Bump versions.
[gsasl.git] / doc / specification / draft-ietf-sasl-rfc2831bis-01.txt
blobe55f1f00d6da3efb848a001fdd1723d3ca7c4e56
7 INTERNET-DRAFT                                                  P. Leach
8 Obsoletes: 2831                                                Microsoft
9 Intended category: Standards track                             C. Newman
10                                                                 Innosoft
11                                                              A. Melnikov
12                                                          MessagingDirect
13                                                                 May 2003
15             Using Digest Authentication as a SASL Mechanism
16                    draft-ietf-sasl-rfc2831bis-01.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: November 2003                 [Page 1]
64 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 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 SPOOFING BY COUNTERFEIT SERVERS..............................23
91     3.9 STORING PASSWORDS............................................23
92     3.10 MULTIPLE REALMS.............................................24
93     3.11 SUMMARY.....................................................24
94    4 EXAMPLE.........................................................24
95    5 REFERENCES......................................................26
96     5.1 NORMATIVE REFERENCES.........................................26
97     5.2 INFORMATIVE REFERENCES.......................................27
98    6 AUTHORS' ADDRESSES..............................................28
99    7 ABNF............................................................29
100     7.1 AUGMENTED BNF................................................29
101     7.2 BASIC RULES..................................................31
102    8 SAMPLE CODE.....................................................33
103    9 INTEROPERABILITY CONSIDERATIONS.................................34
104     9.1 Implementing DES cipher in CBC mode..........................34
105    10  ACKNOWLEDGEMENTS..............................................34
106    11 FULL COPYRIGHT STATEMENT.......................................35
107    Appendix A: Changes from 2831.....................................36
108    Appendix B: Open Issues...........................................37
118 Leach & Newman           Expires: November 2003                 [Page 2]
124 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 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: November 2003                 [Page 3]
184 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 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: November 2003                 [Page 4]
244 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 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: November 2003                 [Page 5]
304 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
307    digest-challenge  =
308          1#( realm | nonce | qop-options | stale | 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         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" | 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: November 2003                 [Page 6]
364 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 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    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 should 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. The "maximal sender size" for the client can be calculated
410       by subtracting 16 from the maxbuf value.  As it should be clear
411       from the name, the sender MUST never pass a block of data bigger
412       than the "maximal sender size" through the selected protection
413       function.  This will guaranty that the receiver will never get a
414       block bigger than the maxbuf.
418 Leach & Newman           Expires: November 2003                 [Page 7]
424 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 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 with the same key
465          for each E stage (aka "two keys mode") for a total key length
466          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    auth-param This construct allows for future extensions; it may appear
473       more than once. The client MUST ignore any unrecognized
474       directives.
478 Leach & Newman           Expires: November 2003                 [Page 8]
484 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
487    For use as a SASL mechanism, note that the following changes are made
488    to "digest-challenge" from HTTP: the following Digest options (called
489    "directives" in HTTP terminology) are unused (i.e., MUST NOT be sent,
490    and MUST be ignored if received):
492     opaque
493     domain
495    The size of a digest-challenge MUST be less than 2048 bytes.
497 2.1.2  Step Two
499    The client makes note of the "digest-challenge" and then responds
500    with a string formatted and computed according to the rules for a
501    "digest-response" defined as follows:
503    digest-response  = 1#( username | realm | nonce | cnonce |
504                           nonce-count | qop | digest-uri | response |
505                           maxbuf | charset | cipher | authzid |
506                           auth-param )
508        username         = "username" "=" <"> username-value <">
509        username-value   = qdstr-val
510        cnonce           = "cnonce" "=" <"> cnonce-value <">
511        cnonce-value     = *qdtext
512        nonce-count      = "nc" "=" nc-value
513        nc-value         = 8LHEX
514        qop              = "qop" "=" qop-value
515        digest-uri       = "digest-uri" "=" <"> digest-uri-value <">
516        digest-uri-value  = serv-type "/" host [ "/" serv-name ]
517        serv-type        = 1*ALPHA
518        serv-name        = host
519        response         = "response" "=" response-value
520        response-value   = 32LHEX
521        LHEX             = "0" | "1" | "2" | "3" |
522                           "4" | "5" | "6" | "7" |
523                           "8" | "9" | "a" | "b" |
524                           "c" | "d" | "e" | "f"
525        cipher           = "cipher" "=" cipher-value
526        authzid          = "authzid" "=" <"> authzid-value <">
527        authzid-value    = qdstr-val
529    The 'host' non-terminal is defined in [RFC 2732] as
531        host          = hostname | IPv4address | IPv6reference
532        ipv6reference = "[" IPv6address "]"
534    where IPv6address and IPv4address are defined in [RFC 2373]
538 Leach & Newman           Expires: November 2003                 [Page 9]
544 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
547    and 'hostname' is defined in [RFC 2396].
549    username
550       The user's name in the specified realm, encoded according to the
551       value of the "charset" directive. This directive is required and
552       MUST be present exactly once; otherwise, authentication fails.
554       Upon the receipt of this value and if the charset directive is
555       also specified (which means that the username is encoded as
556       UTF-8), the server MUST prepare the username using the "SASLPrep"
557       profile [SASLPrep] of the "stringprep" algorithm [StringPrep]. If
558       preparation of the username fails or results in an empty string,
559       the server MUST fail the authentication exchange.
561    realm
562       The realm containing the user's account, encoded according to the
563       value of the "charset" directive. This directive is required if
564       the server provided any realms in the
565       "digest-challenge", in which case it may appear exactly once and
566       its value SHOULD be one of those realms. If the directive is
567       missing, "realm-value" will set to the empty string when computing
568       A1 (see below for details).
570       If realm was provided by the client and if the charset directive
571       was also specified (which means that the realm is encoded as
572       UTF-8), the server MUST prepare the realm using the "SASLPrep"
573       profile [SASLPrep] of the "stringprep" algorithm [StringPrep]. If
574       preparation of the realm fails or results in an empty string, the
575       server MUST fail the authentication exchange.
577    nonce
578       The server-specified data string received in the preceding digest-
579       challenge.  This directive is required and MUST be present exactly
580       once; otherwise, authentication fails.
598 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 10]
604 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 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: November 2003                [Page 11]
664 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 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: November 2003                [Page 12]
724 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 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    maxbuf
733       A number indicating the size of the largest buffer the client is
734       able to receive. If this directive is missing, the default value
735       is 65536.  This directive may appear at most once; if multiple
736       instances are present, the server should abort the authentication
737       exchange.
739    charset
740       This directive, if present, specifies that the client has used
741       UTF-8 [UTF-8] encoding for the username, realm and password. If
742       present, the username, realm and password are in Unicode, prepared
743       using the "SASLPrep" profile [SASLPrep] of the "stringprep"
744       algorithm [StringPrep] and than encoded as UTF-8 [UTF-8].  If not
745       present, the username and password must be encoded in ISO 8859-1
746       [ISO-8859] (of which
747       US-ASCII [USASCII] is a subset). The client should send this
748       directive only if the server has indicated it supports UTF-8
749       [UTF-8]. The directive is needed for backwards compatibility with
750       HTTP Digest, which only supports ISO 8859-1.
752       Note, that this directive doesn't affect authorization id
753       ("authzid").
755    LHEX
756       32 hex digits, where the alphabetic characters MUST be lower case,
757       because MD5 is not case insensitive.
759    cipher
760       The cipher chosen by the client. This directive MUST appear
761       exactly once if "auth-conf" is negotiated; if required and not
762       present, authentication fails.
764    authzid
765       The "authorization ID" directive is optional. If present, and the
766       authenticating user has sufficient privilege, and the server
767       supports it, then after authentication the server will use this
768       identity for making all accesses and access checks. If the client
769       specifies it, and the server does not support it, then the
770       response-value calculated on the server will not match the one
771       calculated on the client and authentication will fail.
773       The authorization identifier MUST NOT be converted to ISO 8859-1
774       even if the authentication identifier ("username") is converted
778 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 13]
784 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
787       for compatibility as directed by "charset" directive.
789       The server SHOULD verify the correctness of an authzid.  For
790       example, an IMAP [RFC 3501] server will prepare the received
791       authzid using the "SASLPrep" profile [SASLPrep] of the
792       "stringprep" algorithm [StringPrep]. If preparation of the authzid
793       fails or results in an empty string, the server MUST fail the
794       authentication exchange.
796    The size of a digest-response MUST be less than 4096 bytes.
798 2.1.2.1   Response-value
800    The definition of "response-value" above indicates the encoding for
801    its value -- 32 lower case hex characters. The following definitions
802    show how the value is computed.
804    Although qop-value and components of digest-uri-value may be
805    case-insensitive, the case which the client supplies in step two is
806    preserved for the purpose of computing and verifying the
807    response-value.
809       response-value  =
810          HEX( KD ( HEX(H(A1)),
811                  { nonce-value, ":" nc-value, ":",
812                    cnonce-value, ":", qop-value, ":", HEX(H(A2)) }))
814    If authzid is specified, then A1 is
817       A1 = { H( { unq(username-value), ":", unq(realm-value), ":", passwd } ),
818            ":", nonce-value, ":", cnonce-value, ":", unq(authzid-value) }
820    If authzid is not specified, then A1 is
823       A1 = { H( { unq(username-value), ":", unq(realm-value), ":", passwd } ),
824            ":", nonce-value, ":", cnonce-value }
826    where
828          passwd   = *OCTET
830    The "username-value", "realm-value" and "passwd" are encoded
831    according to the value of the "charset" directive. If "charset=UTF-8"
832    is present, and all the characters of "username-value" are, after
833    preparing using the "SASLPrep" profile [SASLPrep] of the "stringprep"
834    algorithm [StringPrep], in the ISO 8859-1 character set, then it must
838 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 14]
844 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
847    be converted to ISO 8859-1 before being hashed. The same
848    transformation has to be done for "realm-value" and "passwd". This is
849    so that authentication databases that store the hashed username,
850    realm and password (which is common) can be shared compatibly with
851    HTTP, which specifies ISO 8859-1. A sample implementation of this
852    conversion is in section 8.
854    If the "qop" directive's value is "auth", then A2 is:
856       A2       = { "AUTHENTICATE:", digest-uri-value }
898 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 15]
904 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 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: November 2003                [Page 16]
964 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 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 other reason, the server MAY
1005    send a new "digest-challenge" with a new value for nonce. The
1006    challenge MAY contain a "stale" directive with value "true", which
1007    says that the client may respond to the challenge using the password
1008    it used in the previous response; otherwise, the client must solicit
1009    the password anew from the user. This permits the server to make sure
1010    that the user has presented their password recently. (The directive
1011    name refers to the previous nonce being stale, not to the last use of
1012    the password.) Except for the handling of "stale", after sending the
1013    "digest-challenge" authentication proceeds as in the case of initial
1014    authentication.
1018 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 17]
1024 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
1027 2.3   Integrity Protection
1029    If the server offered "qop=auth-int" and the client responded
1030    "qop=auth-int", then subsequent messages, up to but not including the
1031    next subsequent authentication, between the client and the server
1032    MUST be integrity protected. Using as a base session key the value of
1033    H(A1) as defined above the client and server calculate a pair of
1034    message integrity keys as follows.
1036    The key for integrity protecting messages from client to server is:
1038    Kic = MD5({H(A1),
1039    "Digest session key to client-to-server signing key magic constant"})
1041    The key for integrity protecting messages from server to client is:
1043    Kis = MD5({H(A1),
1044    "Digest session key to server-to-client signing key magic constant"})
1046    where MD5 is as specified in [RFC 1321]. If message integrity is
1047    negotiated, a MAC block for each message is appended to the message.
1048    The MAC block is 16 bytes: the first 10 bytes of the HMAC-MD5 [RFC
1049    2104] of the message, a 2-byte message type number in network byte
1050    order with value 1, and the 4-byte sequence number in network byte
1051    order. The message type is to allow for future extensions such as
1052    rekeying.
1054    MAC(Ki, SeqNum, msg) = (HMAC(Ki, {SeqNum, msg})[0..9], 0x0001,
1055    SeqNum)
1057    where Ki is Kic for messages sent by the client and Kis for those
1058    sent by the server. The sequence number is an unsigned number
1059    initialized to zero after initial or subsequent authentication, and
1060    incremented by one for each message sent/successfully verified.
1061    (Note, that there are two independent counters for sending and
1062    receiving.) The sequence number wraps around to 0 after 2**32-1.
1064    Upon receipt, MAC(Ki, SeqNum, msg) is computed and compared with the
1065    received value; the message is discarded if they differ. The
1066    receiver's sequence counter is incremented if they match.
1069 2.4   Confidentiality Protection
1071    If the server sent a "cipher-opts" directive and the client responded
1072    with a "cipher" directive, then subsequent messages between the
1073    client and the server MUST be confidentiality protected. Using as a
1074    base session key the value of H(A1) as defined above the client and
1078 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 18]
1084 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
1087    server calculate a pair of message integrity keys as follows.
1089    The key for confidentiality protecting messages from client to server
1090    is:
1092    Kcc = MD5({H(A1)[0..n-1],
1093    "Digest H(A1) to client-to-server sealing key magic constant"})
1095    The key for confidentiality protecting messages from server to client
1096    is:
1098    Kcs = MD5({H(A1)[0..n-1],
1099    "Digest H(A1) to server-to-client sealing key magic constant"})
1101    where MD5 is as specified in [RFC 1321]. For cipher "rc4-40" n is 5;
1102    for "rc4-56" n is 7; for the rest n is 16. The key for the "rc4-*"
1103    ciphers is all 16 bytes of Kcc or Kcs; the key for "des" is the first
1104    7 bytes; the key for "3des" is the first 14 bytes.
1106    The IV used to send/receive the initial buffer of security encoded
1107    data for "des" and "3des" is the last 8 bytes of Kcc or Kcs. For all
1108    subsequent buffers the last 8 bytes of the ciphertext of the buffer
1109    NNN is used as the IV for the buffer (NNN + 1).
1111    rc4 cipher state MUST NOT be reset before sending/receiving a next
1112    buffer of security encoded data.
1114    The MAC block is a variable length padding prefix followed by 16
1115    bytes formatted as follows: the first 10 bytes of the HMAC-MD5 [RFC
1116    2104] of the message, a 2-byte message type number in network byte
1117    order with value 1, and the 4-byte sequence number in network byte
1118    order. If the blocksize of the chosen cipher is not 1 byte, the
1119    padding prefix is one or more octets each containing the number of
1120    padding bytes, such that total length of the encrypted part of the
1121    message is a multiple of the blocksize. The padding and first 10
1122    bytes of the MAC block are encrypted with the chosen cipher along
1123    with the message.
1125    SEAL(Ki, Kc, SeqNum, msg) =
1126          {CIPHER(Kc, {msg, pad, HMAC(Ki, {SeqNum, msg})[0..9]}), 0x0001,
1127           SeqNum}
1129    where CIPHER is the chosen cipher, Ki and Kc are Kic and Kcc for
1130    messages sent by the client and Kis and Kcs for those sent by the
1131    server. The sequence number is an unsigned number initialized to zero
1132    after initial or subsequent authentication, and incremented by one
1133    for each message sent/successfully verified. (Note, that there are
1134    two independent counters for sending and receiving.) The sequence
1138 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 19]
1144 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
1147    number wraps around to 0 after 2**32-1.
1149    Upon receipt, the message is decrypted, HMAC(Ki, {SeqNum, msg}) is
1150    computed and compared with the received value; the message is
1151    discarded if they differ. The receiver's sequence counter is
1152    incremented if they match.
1198 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 20]
1204 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 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: November 2003                [Page 21]
1264 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 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: November 2003                [Page 22]
1324 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 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  Spoofing by Counterfeit Servers
1335    If a user can be led to believe that she is connecting to a host
1336    containing information protected by a password she knows, when in
1337    fact she is connecting to a hostile server, then the hostile server
1338    can obtain challenge/response pairs where it was able to partly
1339    choose the challenge. There is no known way that this can be
1340    exploited.
1342 3.9  Storing passwords
1344    Digest authentication requires that the authenticating agent (usually
1345    the server) store some data derived from the user's name and password
1346    in a "password file" associated with a given realm. Normally this
1347    might contain pairs consisting of username and H({ username-value,
1348    ":", realm-value, ":", passwd }), which is adequate to compute H(A1)
1349    as described above without directly exposing the user's password.
1351    The security implications of this are that if this password file is
1352    compromised, then an attacker gains immediate access to documents on
1353    the server using this realm. Unlike, say a standard UNIX password
1354    file, this information need not be decrypted in order to access
1355    documents in the server realm associated with this file. On the other
1356    hand, decryption, or more likely a brute force attack, would be
1357    necessary to obtain the user's password. This is the reason that the
1358    realm is part of the digested data stored in the password file. It
1359    means that if one Digest authentication password file is compromised,
1360    it does not automatically compromise others with the same username
1361    and password (though it does expose them to brute force attack).
1363    There are two important security consequences of this. First the
1364    password file must be protected as if it contained plaintext
1365    passwords, because for the purpose of accessing documents in its
1366    realm, it effectively does.
1368    A second consequence of this is that the realm string should be
1369    unique among all realms that any single user is likely to use. In
1370    particular a realm string should include the name of the host doing
1371    the authentication.
1378 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 23]
1384 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
1387 3.10  Multiple realms
1389    Use of multiple realms may mean both that compromise of a the
1390    security database for a single realm does not compromise all
1391    security, and that there are more things to protect in order to keep
1392    the whole system secure.
1394 3.11  Summary
1396    By modern cryptographic standards Digest Authentication is weak,
1397    compared to (say) public key based mechanisms. But for a large range
1398    of purposes it is valuable as a replacement for plaintext passwords.
1399    Its strength may vary depending on the implementation.
1402 4  Example
1404    This example shows the use of the Digest SASL mechanism with the
1405    IMAP4 AUTHENTICATE command [RFC 3501].
1407    In this example, "C:" and "S:" represent a line sent by the client or
1408    server respectively including a CRLF at the end.  Linebreaks and
1409    indentation within a "C:" or "S:" are editorial and not part of the
1410    protocol. The password in this example was "secret".  Note that the
1411    base64 encoding of the challenges and responses is part of the IMAP4
1412    AUTHENTICATE command, not part of the Digest specification itself.
1414     S: * OK elwood.innosoft.com PMDF IMAP4rev1 V6.0-9
1415     C: c CAPABILITY
1416     S: * CAPABILITY IMAP4 IMAP4rev1 ACL LITERAL+ NAMESPACE QUOTA
1417                 UIDPLUS AUTH=CRAM-MD5 AUTH=DIGEST-MD5 AUTH=PLAIN
1418     S: c OK Completed
1419     C: a AUTHENTICATE DIGEST-MD5
1420     S: + cmVhbG09ImVsd29vZC5pbm5vc29mdC5jb20iLG5vbmNlPSJPQTZNRzl0
1421          RVFHbTJoaCIscW9wPSJhdXRoIixhbGdvcml0aG09bWQ1LXNlc3MsY2hh
1422          cnNldD11dGYtOA==
1423     C: Y2hhcnNldD11dGYtOCx1c2VybmFtZT0iY2hyaXMiLHJlYWxtPSJlbHdvb2
1424        QuaW5ub3NvZnQuY29tIixub25jZT0iT0E2TUc5dEVRR20yaGgiLG5jPTAw
1425        MDAwMDAxLGNub25jZT0iT0E2TUhYaDZWcVRyUmsiLGRpZ2VzdC11cmk9Im
1426        ltYXAvZWx3b29kLmlubm9zb2Z0LmNvbSIscmVzcG9uc2U9ZDM4OGRhZDkw
1427        ZDRiYmQ3NjBhMTUyMzIxZjIxNDNhZjcscW9wPWF1dGg=
1428     S: + cnNwYXV0aD1lYTQwZjYwMzM1YzQyN2I1NTI3Yjg0ZGJhYmNkZmZmZA==
1429     C:
1430     S: a OK User logged in
1431     ---
1433     The base64-decoded version of the SASL exchange is:
1438 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 24]
1444 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
1447     S: realm="elwood.innosoft.com",nonce="OA6MG9tEQGm2hh",qop="auth",
1448        algorithm=md5-sess,charset=utf-8
1449     C: charset=utf-8,username="chris",realm="elwood.innosoft.com",
1450        nonce="OA6MG9tEQGm2hh",nc=00000001,cnonce="OA6MHXh6VqTrRk",
1451        digest-uri="imap/elwood.innosoft.com",
1452        response=d388dad90d4bbd760a152321f2143af7,qop=auth
1453     S: rspauth=ea40f60335c427b5527b84dbabcdfffd
1455     The password in this example was "secret".
1457    This example shows the use of the Digest SASL mechanism with the
1458    ACAP, using the same notational conventions and password as in the
1459    previous example. Note that ACAP does not base64 encode and uses
1460    fewer round trips that IMAP4.
1462     S: * ACAP (IMPLEMENTATION "Test ACAP server") (SASL "CRAM-MD5"
1463                "DIGEST-MD5" "PLAIN")
1464     C: a AUTHENTICATE "DIGEST-MD5"
1465     S: + {94}
1466     S: realm="elwood.innosoft.com",nonce="OA9BSXrbuRhWay",qop="auth",
1467        algorithm=md5-sess,charset=utf-8
1468     C: {206}
1469     C: charset=utf-8,username="chris",realm="elwood.innosoft.com",
1470        nonce="OA9BSXrbuRhWay",nc=00000001,cnonce="OA9BSuZWMSpW8m",
1471        digest-uri="acap/elwood.innosoft.com",
1472        response=6084c6db3fede7352c551284490fd0fc,qop=auth
1473     S: a OK (SASL {40}
1474     S: rspauth=2f0b3d7c3c2e486600ef710726aa2eae) "AUTHENTICATE
1475     Completed"
1476     ---
1478    The server uses the values of all the directives, plus knowledge of
1479    the users password (or the hash of the user's name, server's realm
1480    and the user's password) to verify the computations above. If they
1481    check, then the user has authenticated.
1498 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 25]
1504 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
1507 5   References
1509 5.1   Normative references
1511    [Digest]   Franks, J., et al., "HTTP Authentication: Basic and Digest
1512               Access Authentication", RFC 2617, June 1999.
1514    [ISO-8859] ISO-8859. International Standard--Information Processing--
1515               8-bit Single-Byte Coded Graphic Character Sets --
1516               Part 1: Latin alphabet No. 1, ISO-8859-1:1987.
1517               Part 2: Latin alphabet No. 2, ISO-8859-2, 1987.
1518               Part 3: Latin alphabet No. 3, ISO-8859-3, 1988.
1519               Part 4: Latin alphabet No. 4, ISO-8859-4, 1988.
1520               Part 5: Latin/Cyrillic alphabet, ISO-8859-5, 1988.
1521               Part 6: Latin/Arabic alphabet, ISO-8859-6, 1987.
1522               Part 7: Latin/Greek alphabet, ISO-8859-7, 1987.
1523               Part 8: Latin/Hebrew alphabet, ISO-8859-8, 1988.
1524               Part 9: Latin alphabet No. 5, ISO-8859-9, 1990.
1526    [RFC 822]  Crocker, D., "Standard for The Format of ARPA Internet
1527               Text Messages," STD 11, RFC 822, August 1982.
1529    [RFC 1321] Rivest, R., "The MD5 Message-Digest Algorithm", RFC 1321,
1530               April 1992.
1532    [RFC 2052] Gulbrandsen, A. and P. Vixie, "A DNS RR for specifying the
1533               location of services (DNS SRV)", RFC 2052, October 1996.
1535    [RFC 2104] Krawczyk, H., Bellare, M. and R. Canetti, "HMAC: Keyed-
1536               Hashing for  Message Authentication", RFC 2104, February
1537               1997.
1539    [RFC 2119] Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate
1540               Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119, March 1997.
1542    [RFC 2222] Myers, J., "Simple Authentication and Security Layer
1543               (SASL)", RFC 2222, October 1997.
1545    [Stringprep] Hoffman, P., Blanchet, M., "Preparation of
1546               Internationalized Strings ("stringprep")", RFC 3454,
1547               December 2002.
1549    [Unicode] The Unicode Consortium, "The Unicode Standard, Version
1550               3.2.0", defined by: The Unicode Standard, Version 3.0
1551               (Reading, MA, Addison-Wesley, 2000.  ISBN 0-201-61633-5),
1552               as amended by the Unicode Standard Annex #28: Unicode 3.2
1553               (http://www.unicode.org/reports/tr28/tr28-3.html).
1558 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 26]
1564 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
1567    [UTF-8] Yergeau, "UTF-8, a transformation format of ISO 10646", RFC
1568               2279, Janyary 1998.
1570    [USASCII]  US-ASCII. Coded Character Set - 7-Bit American Standard
1571               Code for Information Interchange. Standard ANSI X3.4-1986,
1572               ANSI, 1986.
1574    [SASLPrep] Zeilenga, K., "SASLprep: Stringprep profile for user names
1575               and passwords", Work in progress, draft-ietf-sasl-
1576               saslprep-XX.txt.
1578    [RFC 2732]  Hinden, R., Carpenter, B., Masinter, L., "Format for
1579               Literal IPv6 Addresses in URL's", RFC 2732, December 1999.
1581    [RFC 2373] Hinden, R., Deering, S., "IP Version 6 Addressing
1582               Architecture", RFC 2373, July 1998.
1584    [RFC 2396] Berners-Lee, T., Fielding, R., Masinter, L., "Uniform
1585               Resource Identifiers (URI): Generic Syntax", RFC 2396,
1586               August 1998.
1589 5.2   Informative references
1591    [RFC 2195] Klensin, J., Catoe, R. and P. Krumviede, "IMAP/POP
1592               AUTHorize Extension for Simple Challenge/Response", RFC
1593               2195, September 1997.
1595    [MD5]  Kaliski, B.,Robshaw, M., "Message Authentication with MD5",
1596               CryptoBytes, Sping 1995, RSA Inc,
1597               (http://www.rsa.com/rsalabs/pubs/cryptobytes/spring95/md5.htm)
1599    [RFC 2078] Linn, J., "Generic Security Service Application Program
1600               Interface, Version 2", RFC 2078, January 1997.
1602    [RFC 3501] Crispin, M., "Internet Message Access Protocol - Version
1603               4rev1", RFC 3501, March 2003.
1605    [RFC 2244] Newman, C., Myers, J., "ACAP -- Application Configuration
1606               Access Protocol", RFC 2244, November 1997.
1608    [RFC 2616] Fielding, R., Gettys, J., Mogul, J., Frystyk, H.,
1609               Masinter, L., Leach, P., Berners-Lee, T., "Hypertext
1610               Transfer Protocol -- HTTP/1.1", RFC 2616, June 1999.
1618 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 27]
1624 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
1627 6  Authors' Addresses
1629    Paul Leach
1630    Microsoft
1631    1 Microsoft Way
1632    Redmond, WA  98052
1634    EMail: paulle@microsoft.com
1637    Chris Newman
1638    Innosoft International, Inc.
1639    1050 Lakes Drive
1640    West Covina, CA 91790 USA
1642    EMail: chris.newman@innosoft.com
1645    Alexey Melnikov
1646    ACI WorldWide/MessagingDirect
1647    59 Clarendon Road, Watford, Hertfordshire, WD17 1FQ, UK
1649    Email: mel@messagingdirect.com
1678 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 28]
1684 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
1687 7  ABNF
1689    What follows is the definition of the notation as is used in the
1690    HTTP/1.1 specification [RFC 2616] and the HTTP authentication
1691    specification [Digest]; it is reproduced here for ease of reference.
1692    Since it is intended that a single Digest implementation can support
1693    both HTTP and SASL-based protocols, the same notation is used in both
1694    to facilitate comparison and prevention of unwanted differences.
1695    Since it is cut-and-paste from the HTTP specifications, not all
1696    productions may be used in this specification. It is also not quite
1697    legal ABNF; again, the errors were copied from the HTTP
1698    specifications.
1700 7.1   Augmented BNF
1702    All of the mechanisms specified in this document are described in
1703    both prose and an augmented Backus-Naur Form (BNF) similar to that
1704    used by RFC 822 [RFC 822]. Implementers will need to be familiar with
1705    the notation in order to understand this specification.
1707    The augmented BNF includes the following constructs:
1709    name = definition
1710       The name of a rule is simply the name itself (without any
1711       enclosing "<" and ">") and is separated from its definition by the
1712       equal "=" character. White space is only significant in that
1713       indentation of continuation lines is used to indicate a rule
1714       definition that spans more than one line. Certain basic rules are
1715       in uppercase, such as SP, LWS, HT, CRLF, DIGIT, ALPHA, etc. Angle
1716       brackets are used within definitions whenever their presence will
1717       facilitate discerning the use of rule names.
1719    "literal"
1720       Quotation marks surround literal text. Unless stated otherwise,
1721       the text is case-insensitive.
1723    rule1 | rule2
1724       Elements separated by a bar ("|") are alternatives, e.g., "yes |
1725       no" will accept yes or no.
1727    (rule1 rule2)
1728       Elements enclosed in parentheses are treated as a single element.
1729       Thus, "(elem (foo | bar) elem)" allows the token sequences
1730       "elem foo elem" and "elem bar elem".
1732    *rule
1733       The character "*" preceding an element indicates repetition. The
1734       full form is "<n>*<m>element" indicating at least <n> and at most
1738 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 29]
1744 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
1747       <m> occurrences of element. Default values are 0 and infinity so
1748       that "*(element)" allows any number, including zero; "1*element"
1749       requires at least one; and "1*2element" allows one or two.
1751    [rule]
1752       Square brackets enclose optional elements; "[foo bar]" is
1753       equivalent to "*1(foo bar)".
1755    N rule
1756       Specific repetition: "<n>(element)" is equivalent to
1757       "<n>*<n>(element)"; that is, exactly <n> occurrences of (element).
1758       Thus 2DIGIT is a 2-digit number, and 3ALPHA is a string of three
1759       alphabetic characters.
1761    #rule
1762       A construct "#" is defined, similar to "*", for defining lists of
1763       elements. The full form is "<n>#<m>element" indicating at least
1764       <n> and at most <m> elements, each separated by one or more commas
1765       (",") and OPTIONAL linear white space (LWS). This makes the usual
1766       form of lists very easy; a rule such as
1767         ( *LWS element *( *LWS "," *LWS element ))
1768       can be shown as
1769         1#element
1770       Wherever this construct is used, null elements are allowed, but do
1771       not contribute to the count of elements present. That is,
1772       "(element), , (element) " is permitted, but counts as only two
1773       elements.  Therefore, where at least one element is required, at
1774       least one non-null element MUST be present. Default values are 0
1775       and infinity so that "#element" allows any number, including zero;
1776       "1#element" requires at least one; and "1#2element" allows one or
1777       two.
1779    ; comment
1780       A semi-colon, set off some distance to the right of rule text,
1781       starts a comment that continues to the end of line. This is a
1782       simple way of including useful notes in parallel with the
1783       specifications.
1785    implied *LWS
1786       The grammar described by this specification is word-based. Except
1787       where noted otherwise, linear white space (LWS) can be included
1788       between any two adjacent words (token or quoted-string), and
1789       between adjacent words and separators, without changing the
1790       interpretation of a field. At least one delimiter (LWS and/or
1791       separators) MUST exist between any two tokens (for the definition
1792       of "token" below), since they would otherwise be interpreted as a
1793       single token.
1798 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 30]
1804 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
1807 7.2   Basic Rules
1809    The following rules are used throughout this specification to
1810    describe basic parsing constructs. The US-ASCII coded character set
1811    is defined by ANSI X3.4-1986 [USASCII].
1813        OCTET          = <any 8-bit character>
1814        CHAR           = <any US-ASCII character (octets 0 - 127)>
1815        UPALPHA        = <any US-ASCII uppercase letter "A".."Z">
1816        LOALPHA        = <any US-ASCII lowercase letter "a".."z">
1817        ALPHA          = UPALPHA | LOALPHA
1818        DIGIT          = <any US-ASCII digit "0".."9">
1819        CTL            = <any US-ASCII control character
1820                         (octets 0 - 31) and DEL (127)>
1821        CR             = <US-ASCII CR, carriage return (13)>
1822        LF             = <US-ASCII LF, linefeed (10)>
1823        SP             = <US-ASCII SP, space (32)>
1824        HT             = <US-ASCII HT, horizontal-tab (9)>
1825        <">            = <US-ASCII double-quote mark (34)>
1826        TEXTCHAR       = <any OCTET except CTLs, but including HT>
1827        CRLF           = CR LF
1829    All linear white space, including folding, has the same semantics as
1830    SP.  A recipient MAY replace any linear white space with a single SP
1831    before interpreting the field value or forwarding the message
1832    downstream.
1834        LWS            = [CRLF] 1*( SP | HT )
1836    The TEXT rule is only used for descriptive field contents and values
1837    that are not intended to be interpreted by the message parser. Words
1838    of TEXT contains characters either from ISO-8859-1 [ISO-8859]
1839    character set or UTF-8 [UTF-8].
1841        TEXT           = <any *OCTET except CTLs,
1842                         but including LWS>
1844    A CRLF is allowed in the definition of TEXT only as part of a header
1845    field continuation. It is expected that the folding LWS will be
1846    replaced with a single SP before interpretation of the TEXT value.
1848    Hexadecimal numeric characters are used in several protocol elements.
1850        HEX            = "A" | "B" | "C" | "D" | "E" | "F"
1851                       | "a" | "b" | "c" | "d" | "e" | "f" | DIGIT
1853    Many HTTP/1.1 header field values consist of words separated by LWS
1854    or special characters. These special characters MUST be in a quoted
1858 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 31]
1864 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
1867    string to be used within a parameter value.
1869        token          = 1*TOKENCHAR
1870        separators     = "(" | ")" | "<" | ">" | "@"
1871                       | "," | ";" | ":" | "\" | <">
1872                       | "/" | "[" | "]" | "?" | "="
1873                       | "{" | "}" | SP | HT
1874        TOKENCHAR      = <any CHAR except CTLs or separators>
1876    A string of text is parsed as a single word if it is quoted using
1877    double-quote marks.
1879        quoted-string  = ( <"> qdstr-val <"> )
1880        qdstr-val      = *( qdtext | quoted-pair )
1881        qdtext         = <any TEXTCHAR except <"> and "\">
1883    Note that LWS is NOT implicit between the double-quote marks (<">)
1884    surrounding a qdstr-val and the qdstr-val; any LWS will be considered
1885    part of the qdstr-val.  This is also the case for quotation marks
1886    surrounding any other construct.
1888    The backslash character ("\") MAY be used as a single-character
1889    quoting mechanism only within qdstr-val and comment constructs.
1891        quoted-pair    = "\" CHAR
1893    The value of this construct is CHAR. Note that an effect of this rule
1894    is that backslash itself MUST be quoted.
1918 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 32]
1924 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
1927 8  Sample Code
1929    The sample implementation in [Digest] also applies to DIGEST-MD5.
1931    The following code implements the conversion from UTF-8 to 8859-1 if
1932    necessary.
1934     /* if the string is entirely in the 8859-1 subset of UTF-8, then
1935      * translate to 8859-1 prior to MD5
1936      */
1937     void MD5_UTF8_8859_1(MD5_CTX *ctx, const unsigned char *base,
1938         int len)
1939     {
1940         const unsigned char *scan, *end;
1941         unsigned char cbuf;
1943         end = base + len;
1944         for (scan = base; scan < end; ++scan) {
1945             if (*scan > 0xC3) break; /* abort if outside 8859-1 */
1946             if (*scan >= 0xC0 && *scan <= 0xC3) {
1947                 if (++scan == end || *scan < 0x80 || *scan > 0xBF)
1948                     break;
1949             }
1950         }
1951         /* if we found a character outside 8859-1, don't alter string
1952          */
1953         if (scan < end) {
1954             MD5Update(ctx, base, len);
1955             return;
1956         }
1958         /* convert to 8859-1 prior to applying hash
1959          */
1960         do {
1961             for (scan = base; scan < end && *scan < 0xC0; ++scan)
1962                 ;
1963             if (scan != base) MD5Update(ctx, base, scan - base);
1964             if (scan + 1 >= end) break;
1965             cbuf = ((scan[0] & 0x3) << 6) | (scan[1] & 0x3f);
1966             MD5Update(ctx, &cbuf, 1);
1967             base = scan + 2;
1968         } while (base < end);
1969     }
1978 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 33]
1984 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
1987 9   Interoperability considerations
1989    9.1 Implementing DES cipher in CBC mode
1991    Several cryptographic libraries (Ebones, OpenSSL) provide a convenience
1992    function des_cbc_encrypt for implementing DES cipher in CBC mode.
1993    There is a documented bug in this function: the function doesn't update
1994    IV before returning. If an implementation uses this function to implement
1995    DES cipher in CBC mode, it MUST update IV by copying the last 8 bytes of
1996    the des_cbc_encrypt's output to the IV buffer.
1997    Note that the function des_ede2_cbc_encrypt that may be used to implement
1998    3DES (in "two keys mode") in CBC mode works as expected.
2000    Care must be taken when configuring the DES keys for most DES
2001    libraries. This specification gives 56 bits for the DES key (or 112
2002    bits for the 3DES key); libraries generally expect the key to be given
2003    in a 64 bit (128 bit for 3DES) form.
2005    The following C function can be used to convert a 56 bit DES key into a
2006    form acceptable for the libraries. The low order bit in each byte
2007    would contain parity information and will be corrected by the library.
2009    /* slide the first 7 bytes of 'inbuf' into the high seven bits of the
2010       first 8 bytes of 'keybuf'. 'keybuf' better be 8 bytes long or longer. */
2011    void slidebits(unsigned char *keybuf, unsigned char *inbuf)
2012    {
2013        keybuf[0] = inbuf[0];
2014        keybuf[1] = (inbuf[0]<<7) | (inbuf[1]>>1);
2015        keybuf[2] = (inbuf[1]<<6) | (inbuf[2]>>2);
2016        keybuf[3] = (inbuf[2]<<5) | (inbuf[3]>>3);
2017        keybuf[4] = (inbuf[3]<<4) | (inbuf[4]>>4);
2018        keybuf[5] = (inbuf[4]<<3) | (inbuf[5]>>5);
2019        keybuf[6] = (inbuf[5]<<2) | (inbuf[6]>>6);
2020        keybuf[7] = (inbuf[6]<<1);
2021    }
2023 10  Acknowledgements
2025    The following people had substantial contributions to the development
2026    and/or refinement of this document:
2028    Lawrence Greenfield John Gardiner Myers Simon Josefsson RL Bob Morgan
2029    Jeff Hodges Claus Assmann Tony Hansen Sam Hartman
2031    as well as other members of the SASL mailing list.
2038 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 34]
2044 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
2047 11  Full Copyright Statement
2049    Copyright (C) The Internet Society (2003).  All Rights Reserved.
2051    This document and translations of it may be copied and furnished to
2052    others, and derivative works that comment on or otherwise explain it
2053    or assist in its implementation may be prepared, copied, published
2054    and distributed, in whole or in part, without restriction of any
2055    kind, provided that the above copyright notice and this paragraph are
2056    included on all such copies and derivative works.  However, this
2057    document itself may not be modified in any way, such as by removing
2058    the copyright notice or references to the Internet Society or other
2059    Internet organizations, except as needed for the purpose of
2060    developing Internet standards in which case the procedures for
2061    copyrights defined in the Internet Standards process must be
2062    followed, or as required to translate it into languages other than
2063    English.
2065    The limited permissions granted above are perpetual and will not be
2066    revoked by the Internet Society or its successors or assigns.
2068    This document and the information contained herein is provided on an
2069    "AS IS" basis and THE INTERNET SOCIETY AND THE INTERNET ENGINEERING
2070    TASK FORCE DISCLAIMS ALL WARRANTIES, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING
2071    BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTY THAT THE USE OF THE INFORMATION
2072    HEREIN WILL NOT INFRINGE ANY RIGHTS OR ANY IMPLIED WARRANTIES OF
2073    MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
2075 Acknowledgement
2077    Funding for the RFC Editor function is currently provided by the
2078    Internet Society.
2098 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 35]
2104 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
2107 Appendix A: Changes from 2831
2109    1). Fixed various typos in formulas.
2111    2). Dropped DES as mandatory to implement cipher (3DES is mandatory
2112    to implement).
2114    3). Tighten ABNF. Fixed some bugs.
2116    4). Clarified nc-value verification and which side is aborting
2117    exchange.
2119    5). Added text saying that for interoperability
2120    username/password/realm MUST be prepared using the "SASLPrep" profile
2121    [SASLPrep] of the "stringprep" algorithm [StringPrep].
2123    6). Clarified that unquoted version of the username, etc. used in A1
2124    calculation.
2126    7). Various cleanup to References section. Split all references to
2127    Normative and Informative.
2129    8). Added minimal and maximal limits on maxbuf. Clarified how to
2130    calculate max sender size.
2132    9). Change ABNF for host to allow for IPv6 addresses. ABNF now
2133    references RFC 2373 and RFC 2396.
2135    10). Added DES cipher interoperability section.
2137    11). Added man-in-the-middle considerations for ciphers.
2139    12). Clarified how sequence counters are modified.
2141    13). Addition warnings about preventing reply/redirection attacks.
2143    14). Specified that "charset" directive affects "realm" and doesn't
2144    affect
2145         "authzid".
2147    15). Removed text that described that "authzid" is in Unicode in
2148    Normalization
2149         Form KC, encoded as UTF-8.
2151    16). Clarified that rc4 state is not reset between two sent/received
2152    buffers
2153         of encoded data.
2158 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 36]
2164 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                 May 2003
2167    17). Clarified that for DES/3DES the IV for the next buffer of
2168    encoded data is
2169         the last 8 bytes of the ciphertext.
2171    18). Minor text clarifications.
2173 Appendix B: Open Issues
2175    1). The latest revision prohibits escaped characters in nonce/cnonce.
2176    Any objections?
2178    2). What to do about CBC mode attack that affects TLS document and
2179    DIGEST-MD5 as well?
2181    One of the proposals is to drop DES/3DES ciphers and define a new one
2182    (e.g. AES) in such a way that is not susceptible to this kind of
2183    attack.
2185    3). Merge DIGEST-MD5 AES cipher with this document.
2187    4). Do we need/want a new stringprep profile for "realm"?
2189    5). Add text that explains how to calculate maximum cleartext buffer
2190    size
2192    6). Normative vs. Informative references must be carefully rechecked.
2218 Leach & Newman           Expires: November 2003                [Page 37]