2003                 [Page 7]
424 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
427    charset
428       This directive, if present, specifies that the server supports
429       UTF-8 [UTF-8] encoding for the username, realm and password. If
430       present, the username, realm and password are in Unicode, prepared
431       using the "SASLPrep" profile [SASLPrep] of the "stringprep"
432       algorithm [StringPrep] and than encoded as UTF-8 [UTF-8].  If not
433       present, the username, realm and password MUST be encoded in ISO
434       8859-1 [ISO-8859] (of which US-ASCII [USASCII] is a subset). The
435       directive is needed for backwards compatibility with HTTP Digest,
436       which only supports ISO 8859-1.  This directive may appear at most
437       once; if multiple instances are present, the client should abort
438       the authentication exchange.
440       Note, that this directive doesn't affect authorization id
441       ("authzid").
443    algorithm
444       This directive is required for backwards compatibility with HTTP
445       Digest, which supports other algorithms. This directive is
446       required and MUST appear exactly once; if not present, or if
447       multiple instances are present, the client should abort the
448       authentication exchange.
450    cipher-opts
451       A list of ciphers that the server supports. This directive must be
452       present exactly once if "auth-conf" is offered in the
453       "qop-options" directive, in which case the "3des" cipher is
454       mandatory-to-implement. The client MUST ignore unrecognized
455       options; if the client recognizes no option, it should abort the
456       authentication exchange. See section 2.4 for more detailed
457       description of the ciphers.
459       des
460          the Data Encryption Standard (DES) cipher [FIPS] in cipher
461          block chaining (CBC) mode with a 56 bit key.
463       3des
464          the "triple DES" cipher in CBC mode with EDE
465          (Encrypt,Decrypt,Encrypt) with the same key for each E stage
466          (aka "two keys mode") for a total key length of 112 bits.
468       rc4, rc4-40, rc4-56
469          the RC4 cipher with a 128 bit, 40 bit, and 56 bit key,
470          respectively.
472       aes
473          the Advanced Encryption Standard (AES) cipher [AES] in cipher
474          block chaining (CBC) mode with a 128 bit key. This mode
478 Leach & Newman           Expires: December 2003                 [Page 8]
484 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
487          requires an Initialization Vector (IV) that has the same size
488          as the block size.
490    auth-param
491       This construct allows for future extensions; it may appear more
492       than once. The client MUST ignore any unrecognized directives.
494    For use as a SASL mechanism, note that the following changes are made
495    to "digest-challenge" from HTTP: the following Digest options (called
496    "directives" in HTTP terminology) are unused (i.e., MUST NOT be sent,
497    and MUST be ignored if received):
499     opaque
500     domain
502    The size of a digest-challenge MUST be less than 2048 bytes.
504 2.1.2  Step Two
506    The client makes note of the "digest-challenge" and then responds
507    with a string formatted and computed according to the rules for a
508    "digest-response" defined as follows:
510    digest-response  = 1#( username | realm | nonce | cnonce |
511                           nonce-count | qop | digest-uri | response |
512                           client_maxbuf | charset | cipher | authzid |
513                           auth-param )
515        username         = "username" "=" <"> username-value <">
516        username-value   = qdstr-val
517        cnonce           = "cnonce" "=" <"> cnonce-value <">
518        cnonce-value     = *qdtext
519        nonce-count      = "nc" "=" nc-value
520        nc-value         = 8LHEX
521        client_maxbuf    = "maxbuf" "=" maxbuf-value
522        qop              = "qop" "=" qop-value
523        digest-uri       = "digest-uri" "=" <"> digest-uri-value <">
524        digest-uri-value  = serv-type "/" host [ "/" serv-name ]
525        serv-type        = 1*ALPHA
526        serv-name        = host
527        response         = "response" "=" response-value
528        response-value   = 32LHEX
529        LHEX             = "0" | "1" | "2" | "3" |
530                           "4" | "5" | "6" | "7" |
531                           "8" | "9" | "a" | "b" |
532                           "c" | "d" | "e" | "f"
533        cipher           = "cipher" "=" cipher-value
534        authzid          = "authzid" "=" <"> authzid-value <">
538 Leach & Newman           Expires: December 2003                 [Page 9]
544 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
547        authzid-value    = qdstr-val
549    The 'host' non-terminal is defined in [RFC 2732] as
551        host          = hostname | IPv4address | IPv6reference
552        ipv6reference = "[" IPv6address "]"
554    where IPv6address and IPv4address are defined in [RFC 2373]
555    and 'hostname' is defined in [RFC 2396].
557    username
558       The user's name in the specified realm, encoded according to the
559       value of the "charset" directive. This directive is required and
560       MUST be present exactly once; otherwise, authentication fails.
562       Upon the receipt of this value and if the charset directive is
563       also specified (which means that the username is encoded as
564       UTF-8), the server MUST prepare the username using the "SASLPrep"
565       profile [SASLPrep] of the "stringprep" algorithm [StringPrep]. If
566       preparation of the username fails or results in an empty string,
567       the server MUST fail the authentication exchange.
569    realm
570       The realm containing the user's account, encoded according to the
571       value of the "charset" directive. This directive is required if
572       the server provided any realms in the
573       "digest-challenge", in which case it may appear exactly once and
574       its value SHOULD be one of those realms. If the directive is
575       missing, "realm-value" will set to the empty string when computing
576       A1 (see below for details).
578       If realm was provided by the client and if the charset directive
579       was also specified (which means that the realm is encoded as
580       UTF-8), the server MUST prepare the realm using the "SASLPrep"
581       profile [SASLPrep] of the "stringprep" algorithm [StringPrep]. If
582       preparation of the realm fails or results in an empty string, the
583       server MUST fail the authentication exchange.
585    nonce
586       The server-specified data string received in the preceding digest-
587       challenge.  This directive is required and MUST be present exactly
588       once; otherwise, authentication fails.
598 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 10]
604 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
607    cnonce
608       A client-specified data string which MUST be different each time a
609       digest-response is sent as part of initial authentication. The
610       cnonce-value is an opaque quoted string value provided by the
611       client and used by both client and server to avoid chosen
612       plaintext attacks, and to provide mutual authentication. The
613       security of the implementation depends on a good choice. It is
614       RECOMMENDED that it contain at least 64 bits of entropy. This
615       directive is required and MUST be present exactly once; otherwise,
616       authentication fails.
618    nonce-count
619       The nc-value is the hexadecimal count of the number of requests
620       (including the current request) that the client has sent with the
621       nonce value in this request.  For example, in the first request
622       sent in response to a given nonce value, the client sends
623       "nc=00000001".  The purpose of this directive is to allow the
624       server to detect request replays by maintaining its own copy of
625       this count - if the same nc-value is seen twice, then the request
626       is a replay. See the description below of the construction of the
627       response value. This directive is required and MUST be present
628       exactly once; otherwise, authentication fails.
630    qop
631       Indicates what "quality of protection" the client accepted. If
632       present, it may appear exactly once and  its value MUST be one of
633       the alternatives in qop-options. If not present, it defaults to
634       "auth".  These values affect the computation of the response. Note
635       that this is a single token, not a quoted list of alternatives.
637    serv-type
638       Indicates the type of service, such as "http" for web service,
639       "ftp" for FTP service, "smtp" for mail delivery service, etc. The
640       service name as defined in the SASL profile for the protocol see
641       section 4 of [RFC 2222], registered in the IANA registry of
642       "service" elements for the GSSAPI host-based service name form
643       [RFC 2078].
645    host
646       The DNS host name or IP (IPv4 or IPv6) address for the service
647       requested.  The DNS host name must be the fully-qualified
648       canonical name of the host.  The DNS host name is the preferred
649       form; see notes on server processing of the digest-uri.
658 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 11]
664 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
667    serv-name
668       Indicates the name of the service if it is replicated. The service
669       is considered to be replicated if the client's service-location
670       process involves resolution using standard DNS lookup operations,
671       and if these operations involve DNS records (such as SRV [RFC
672       2052], or MX) which resolve one DNS name into a set of other DNS
673       names. In this case, the initial name used by the client is the
674       "serv-name", and the final name is the "host" component. For
675       example, the incoming mail service for "example.com" may be
676       replicated through the use of MX records stored in the DNS, one of
677       which points at an SMTP server called "mail3.example.com"; it's
678       "serv-name" would be "example.com", it's "host" would be
679       "mail3.example.com". If the service is not replicated, or the
680       serv-name is identical to the host, then the serv-name component
681       MUST be omitted.
683    digest-uri
684       Indicates the principal name of the service with which the client
685       wishes to connect, formed from the serv-type, host, and serv-name.
686       For example, the FTP service on "ftp.example.com" would have a
687       "digest-uri" value of "ftp/ftp.example.com"; the SMTP server from
688       the example above would have a "digest-uri" value of
689       "SMTP/mail3.example.com/example.com".
691    Servers SHOULD check that the supplied value is correct. This will
692    detect accidental connection to the incorrect server, as well as some
693    redirection attacks. It is also so that clients will be trained to
694    provide values that will work with implementations that use a shared
695    back-end authentication service that can provide server
696    authentication.
698    The serv-type component should match the service being offered. The
699    host component should match one of the host names of the host on
700    which the service is running, or it's IP address. Servers SHOULD NOT
701    normally support the IP address form, because server authentication
702    by IP address is not very useful; they should only do so if the DNS
703    is unavailable or unreliable. The serv-name component should match
704    one of the service's configured service names.
706    This directive may appear at most once; if multiple instances are
707    present, the client should abort the authentication exchange.
709    Note: In the HTTP use of Digest authentication, the digest-uri is the
710    URI (usually a URL) of the resource requested -- hence the name of
711    the directive.
718 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 12]
724 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
727    response
728       A string of 32 hex digits computed as defined below, which proves
729       that the user knows a password. This directive is required and
730       MUST be present exactly once; otherwise, authentication fails.
732    client_maxbuf
733       A number indicating the size of the largest ciphertext buffer the
734       client is able to receive when using "auth-int" or "auth-conf". If
735       this directive is missing, the default value is 65536. This
736       directive may appear at most once; if multiple instances are
737       present, the server MUST abort the authentication exchange. If the
738       value is less or equal to 16 or bigger than 16777215 (i.e.
739       2**24-1), the server MUST abort the authentication exchange.
741       Upon processing/sending of the client_maxbuf value both the server
742       and the client calculate their "maximal ciphertext buffer size" as
743       the minimum of the server_maxbuf (Step One) and the client_maxbuf
744       (Step Two).  The "maximal sender size" can be calculated by
745       subtracting 16 from the calculated "maximal ciphertext buffer
746       size".
748       When sending a block of data the client/server MUST NOT pass more
749       than the "maximal sender size" bytes of data to the selected
750       protection function (2.3 or 2.4).
752    charset
753       This directive, if present, specifies that the client has used
754       UTF-8 [UTF-8] encoding for the username, realm and password. If
755       present, the username, realm and password are in Unicode, prepared
756       using the "SASLPrep" profile [SASLPrep] of the "stringprep"
757       algorithm [StringPrep] and than encoded as UTF-8 [UTF-8].  If not
758       present, the username and password must be encoded in ISO 8859-1
759       [ISO-8859] (of which
760       US-ASCII [USASCII] is a subset). The client should send this
761       directive only if the server has indicated it supports UTF-8
762       [UTF-8]. The directive is needed for backwards compatibility with
763       HTTP Digest, which only supports ISO 8859-1.
765       Note, that this directive doesn't affect authorization id
766       ("authzid").
768    LHEX
769       32 hex digits, where the alphabetic characters MUST be lower case,
770       because MD5 is not case insensitive.
772    cipher
773       The cipher chosen by the client. This directive MUST appear
774       exactly once if "auth-conf" is negotiated; if required and not
778 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 13]
784 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
787       present, authentication fails.
789    authzid
790       The "authorization ID" directive is optional. If present, and the
791       authenticating user has sufficient privilege, and the server
792       supports it, then after authentication the server will use this
793       identity for making all accesses and access checks. If the client
794       specifies it, and the server does not support it, then the
795       response-value calculated on the server will not match the one
796       calculated on the client and authentication will fail.
798       The authzid MUST NOT be an empty string.
800       The authorization identifier MUST NOT be converted to ISO 8859-1
801       even if the authentication identifier ("username") is converted
802       for compatibility as directed by "charset" directive.
804       The server SHOULD verify the correctness of an authzid as
805       specified by the corresponding SASL protocol profile.
807    The size of a digest-response MUST be less than 4096 bytes.
809 2.1.2.1   Response-value
811    The definition of "response-value" above indicates the encoding for
812    its value -- 32 lower case hex characters. The following definitions
813    show how the value is computed.
815    Although qop-value and components of digest-uri-value may be
816    case-insensitive, the case which the client supplies in step two is
817    preserved for the purpose of computing and verifying the
818    response-value.
820       response-value  =
821          HEX( KD ( HEX(H(A1)),
822                  { nonce-value, ":" nc-value, ":",
823                    cnonce-value, ":", qop-value, ":", HEX(H(A2)) }))
825    If authzid is specified, then A1 is
828       A1 = { H( { unq(username-value), ":", unq(realm-value), ":", passwd } ),
829            ":", nonce-value, ":", cnonce-value, ":", unq(authzid-value) }
831    If authzid is not specified, then A1 is
834       A1 = { H( { unq(username-value), ":", unq(realm-value), ":", passwd } ),
838 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 14]
844 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
847            ":", nonce-value, ":", cnonce-value }
849    where
851          passwd   = *OCTET
853    The "username-value", "realm-value" and "passwd" are encoded
854    according to the value of the "charset" directive. If "charset=UTF-8"
855    is present, and all the characters of "username-value" are, after
856    preparing using the "SASLPrep" profile [SASLPrep] of the "stringprep"
857    algorithm [StringPrep], in the ISO 8859-1 character set, then it must
858    be converted to ISO 8859-1 before being hashed. The same
859    transformation has to be done for "realm-value" and "passwd". This is
860    so that authentication databases that store the hashed username,
861    realm and password (which is common) can be shared compatibly with
862    HTTP, which specifies ISO 8859-1. A sample implementation of this
863    conversion is in section 8.
865    If the "qop" directive's value is "auth", then A2 is:
867       A2       = { "AUTHENTICATE:", digest-uri-value }
898 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 15]
904 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
907    If the "qop" value is "auth-int" or "auth-conf" then A2 is:
909       A2       = { "AUTHENTICATE:", digest-uri-value,
910                ":00000000000000000000000000000000" }
912    Note that "AUTHENTICATE:" must be in upper case, and the second
913    string constant is a string with a colon followed by 32 zeros.
915    These apparently strange values of A2 are for compatibility with
916    HTTP; they were arrived at by setting "Method" to "AUTHENTICATE" and
917    the hash of the entity body to zero in the HTTP digest calculation of
918    A2.
920    Also, in the HTTP usage of Digest, several directives in the
921    "digest-challenge" sent by the server have to be returned by the
922    client in the "digest-response". These are:
924     opaque
925     algorithm
927    These directives are not needed when Digest is used as a SASL
928    mechanism (i.e., MUST NOT be sent, and MUST be ignored if received).
930 2.1.3  Step Three
932    The server receives and validates the "digest-response". The server
933    checks that the nonce-count is "00000001". If it supports subsequent
934    authentication (see section 2.2), it saves the value of the nonce and
935    the nonce-count. It sends a message formatted as follows:
937     response-auth = "rspauth" "=" response-value
939    where response-value is calculated as above, using the values sent in
940    step two, except that if qop is "auth", then A2 is
942        A2 = { ":", digest-uri-value }
944    And if qop is "auth-int" or "auth-conf" then A2 is
946        A2 = { ":", digest-uri-value, ":00000000000000000000000000000000" }
948    Compared to its use in HTTP, the following Digest directives in the
949    "digest-response" are unused:
951        nextnonce
952        qop
953        cnonce
954        nonce-count
958 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 16]
964 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
967 2.2  Subsequent Authentication
969    If the client has previously authenticated to the server, and
970    remembers the values of username, realm, nonce, nonce-count, cnonce,
971    and qop that it used in that authentication, and the SASL profile for
972    a protocol permits an initial client response, then it MAY perform
973    "subsequent authentication", as defined in this section.
975 2.2.1  Step one
977    The client uses the values from the previous authentication and sends
978    an initial response with a string formatted and computed according to
979    the rules for a "digest-response", as defined above, but with a
980    nonce-count one greater than used in the last "digest-response".
982 2.2.2  Step Two
984    The server receives the "digest-response". If the server does not
985    support subsequent authentication, then it sends a
986    "digest-challenge", and authentication proceeds as in initial
987    authentication. If the server has no saved nonce and nonce-count from
988    a previous authentication, then it sends a "digest-challenge", and
989    authentication proceeds as in initial authentication. Otherwise, the
990    server validates the "digest-response", checks that the nonce-count
991    is one greater than that used in the previous authentication using
992    that nonce, and saves the new value of nonce-count.
994    If the response is invalid, then the server sends a
995    "digest-challenge", and authentication proceeds as in initial
996    authentication (and should be configurable to log an authentication
997    failure in some sort of security audit log, since the failure may be
998    a symptom of an attack). The nonce-count MUST NOT be incremented in
999    this case: to do so would allow a denial of service attack by sending
1000    an out-of-order nonce-count.
1002    If the response is valid, the server MAY choose to deem that
1003    authentication has succeeded. However, if it has been too long since
1004    the previous authentication, or for any o including the next
1005    subsequent authentication, between the client and the server MUST be
1006    integrity protected. Using as a base session key the value of H(A1)
1007    as defined above the client and server calculate a pair of message
1008    integrity keys as follows.
1010    The key for integrity protecting messages from client to server is:
1012    Kic = MD5({H(A1),
1013    "Digest session key to client-to-server signing key magic constant"})
1018 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 17]
1024 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1027    The key for integrity protecting messages from server to client is:
1029    Kis = MD5({H(A1),
1030    "Digest session key to server-to-client signing key magic constant"})
1032    where MD5 is as specified in [RFC 1321]. If message integrity is
1033    negotiated, a MAC block for each message is appended to the message.
1034    The MAC block is 16 bytes: the first 10 bytes of the HMAC-MD5 [RFC
1035    2104] of the message, a 2-byte message type number in network byte
1036    order with value 1, and the 4-byte sequence number in network byte
1037    order. The message type is to allow for future extensions such as
1038    rekeying.
1040    MAC(Ki, SeqNum, msg) = (HMAC(Ki, {SeqNum, msg})[0..9], 0x0001,
1041    SeqNum)
1043    where Ki is Kic for messages sent by the client and Kis for those
1044    sent by the server. The sequence number (SeqNum) is an unsigned
1045    number initialized to zero after initial or subsequent
1046    authentication, and incremented by one for each message
1047    sent/successfully verified. (Note, that there are two independent
1048    counters for sending and receiving.) The sequence number wraps around
1049    to 0 after 2**32-1.
1051    Upon receipt, MAC(Ki, SeqNum, msg) is computed and compared with the
1052    received value; the message is discarded if they differ. The
1053    receiver's sequence counter is incremented if they match.
1055 2.4   Confidentiality Protection
1057    If the server sent a "cipher-opts" directive and the client responded
1058    with a "cipher" directive, then subsequent messages between the
1059    client and the server MUST be confidentiality protected. Using as a
1060    base session key the value of H(A1) as defined above the client and
1061    server calculate a pair of message integrity keys as follows.
1063    The key for confidentiality protecting messages from client to server
1064    is:
1066    Kcc = MD5({H(A1)[0..n-1],
1067    "Digest H(A1) to client-to-server sealing key magic constant"})
1069    The key for confidentiality protecting messages from server to client
1070    is:
1072    Kcs = MD5({H(A1)[0..n-1],
1073    "Digest H(A1) to server-to-client sealing key magic constant"})
1078 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 18]
1084 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1087    where MD5 is as specified in [RFC 1321]. For cipher "rc4-40" n is 5;
1088    for "rc4-56" n is 7; for the rest n is 16. The key for the "rc4-*"
1089    and "aes" ciphers is all 16 bytes of Kcc or Kcs; the key for "des" is
1090    the first 7 bytes; the key for "3des" is the first 14 bytes.
1092    The IV used to send/receive the initial buffer of security encoded
1093    data for "des" and "3des" is the last 8 bytes of Kcc or Kcs. For all
1094    subsequent buffers the last 8 bytes of the ciphertext of the buffer
1095    NNN is used as the IV for the buffer (NNN + 1).
1097    The IV for the "aes" cipher in CBC mode for messages going from the
1098    client to the server (IVc) consists of 16 bytes calculated as
1099    follows:
1101    IVc = MD5({Kcc, "aes-128"})
1103    The IV for the "aes" cipher in CBC mode for messages going from the
1104    server to the client (IVs) consists of 16 bytes calculated as
1105    follows:
1107    IVs = MD5({Kcs, "aes-128"})
1109    The IV is XOR'd with the first plaintext block before it is encrypted
1110    with "aes".  Then for successive blocks, the previous ciphertext
1111    block is XOR'd with the current plaintext, before it is encrypted.
1113    rc4 cipher state MUST NOT be reset before sending/receiving a next
1114    buffer of security encoded data.
1116    The MAC block is a variable length padding prefix followed by 16
1117    bytes formatted as follows: the first 10 bytes of the HMAC-MD5 [RFC
1118    2104] of the message, a 2-byte message type number in network byte
1119    order with value 1, and the 4-byte sequence number in network byte
1120    order. If the blocksize of the chosen cipher is not 1 byte, the
1121    padding prefix is one or more octets each containing the number of
1122    padding bytes, such that total length of the encrypted part of the
1123    message is a multiple of the blocksize. The padding and first 10
1124    bytes of the MAC block are encrypted with the chosen cipher along
1125    with the message.
1127    SEAL(Ki, Kc, SeqNum, msg) =
1128          {CIPHER(Kc, {msg, pad, HMAC(Ki, {SeqNum, msg})[0..9]}), 0x0001,
1129           SeqNum}
1131    where CIPHER is the chosen cipher, Ki and Kc are Kic and Kcc for
1132    messages sent by the client and Kis and Kcs for those sent by the
1133    server. The sequence number (SeqNum) is an unsigned number
1134    initialized to zero after initial or subsequent authentication, and
1138 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 19]
1144 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1147    incremented by one for each message sent/successfully verified.
1148    (Note, that there are two independent counters for sending and
1149    receiving.) The sequence number wraps around to 0 after 2**32-1.
1151    Upon receipt, the message is decrypted, HMAC(Ki, {SeqNum, msg}) is
1152    computed and compared with the received value; the padding is
1153    verified.  The message is discarded if the received and the
1154    calculated HMACs differ and/or the padding is invalid. See also
1155    section 3.8 for important information about MAC and padding
1156    verification. The receiver's sequence counter is then compared with
1157    the received SeqNum value; the message is discarded if they differ.
1158    The receiver's sequence counter is incremented if they match.
1198 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 20]
1204 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1207 3  Security Considerations
1209    General SASL security considerations apply to this mechanism.
1210    "stringprep" and Unicode security considerations also apply.
1212    Detailed discussion of other DIGEST-MD5 specific security issues is
1213    below.
1215 3.1   Authentication of Clients using Digest Authentication
1217    Digest Authentication does not provide a strong authentication
1218    mechanism, when compared to public key based mechanisms, for example.
1219    However, since it prevents chosen plaintext attacks, it is stronger
1220    than (e.g.) CRAM-MD5, which has been proposed for use with ACAP [RFC
1221    2244], POP and IMAP [RFC 2195]. It is intended to replace the much
1222    weaker and even more dangerous use of plaintext passwords; however,
1223    since it is still a password based mechanism it avoids some of the
1224    potential deployabilty issues with public-key, OTP or similar
1225    mechanisms.
1227    Digest Authentication offers no confidentiality protection beyond
1228    protecting the actual password. All of the rest of the challenge and
1229    response are available to an eavesdropper, including the user's name
1230    and authentication realm.
1232 3.2   Comparison of Digest with Plaintext Passwords
1234    The greatest threat to the type of transactions for which these
1235    protocols are used is network snooping. This kind of transaction
1236    might involve, for example, online access to a mail service whose use
1237    is restricted to paying subscribers. With plaintext password
1238    authentication an eavesdropper can obtain the password of the user.
1239    This not only permits him to access anything in the database, but,
1240    often worse, will permit access to anything else the user protects
1241    with the same password.
1243 3.3   Replay Attacks
1245    Replay attacks are defeated if the client or the server chooses a
1246    fresh nonce for each authentication, as this specification requires.
1248    As a security precaution, the server, when verifying a response from
1249    the client, must use the original server nonce ("nonce") it sent, not
1250    the one returned by the client in the response, as it might have been
1251    modified by an attacker.
1253    To prevent some redirection attacks it is recommended that the server
1254    verifies that the "serv-type" part of the "digest-uri" matches the
1258 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 21]
1264 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1267    service name and that the hostname/IP address belongs to the server.
1269 3.4  Online dictionary attacks
1271    If the attacker can eavesdrop, then it can test any overheard
1272    nonce/response pairs against a (potentially very large) list of
1273    common words. Such a list is usually much smaller than the total
1274    number of possible passwords. The cost of computing the response for
1275    each password on the list is paid once for each challenge.
1277    The server can mitigate this attack by not allowing users to select
1278    passwords that are in a dictionary.
1280 3.5  Offline dictionary attacks
1282    If the attacker can choose the challenge, then it can precompute the
1283    possible responses to that challenge for a list of common words. Such
1284    a list is usually much smaller than the total number of possible
1285    passwords. The cost of computing the response for each password on
1286    the list is paid just once.
1288    Offline dictionary attacks are defeated if the client chooses a fresh
1289    nonce for each authentication, as this specification requires.
1291 3.6  Man in the Middle
1293    Digest authentication is vulnerable to "man in the middle" (MITM)
1294    attacks. Clearly, a MITM would present all the problems of
1295    eavesdropping. But it also offers some additional opportunities to
1296    the attacker.
1298    A possible man-in-the-middle attack would be to substitute a weaker
1299    qop scheme for the one(s) sent by the server; the server will not be
1300    able to detect this attack. For this reason, the client should always
1301    use the strongest scheme that it understands from the choices
1302    offered, and should never choose a scheme that does not meet its
1303    minimum requirements.
1305    A man-in-the-middle attack may also make the client and the server
1306    that agreed to use confidentiality protection to use different (and
1307    possibly weaker) cipher's. This is because the chosen cipher is not
1308    used in the shared secret calculation.
1310 3.7  Chosen plaintext attacks
1312    A chosen plaintext attack is where a MITM or a malicious server can
1313    arbitrarily choose the challenge that the client will use to compute
1314    the response. The ability to choose the challenge is known to make
1318 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 22]
1324 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1327    cryptanalysis much easier [MD5].
1329    However, Digest does not permit the attack to choose the challenge as
1330    long as the client chooses a fresh nonce for each authentication, as
1331    this specification requires.
1333 3.8  CBC Mode attacks
1335    The following attack can be launched when the connection uses
1336    Confidentiality protection with ciphers in CBC mode. If bad padding
1337    is treated differently from bad MACs when decrypting a DIGEST-MD5
1338    buffer of security encoded data, the attacker may be able to launch
1339    Vaudenay's attack on padding.
1341    An error logfile will suffice to launch the attack if it reveals the
1342    type of error -- even if file permissions prevent the attacker from
1343    actually reading the file (the file length increase cause by the
1344    attack is likely to reveal which of the two errors occured).
1346    A different approach to distinguish these two error cases and launch
1347    the attack is to examine the timing of error responses: if the MAC
1348    verification is skipped when bad padding has been found, the error
1349    will appear quicker in the case of incorrect block cipher padding
1350    than in the case of an incorrect MAC.
1352    A countermeasure is to compute a MAC of the plaintext anyway, even if
1353    the usual padding removal step fails because of incorrect padding, to
1354    obtain (nearly) uniform timing.
1356 3.9  Spoofing by Counterfeit Servers
1358    If a user can be led to believe that she is connecting to a host
1359    containing information protected by a password she knows, when in
1360    fact she is connecting to a hostile server, then the hostile server
1361    can obtain challenge/response pairs where it was able to partly
1362    choose the challenge. There is no known way that this can be
1363    exploited.
1365 3.10  Storing passwords
1367    Digest authentication requires that the authenticating agent (usually
1368    the server) store some data derived from the user's name and password
1369    in a "password file" associated with a given realm. Normally this
1370    might contain pairs consisting of username and H({ username-value,
1371    ":", realm-value, ":", passwd }), which is adequate to compute H(A1)
1372    as described above without directly exposing the user's password.
1374    The security implications of this are that if this password file is
1378 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 23]
1384 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1387    compromised, then an attacker gains immediate access to documents on
1388    the server using this realm. Unlike, say a standard UNIX password
1389    file, this information need not be decrypted in order to access
1390    documents in the server realm associated with this file. On the other
1391    hand, decryption, or more likely a brute force attack, would be
1392    necessary to obtain the user's password. This is the reason that the
1393    realm is part of the digested data stored in the password file. It
1394    means that if one Digest authentication password file is compromised,
1395    it does not automatically compromise others with the same username
1396    and password (though it does expose them to brute force attack).
1398    There are two important security consequences of this. First the
1399    password file must be protected as if it contained plaintext
1400    passwords, because for the purpose of accessing documents in its
1401    realm, it effectively does.
1403    A second consequence of this is that the realm string should be
1404    unique among all realms that any single user is likely to use. In
1405    particular a realm string should include the name of the host doing
1406    the authentication.
1438 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 24]
1444 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1447 3.11  Multiple realms
1449    Use of multiple realms may mean both that compromise of a the
1450    security database for a single realm does not compromise all
1451    security, and that there are more things to protect in order to keep
1452    the whole system secure.
1454 3.11  Summary
1456    By modern cryptographic standards Digest Authentication is weak,
1457    compared to (say) public key based mechanisms. But for a large range
1458    of purposes it is valuable as a replacement for plaintext passwords.
1459    Its strength may vary depending on the implementation.
1462 4  Example
1464    This example shows the use of the Digest SASL mechanism with the
1465    IMAP4 AUTHENTICATE command [RFC 3501].
1467    In this example, "C:" and "S:" represent a line sent by the client or
1468    server respectively including a CRLF at the end.  Linebreaks and
1469    indentation within a "C:" or "S:" are editorial and not part of the
1470    protocol. The password in this example was "secret".  Note that the
1471    base64 encoding of the challenges and responses is part of the IMAP4
1472    AUTHENTICATE command, not part of the Digest specification itself.
1474     S: * OK elwood.innosoft.com PMDF IMAP4rev1 V6.0-9
1475     C: c CAPABILITY
1476     S: * CAPABILITY IMAP4 IMAP4rev1 ACL LITERAL+ NAMESPACE QUOTA
1477                 UIDPLUS AUTH=CRAM-MD5 AUTH=DIGEST-MD5 AUTH=PLAIN
1478     S: c OK Completed
1479     C: a AUTHENTICATE DIGEST-MD5
1480     S: + cmVhbG09ImVsd29vZC5pbm5vc29mdC5jb20iLG5vbmNlPSJPQTZNRzl0
1481          RVFHbTJoaCIscW9wPSJhdXRoIixhbGdvcml0aG09bWQ1LXNlc3MsY2hh
1482          cnNldD11dGYtOA==
1483     C: Y2hhcnNldD11dGYtOCx1c2VybmFtZT0iY2hyaXMiLHJlYWxtPSJlbHdvb2
1484        QuaW5ub3NvZnQuY29tIixub25jZT0iT0E2TUc5dEVRR20yaGgiLG5jPTAw
1485        MDAwMDAxLGNub25jZT0iT0E2TUhYaDZWcVRyUmsiLGRpZ2VzdC11cmk9Im
1486        ltYXAvZWx3b29kLmlubm9zb2Z0LmNvbSIscmVzcG9uc2U9ZDM4OGRhZDkw
1487        ZDRiYmQ3NjBhMTUyMzIxZjIxNDNhZjcscW9wPWF1dGg=
1488     S: + cnNwYXV0aD1lYTQwZjYwMzM1YzQyN2I1NTI3Yjg0ZGJhYmNkZmZmZA==
1489     C:
1490     S: a OK User logged in
1491     ---
1493     The base64-decoded version of the SASL exchange is:
1498 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 25]
1504 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1507     S: realm="elwood.innosoft.com",nonce="OA6MG9tEQGm2hh",qop="auth",
1508        algorithm=md5-sess,charset=utf-8
1509     C: charset=utf-8,username="chris",realm="elwood.innosoft.com",
1510        nonce="OA6MG9tEQGm2hh",nc=00000001,cnonce="OA6MHXh6VqTrRk",
1511        digest-uri="imap/elwood.innosoft.com",
1512        response=d388dad90d4bbd760a152321f2143af7,qop=auth
1513     S: rspauth=ea40f60335c427b5527b84dbabcdfffd
1515     The password in this example was "secret".
1517    This example shows the use of the Digest SASL mechanism with the
1518    ACAP, using the same notational conventions and password as in the
1519    previous example. Note that ACAP does not base64 encode and uses
1520    fewer round trips that IMAP4.
1522     S: * ACAP (IMPLEMENTATION "Test ACAP server") (SASL "CRAM-MD5"
1523                "DIGEST-MD5" "PLAIN")
1524     C: a AUTHENTICATE "DIGEST-MD5"
1525     S: + {94}
1526     S: realm="elwood.innosoft.com",nonce="OA9BSXrbuRhWay",qop="auth",
1527        algorithm=md5-sess,charset=utf-8
1528     C: {206}
1529     C: charset=utf-8,username="chris",realm="elwood.innosoft.com",
1530        nonce="OA9BSXrbuRhWay",nc=00000001,cnonce="OA9BSuZWMSpW8m",
1531        digest-uri="acap/elwood.innosoft.com",
1532        response=6084c6db3fede7352c551284490fd0fc,qop=auth
1533     S: a OK (SASL {40}
1534     S: rspauth=2f0b3d7c3c2e486600ef710726aa2eae) "AUTHENTICATE
1535     Completed"
1536     ---
1538    The server uses the values of all the directives, plus knowledge of
1539    the users password (or the hash of the user's name, server's realm
1540    and the user's password) to verify the computations above. If they
1541    check, then the user has authenticated.
1558 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 26]
1564 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1567 5   References
1569 5.1   Normative references
1571    [Digest]   Franks, J., et al., "HTTP Authentication: Basic and Digest
1572               Access Authentication", RFC 2617, June 1999.
1574    [ISO-8859] ISO-8859. International Standard--Information Processing--
1575               8-bit Single-Byte Coded Graphic Character Sets --
1576               Part 1: Latin alphabet No. 1, ISO-8859-1:1987.
1577               Part 2: Latin alphabet No. 2, ISO-8859-2, 1987.
1578               Part 3: Latin alphabet No. 3, ISO-8859-3, 1988.
1579               Part 4: Latin alphabet No. 4, ISO-8859-4, 1988.
1580               Part 5: Latin/Cyrillic alphabet, ISO-8859-5, 1988.
1581               Part 6: Latin/Arabic alphabet, ISO-8859-6, 1987.
1582               Part 7: Latin/Greek alphabet, ISO-8859-7, 1987.
1583               Part 8: Latin/Hebrew alphabet, ISO-8859-8, 1988.
1584               Part 9: Latin alphabet No. 5, ISO-8859-9, 1990.
1586    [RFC 822]  Crocker, D., "Standard for The Format of ARPA Internet
1587               Text Messages," STD 11, RFC 822, August 1982.
1589    [RFC 1321] Rivest, R., "The MD5 Message-Digest Algorithm", RFC 1321,
1590               April 1992.
1592    [RFC 2052] Gulbrandsen, A. and P. Vixie, "A DNS RR for specifying the
1593               location of services (DNS SRV)", RFC 2052, October 1996.
1595    [RFC 2104] Krawczyk, H., Bellare, M. and R. Canetti, "HMAC: Keyed-
1596               Hashing for  Message Authentication", RFC 2104, February
1597               1997.
1599    [RFC 2119] Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate
1600               Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119, March 1997.
1602    [RFC 2222] Myers, J., "Simple Authentication and Security Layer
1603               (SASL)", RFC 2222, October 1997.
1605    [Stringprep] Hoffman, P., Blanchet, M., "Preparation of
1606               Internationalized Strings ("stringprep")", RFC 3454,
1607               December 2002.
1609    [Unicode] The Unicode Consortium, "The Unicode Standard, Version
1610               3.2.0", defined by: The Unicode Standard, Version 3.0
1611               (Reading, MA, Addison-Wesley, 2000.  ISBN 0-201-61633-5),
1612               as amended by the Unicode Standard Annex #28: Unicode 3.2
1613               (http://www.unicode.org/reports/tr28/tr28-3.html).
1618 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 27]
1624 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1627    [UTF-8] Yergeau, "UTF-8, a transformation format of ISO 10646", RFC
1628               2279, Janyary 1998.
1630    [USASCII]  US-ASCII. Coded Character Set - 7-Bit American Standard
1631               Code for Information Interchange. Standard ANSI X3.4-1986,
1632               ANSI, 1986.
1634    [SASLPrep] Zeilenga, K., "SASLprep: Stringprep profile for user names
1635               and passwords", Work in progress, draft-ietf-sasl-
1636               saslprep-XX.txt.
1638    [RFC 2732]  Hinden, R., Carpenter, B., Masinter, L., "Format for
1639               Literal IPv6 Addresses in URL's", RFC 2732, December 1999.
1641    [RFC 2373] Hinden, R., Deering, S., "IP Version 6 Addressing
1642               Architecture", RFC 2373, July 1998.
1644    [RFC 2396] Berners-Lee, T., Fielding, R., Masinter, L., "Uniform
1645               Resource Identifiers (URI): Generic Syntax", RFC 2396,
1646               August 1998.
1648    [FIPS] National Institute of Standards and Technology, "DES Modes of
1649               Operation", http://www.itl.nist.gov/fipspubs/fip81.htm,
1650               December 1980.
1652    [AES] Daemen, J., Rijmen, V., "The Rijndael Block Cipher",
1653               http://csrc.nist.gov/encryption/aes/rijndael/Rijndael.pdf,
1654               3rd September 1999.
1657 5.2   Informative references
1659    [RFC 2195] Klensin, J., Catoe, R. and P. Krumviede, "IMAP/POP
1660               AUTHorize Extension for Simple Challenge/Response", RFC
1661               2195, September 1997.
1663    [MD5]  Kaliski, B.,Robshaw, M., "Message Authentication with MD5",
1664               CryptoBytes, Sping 1995, RSA Inc,
1665               (http://www.rsa.com/rsalabs/pubs/cryptobytes/spring95/md5.htm)
1667    [RFC 2078] Linn, J., "Generic Security Service Application Program
1668               Interface, Version 2", RFC 2078, January 1997.
1670    [RFC 3501] Crispin, M., "Internet Message Access Protocol - Version
1671               4rev1", RFC 3501, March 2003.
1673    [RFC 2244] Newman, C., Myers, J., "ACAP -- Application Configuration
1674               Access Protocol", RFC 2244, November 1997.
1678 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 28]
1684 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1687    [RFC 2616] Fielding, R., Gettys, J., Mogul, J., Frystyk, H.,
1688               Masinter, L., Leach, P., Berners-Lee, T., "Hypertext
1689               Transfer Protocol -- HTTP/1.1", RFC 2616, June 1999.
1691    [TLS-CBC] Moeller, B., "Security of CBC Ciphersuites in SSL/TLS:
1692               Problems and Countermeasures",
1693               http://www.openssl.org/~bodo/tls-cbc.txt.
1738 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 29]
1744 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1747 6  Authors' Addresses
1749    Paul Leach
1750    Microsoft
1751    1 Microsoft Way
1752    Redmond, WA 98052, USA
1754    EMail: paulle@microsoft.com
1757    Chris Newman
1758    Sun Microsystems
1759    1050 Lakes Drive
1760    West Covina, CA 91790, USA
1762    EMail: Chris.Newman@Sun.COM
1765    Alexey Melnikov
1766    Isode
1767    28 Gloucester Road,
1768    Teddington, Middlesex, TW11 0NU, UK
1770    Email: mel@isode.com
1798 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 30]
1804 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1807 7  ABNF
1809    What follows is the definition of the notation as is used in the
1810    HTTP/1.1 specification [RFC 2616] and the HTTP authentication
1811    specification [Digest]; it is reproduced here for ease of reference.
1812    Since it is intended that a single Digest implementation can support
1813    both HTTP and SASL-based protocols, the same notation is used in both
1814    to facilitate comparison and prevention of unwanted differences.
1815    Since it is cut-and-paste from the HTTP specifications, not all
1816    productions may be used in this specification. It is also not quite
1817    legal ABNF; again, the errors were copied from the HTTP
1818    specifications.
1820 7.1   Augmented BNF
1822    All of the mechanisms specified in this document are described in
1823    both prose and an augmented Backus-Naur Form (BNF) similar to that
1824    used by RFC 822 [RFC 822]. Implementers will need to be familiar with
1825    the notation in order to understand this specification.
1827    The augmented BNF includes the following constructs:
1829    name = definition
1830       The name of a rule is simply the name itself (without any
1831       enclosing "<" and ">") and is separated from its definition by the
1832       equal "=" character. White space is only significant in that
1833       indentation of continuation lines is used to indicate a rule
1834       definition that spans more than one line. Certain basic rules are
1835       in uppercase, such as SP, LWS, HT, CRLF, DIGIT, ALPHA, etc. Angle
1836       brackets are used within definitions whenever their presence will
1837       facilitate discerning the use of rule names.
1839    "literal"
1840       Quotation marks surround literal text. Unless stated otherwise,
1841       the text is case-insensitive.
1843    rule1 | rule2
1844       Elements separated by a bar ("|") are alternatives, e.g., "yes |
1845       no" will accept yes or no.
1847    (rule1 rule2)
1848       Elements enclosed in parentheses are treated as a single element.
1849       Thus, "(elem (foo | bar) elem)" allows the token sequences
1850       "elem foo elem" and "elem bar elem".
1852    *rule
1853       The character "*" preceding an element indicates repetition. The
1854       full form is "<n>*<m>element" indicating at least <n> and at most
1858 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 31]
1864 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1867       <m> occurrences of element. Default values are 0 and infinity so
1868       that "*(element)" allows any number, including zero; "1*element"
1869       requires at least one; and "1*2element" allows one or two.
1871    [rule]
1872       Square brackets enclose optional elements; "[foo bar]" is
1873       equivalent to "*1(foo bar)".
1875    N rule
1876       Specific repetition: "<n>(element)" is equivalent to
1877       "<n>*<n>(element)"; that is, exactly <n> occurrences of (element).
1878       Thus 2DIGIT is a 2-digit number, and 3ALPHA is a string of three
1879       alphabetic characters.
1881    #rule
1882       A construct "#" is defined, similar to "*", for defining lists of
1883       elements. The full form is "<n>#<m>element" indicating at least
1884       <n> and at most <m> elements, each separated by one or more commas
1885       (",") and OPTIONAL linear white space (LWS). This makes the usual
1886       form of lists very easy; a rule such as
1887         ( *LWS element *( *LWS "," *LWS element ))
1888       can be shown as
1889         1#element
1890       Wherever this construct is used, null elements are allowed, but do
1891       not contribute to the count of elements present. That is,
1892       "(element), , (element) " is permitted, but counts as only two
1893       elements.  Therefore, where at least one element is required, at
1894       least one non-null element MUST be present. Default values are 0
1895       and infinity so that "#element" allows any number, including zero;
1896       "1#element" requires at least one; and "1#2element" allows one or
1897       two.
1899    ; comment
1900       A semi-colon, set off some distance to the right of rule text,
1901       starts a comment that continues to the end of line. This is a
1902       simple way of including useful notes in parallel with the
1903       specifications.
1905    implied *LWS
1906       The grammar described by this specification is word-based. Except
1907       where noted otherwise, linear white space (LWS) can be included
1908       between any two adjacent words (token or quoted-string), and
1909       between adjacent words and separators, without changing the
1910       interpretation of a field. At least one delimiter (LWS and/or
1911       separators) MUST exist between any two tokens (for the definition
1912       of "token" below), since they would otherwise be interpreted as a
1913       single token.
1918 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 32]
1924 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1927 7.2   Basic Rules
1929    The following rules are used throughout this specification to
1930    describe basic parsing constructs. The US-ASCII coded character set
1931    is defined by ANSI X3.4-1986 [USASCII].
1933        OCTET          = <any 8-bit character>
1934        CHAR           = <any US-ASCII character (octets 0 - 127)>
1935        UPALPHA        = <any US-ASCII uppercase letter "A".."Z">
1936        LOALPHA        = <any US-ASCII lowercase letter "a".."z">
1937        ALPHA          = UPALPHA | LOALPHA
1938        DIGIT          = <any US-ASCII digit "0".."9">
1939        CTL            = <any US-ASCII control character
1940                         (octets 0 - 31) and DEL (127)>
1941        CR             = <US-ASCII CR, carriage return (13)>
1942        LF             = <US-ASCII LF, linefeed (10)>
1943        SP             = <US-ASCII SP, space (32)>
1944        HT             = <US-ASCII HT, horizontal-tab (9)>
1945        <">            = <US-ASCII double-quote mark (34)>
1946        TEXTCHAR       = <any OCTET except CTLs, but including HT>
1947        CRLF           = CR LF
1949    All linear white space, including folding, has the same semantics as
1950    SP.  A recipient MAY replace any linear white space with a single SP
1951    before interpreting the field value or forwarding the message
1952    downstream.
1954        LWS            = [CRLF] 1*( SP | HT )
1956    The TEXT rule is only used for descriptive field contents and values
1957    that are not intended to be interpreted by the message parser. Words
1958    of TEXT contains characters either from ISO-8859-1 [ISO-8859]
1959    character set or UTF-8 [UTF-8].
1961        TEXT           = <any *OCTET except CTLs,
1962                         but including LWS>
1964    A CRLF is allowed in the definition of TEXT only as part of a header
1965    field continuation. It is expected that the folding LWS will be
1966    replaced with a single SP before interpretation of the TEXT value.
1968    Hexadecimal numeric characters are used in several protocol elements.
1970        HEX            = "A" | "B" | "C" | "D" | "E" | "F"
1971                       | "a" | "b" | "c" | "d" | "e" | "f" | DIGIT
1973    Many HTTP/1.1 header field values consist of words separated by LWS
1974    or special characters. These special characters MUST be in a quoted
1978 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 33]
1984 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
1987    string to be used within a parameter value.
1989        token          = 1*TOKENCHAR
1990        separators     = "(" | ")" | "<" | ">" | "@"
1991                       | "," | ";" | ":" | "\" | <">
1992                       | "/" | "[" | "]" | "?" | "="
1993                       | "{" | "}" | SP | HT
1994        TOKENCHAR      = <any CHAR except CTLs or separators>
1996    A string of text is parsed as a single word if it is quoted using
1997    double-quote marks.
1999        quoted-string  = ( <"> qdstr-val <"> )
2000        qdstr-val      = *( qdtext | quoted-pair )
2001        qdtext         = <any TEXTCHAR except <"> and "\">
2003    Note that LWS is NOT implicit between the double-quote marks (<">)
2004    surrounding a qdstr-val and the qdstr-val; any LWS will be considered
2005    part of the qdstr-val.  This is also the case for quotation marks
2006    surrounding any other construct.
2008    The backslash character ("\") MAY be used as a single-character
2009    quoting mechanism only within qdstr-val and comment constructs.
2011        quoted-pair    = "\" CHAR
2013    The value of this construct is CHAR. Note that an effect of this rule
2014    is that backslash itself MUST be quoted.
2038 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 34]
2044 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
2047 8  Sample Code
2049    The sample implementation in [Digest] also applies to DIGEST-MD5.
2051    The following code implements the conversion from UTF-8 to 8859-1 if
2052    necessary.
2054     /* if the string is entirely in the 8859-1 subset of UTF-8, then
2055      * translate to 8859-1 prior to MD5
2056      */
2057     void MD5_UTF8_8859_1(MD5_CTX *ctx, const unsigned char *base,
2058         int len)
2059     {
2060         const unsigned char *scan, *end;
2061         unsigned char cbuf;
2063         end = base + len;
2064         for (scan = base; scan < end; ++scan) {
2065             if (*scan > 0xC3) break; /* abort if outside 8859-1 */
2066             if (*scan >= 0xC0 && *scan <= 0xC3) {
2067                 if (++scan == end || *scan < 0x80 || *scan > 0xBF)
2068                     break;
2069             }
2070         }
2071         /* if we found a character outside 8859-1, don't alter string
2072          */
2073         if (scan < end) {
2074             MD5Update(ctx, base, len);
2075             return;
2076         }
2078         /* convert to 8859-1 prior to applying hash
2079          */
2080         do {
2081             for (scan = base; scan < end && *scan < 0xC0; ++scan)
2082                 ;
2083             if (scan != base) MD5Update(ctx, base, scan - base);
2084             if (scan + 1 >= end) break;
2085             cbuf = ((scan[0] & 0x3) << 6) | (scan[1] & 0x3f);
2086             MD5Update(ctx, &cbuf, 1);
2087             base = scan + 2;
2088         } while (base < end);
2089     }
2098 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 35]
2104 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
2107 9   Interoperability considerations
2109    9.1 Implementing DES cipher in CBC mode
2111    Several cryptographic libraries (Ebones, OpenSSL) provide a convenience
2112    function des_cbc_encrypt for implementing DES cipher in CBC mode.
2113    There is a documented bug in this function: the function doesn't update
2114    IV before returning. If an implementation uses this function to implement
2115    DES cipher in CBC mode, it MUST update IV by copying the last 8 bytes of
2116    the des_cbc_encrypt's output to the IV buffer.
2117    Note that the function des_ede2_cbc_encrypt that may be used to implement
2118    3DES (in "two keys mode") in CBC mode works as expected.
2120    Care must be taken when configuring the DES keys for most DES
2121    libraries. This specification gives 56 bits for the DES key (or 112
2122    bits for the 3DES key); libraries generally expect the key to be given
2123    in a 64 bit (128 bit for 3DES) form.
2125    The following C function can be used to convert a 56 bit DES key into a
2126    form acceptable for the libraries. The low order bit in each byte
2127    would contain parity information and will be corrected by the library.
2129    /* slide the first 7 bytes of 'inbuf' into the high seven bits of the
2130       first 8 bytes of 'keybuf'. 'keybuf' better be 8 bytes long or longer. */
2131    void slidebits(unsigned char *keybuf, unsigned char *inbuf)
2132    {
2133        keybuf[0] = inbuf[0];
2134        keybuf[1] = (inbuf[0]<<7) | (inbuf[1]>>1);
2135        keybuf[2] = (inbuf[1]<<6) | (inbuf[2]>>2);
2136        keybuf[3] = (inbuf[2]<<5) | (inbuf[3]>>3);
2137        keybuf[4] = (inbuf[3]<<4) | (inbuf[4]>>4);
2138        keybuf[5] = (inbuf[4]<<3) | (inbuf[5]>>5);
2139        keybuf[6] = (inbuf[5]<<2) | (inbuf[6]>>6);
2140        keybuf[7] = (inbuf[6]<<1);
2141    }
2143 10  Acknowledgements
2145    The following people had substantial contributions to the development
2146    and/or refinement of this document:
2148    Lawrence Greenfield John Gardiner Myers Simon Josefsson RL Bob Morgan
2149    Jeff Hodges Claus Assmann Tony Hansen Sam Hartman
2151    as well as other members of the SASL mailing list.
2153    The text used is section 3.8 was taken from [TLS-CBC] by Bodo
2154    Moeller.
2158 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 36]
2164 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
2167 11  Full Copyright Statement
2169    Copyright (C) The Internet Society (2003).  All Rights Reserved.
2171    This document and translations of it may be copied and furnished to
2172    others, and derivative works that comment on or otherwise explain it
2173    or assist in its implementation may be prepared, copied, published
2174    and distributed, in whole or in part, without restriction of any
2175    kind, provided that the above copyright notice and this paragraph are
2176    included on all such copies and derivative works.  However, this
2177    document itself may not be modified in any way, such as by removing
2178    the copyright notice or references to the Internet Society or other
2179    Internet organizations, except as needed for the purpose of
2180    developing Internet standards in which case the procedures for
2181    copyrights defined in the Internet Standards process must be
2182    followed, or as required to translate it into languages other than
2183    English.
2185    The limited permissions granted above are perpetual and will not be
2186    revoked by the Internet Society or its successors or assigns.
2188    This document and the information contained herein is provided on an
2189    "AS IS" basis and THE INTERNET SOCIETY AND THE INTERNET ENGINEERING
2190    TASK FORCE DISCLAIMS ALL WARRANTIES, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING
2191    BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTY THAT THE USE OF THE INFORMATION
2192    HEREIN WILL NOT INFRINGE ANY RIGHTS OR ANY IMPLIED WARRANTIES OF
2193    MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
2195 Acknowledgement
2197    Funding for the RFC Editor function is currently provided by the
2198    Internet Society.
2218 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 37]
2224 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
2227 Appendix A: Changes from 2831
2229    1). Fixed various typos in formulas.
2231    2). Dropped DES as mandatory to implement cipher (3DES is mandatory
2232    to implement).
2234    3). Tighten ABNF. Fixed some bugs.
2236    4). Clarified nc-value verification and which side is aborting
2237    exchange.
2239    5). Added text saying that for interoperability
2240    username/password/realm MUST be prepared using the "SASLPrep" profile
2241    [SASLPrep] of the "stringprep" algorithm [StringPrep].
2243    6). Clarified that unquoted version of the username, etc. used in A1
2244    calculation.
2246    7). Various cleanup to References section. Split all references to
2247    Normative and Informative.
2249    8). Added minimal and maximal limits on maxbuf. Clarified how to
2250    calculate max sender size.
2252    9). Change ABNF for host to allow for IPv6 addresses. ABNF now
2253    references RFC 2373 and RFC 2396.
2255    10). Added DES cipher interoperability section.
2257    11). Added man-in-the-middle considerations for ciphers.
2259    12). Clarified how sequence counters are modified.
2261    13). Addition warnings about preventing reply/redirection attacks.
2263    14). Specified that "charset" directive affects "realm" and doesn't
2264    affect
2265         "authzid".
2267    15). Removed text that described that "authzid" is in Unicode in
2268    Normalization
2269         Form KC, encoded as UTF-8.
2271    16). Clarified that rc4 state is not reset between two sent/received
2272    buffers
2273         of encoded data.
2278 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 38]
2284 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2003
2287    17). Clarified that for DES/3DES the IV for the next buffer of
2288    encoded data is
2289         the last 8 bytes of the ciphertext.
2291    18). Clarified how "maximal sender size" is calculated.
2293    19). Prohibit an empty authzid.
2295    20). Added AES cipher defined in "AES Ciphersuite for DIGEST-MD5 SASL
2296    mechanism"
2297         document (expired draft-ietf-sasl-digest-aes-00.txt).
2299    21). Minor text clarifications.
2301 Appendix B: Open Issues/ToDo List
2303    1). The latest revision prohibits escaped characters in nonce/cnonce.
2304    This is different
2305        from HTTP Digest. Any objections?
2307    2). Do we need/want a new stringprep profile for "realm"?
2309    3). What to do about CBC mode attack that affects TLS document and
2310    DIGEST-MD5 as well?
2312    One of the proposals is to drop DES/3DES ciphers and define a new one
2313    (e.g. AES) in such a way that is not susceptible to this kind of
2314    attack.
2316    AES cipher has to be fixed to prevent this attack.
2318    4). Add reference to CBC mode attack:
2320    This problem is described in LASEC Memo "Password Interception in a
2321    SSL/TLS Channel" by Brice Canvel, published 2003-02-20:
2322    http://lasecwww.epfl.ch/memo_ssl.shtml
2324    5). Normative vs. Informative references must be carefully rechecked.
2338 Leach & Newman           Expires: December 2003                [Page 39]