Initial release, version 0.0.0.
[gsasl.git] / doc / specification / draft-melnikov-rfc2831bis-01.txt
blobb3521a4d7a6ae5fd99228f26ac8b8222da49c895
7 INTERNET-DRAFT                                                  P. Leach
8 Obsoletes: 2831                                                Microsoft
9 Intended category: Standards track                             C. Newman
10                                                                 Innosoft
11                                                              A. Melnikov
12                                                          MessagingDirect
13                                                                June 2002
15             Using Digest Authentication as a SASL Mechanism
16                     draft-melnikov-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 (2002).  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 2002                 [Page 1]
64 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
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....................................16
78      2.2.1 Step one..................................................17
79      2.2.2 Step Two..................................................17
80     2.3 INTEGRITY PROTECTION.........................................17
81     2.4 CONFIDENTIALITY PROTECTION...................................18
82    3 SECURITY CONSIDERATIONS.........................................19
83     3.1 AUTHENTICATION OF CLIENTS USING DIGEST AUTHENTICATION........19
84     3.2 COMPARISON OF DIGEST WITH PLAINTEXT PASSWORDS................20
85     3.3 REPLAY ATTACKS...............................................20
86     3.4 ONLINE DICTIONARY ATTACKS....................................20
87     3.5 OFFLINE DICTIONARY ATTACKS...................................20
88     3.6 MAN IN THE MIDDLE............................................21
89     3.7 CHOSEN PLAINTEXT ATTACKS.....................................21
90     3.8 SPOOFING BY COUNTERFEIT SERVERS..............................21
91     3.9 STORING PASSWORDS............................................21
92     3.10 MULTIPLE REALMS.............................................22
93     3.11 SUMMARY.....................................................22
94    4 EXAMPLE.........................................................22
95    5 REFERENCES......................................................24
96     5.1 NORMATIVE REFERENCES.........................................24
97     5.2 INFORMATIVE REFERENCES.......................................25
98    6 AUTHORS' ADDRESSES..............................................26
99    7 ABNF............................................................27
100     7.1 AUGMENTED BNF................................................27
101     7.2 BASIC RULES..................................................29
102    8 SAMPLE CODE.....................................................31
103    9 INTEROPERABILITY CONSIDERATIONS.................................32
104     9.1 Implementing DES cipher in CBC mode..........................32
105    10 FULL COPYRIGHT STATEMENT.......................................32
106    Appendix A: Changes from 2831.....................................33
107    Appendix B: Open Issues...........................................33
118 Leach & Newman           Expires: December 2002                 [Page 2]
124 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
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 2002                 [Page 3]
184 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
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 2002                 [Page 4]
244 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
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 2002                 [Page 5]
304 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
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    nonce
349       A server-specified data string which MUST be different each time a
350       digest-challenge is sent as part of initial authentication.  It is
351       recommended that this string be base64 or hexadecimal data. Note
352       that since the string is passed as a quoted string, the
353       double-quote character is not allowed unless escaped (see section
354       7.2). The contents of the nonce are implementation dependent. The
358 Leach & Newman           Expires: December 2002                 [Page 6]
364 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
367       security of the implementation depends on a good choice. It is
368       RECOMMENDED that it contain at least 64 bits of entropy. The nonce
369       is opaque to the client. This directive is required and MUST
370       appear exactly once; if not present, or if multiple instances are
371       present, the client should abort the authentication exchange.
373    qop-options
374       A quoted string of one or more tokens indicating the "quality of
375       protection" values supported by the server.  The value "auth"
376       indicates authentication; the value "auth-int" indicates
377       authentication with integrity protection; the value "auth-conf"
378       indicates authentication with integrity protection and encryption.
379       This directive is optional; if not present it defaults to "auth".
380       The client MUST ignore unrecognized options; if the client
381       recognizes no option, it should abort the authentication exchange.
383    stale
384       The "stale" directive is not used in initial authentication. See
385       the next section for its use in subsequent authentications. This
386       directive may appear at most once; if multiple instances are
387       present, the client should abort the authentication exchange.
389    maxbuf ("maximal ciphertext buffer size")
390       A number indicating the size of the largest buffer the server is
391       able to receive when using "auth-int" or "auth-conf". The value
392       MUST be bigger than 16 and smaller or equal to 16777215 (i.e.
393       2**24-1). If this directive is missing, the default value is
394       65536. This directive may appear at most once; if multiple
395       instances are present, the client should abort the authentication
396       exchange.
398       Let call "maximal cleartext buffer size" (or "maximal sender
399       size") the maximal size of a cleartext buffer that, after being
400       transformed by integrity (section 2.3) or confidentiality (section
401       2.4) protection function, will produce a SASL block of the maxbuf
402       size. The "maximal sender size" for the client can be calculated
403       by subtracting 16 from the maxbuf value.  As it should be clear
404       from the name, the sender MUST never pass a block of data bigger
405       than the "maximal sender size" through the selected protection
406       function.  This will guaranty that the receiver will never get a
407       block bigger than the maxbuf.
409    charset
410       This directive, if present, specifies that the server supports
411       UTF-8 [UTF-8] encoding for the username and password. If present,
412       the username and password MUST be in Unicode Normalization Form KC
413       [UNICODE-NORMALIZATION] (without NUL character) encoded as UTF-8
414       [UTF-8].  If not present, the username and password must be
418 Leach & Newman           Expires: December 2002                 [Page 7]
424 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
427       encoded in ISO 8859-1 [ISO-8859] (of which US-ASCII [USASCII] is a
428       subset). The directive is needed for backwards compatibility with
429       HTTP Digest, which only supports ISO 8859-1. This directive may
430       appear at most once; if multiple instances are present, the client
431       should abort the authentication exchange.
433    algorithm
434       This directive is required for backwards compatibility with HTTP
435       Digest, which supports other algorithms. This directive is
436       required and MUST appear exactly once; if not present, or if
437       multiple instances are present, the client should abort the
438       authentication exchange.
440    cipher-opts
441       A list of ciphers that the server supports. This directive must be
442       present exactly once if "auth-conf" is offered in the
443       "qop-options" directive, in which case the "3des" cipher is
444       mandatory-to-implement. The client MUST ignore unrecognized
445       options; if the client recognizes no option, it should abort the
446       authentication exchange.
448       des
449          the Data Encryption Standard (DES) cipher [FIPS] in cipher
450          block chaining (CBC) mode with a 56 bit key.
452       3des
453          the "triple DES" cipher in CBC mode with EDE with the same key
454          for each E stage (aka "two keys mode") for a total key length
455          of 112 bits.
457       rc4, rc4-40, rc4-56
458          the RC4 cipher with a 128 bit, 40 bit, and 56 bit key,
459          respectively.
461    auth-param This construct allows for future extensions; it may appear
462       more than once. The client MUST ignore any unrecognized
463       directives.
465    For use as a SASL mechanism, note that the following changes are made
466    to "digest-challenge" from HTTP: the following Digest options (called
467    "directives" in HTTP terminology) are unused (i.e., MUST NOT be sent,
468    and MUST be ignored if received):
470     opaque
471     domain
473    The size of a digest-challenge MUST be less than 2048 bytes.
478 Leach & Newman           Expires: December 2002                 [Page 8]
484 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
487 2.1.2  Step Two
489    The client makes note of the "digest-challenge" and then responds
490    with a string formatted and computed according to the rules for a
491    "digest-response" defined as follows:
493    digest-response  = 1#( username | realm | nonce | cnonce |
494                           nonce-count | qop | digest-uri | response |
495                           maxbuf | charset | cipher | authzid |
496                           auth-param )
498        username         = "username" "=" <"> username-value <">
499        username-value   = qdstr-val
500        cnonce           = "cnonce" "=" <"> cnonce-value <">
501        cnonce-value     = *qdtext
502        nonce-count      = "nc" "=" nc-value
503        nc-value         = 8LHEX
504        qop              = "qop" "=" qop-value
505        digest-uri       = "digest-uri" "=" <"> digest-uri-value <">
506        digest-uri-value  = serv-type "/" host [ "/" serv-name ]
507        serv-type        = 1*ALPHA
508        serv-name        = host
509        response         = "response" "=" response-value
510        response-value   = 32LHEX
511        LHEX             = "0" | "1" | "2" | "3" |
512                           "4" | "5" | "6" | "7" |
513                           "8" | "9" | "a" | "b" |
514                           "c" | "d" | "e" | "f"
515        cipher           = "cipher" "=" cipher-value
516        authzid          = "authzid" "=" <"> authzid-value <">
517        authzid-value    = qdstr-val
519    The 'host' non-terminal is defined in [RFC 2732] as
521        host          = hostname | IPv4address | IPv6reference
522        ipv6reference = "[" IPv6address "]"
524    where IPv6address and IPv4address are defined in [RFC 2373]
525    and 'hostname' is defined in [RFC 2396].
527    username
528       The user's name in the specified realm, encoded according to the
529       value of the "charset" directive. This directive is required and
530       MUST be present exactly once; otherwise, authentication fails.
532    realm
533       The realm containing the user's account. This directive is
534       required if the server provided any realms in the
538 Leach & Newman           Expires: December 2002                 [Page 9]
544 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
547       "digest-challenge", in which case it may appear exactly once and
548       its value SHOULD be one of those realms. If the directive is
549       missing, "realm-value" will set to the empty string when computing
550       A1 (see below for details).
552    nonce
553       The server-specified data string received in the preceding digest-
554       challenge. This directive is required and MUST be present exactly
555       once; otherwise, authentication fails.
598 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 10]
604 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
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 "www" 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 2002                [Page 11]
664 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
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. It is also so
693    that clients will be trained to provide values that will work with
694    implementations that use a shared back-end authentication service
695    that can provide server authentication.
697    The serv-type component should match the service being offered. The
698    host component should match one of the host names of the host on
699    which the service is running, or it's IP address. Servers SHOULD NOT
700    normally support the IP address form, because server authentication
701    by IP address is not very useful; they should only do so if the DNS
702    is unavailable or unreliable. The serv-name component should match
703    one of the service's configured service names.
705    This directive may appear at most once; if multiple instances are
706    present, the client should abort the authentication exchange.
708    Note: In the HTTP use of Digest authentication, the digest-uri is the
709    URI (usually a URL) of the resource requested -- hence the name of
710    the directive.
712    response
713       A string of 32 hex digits computed as defined below, which proves
714       that the user knows a password. This directive is required and
718 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 12]
724 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
727       MUST be present exactly once; otherwise, authentication fails.
778 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 13]
784 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
787    maxbuf
788       A number indicating the size of the largest buffer the client is
789       able to receive. If this directive is missing, the default value
790       is 65536.  This directive may appear at most once; if multiple
791       instances are present, the server should abort the authentication
792       exchange.
794    charset
795       This directive, if present, specifies that the client has used
796       UTF-8 [UTF-8] encoding for the username and password. If present,
797       the username and password MUST be in Unicode Normalization Form KC
798       [UNICODE-NORMALIZATION] (without NUL character) encoded as UTF-8
799       [UTF-8]. If not present, the username and password must be encoded
800       in ISO 8859-1 [ISO-8859] (of which
801       US-ASCII [USASCII] is a subset). The client should send this
802       directive only if the server has indicated it supports UTF-8
803       [UTF-8]. The directive is needed for backwards compatibility with
804       HTTP Digest, which only supports ISO 8859-1.
806    LHEX
807       32 hex digits, where the alphabetic characters MUST be lower case,
808       because MD5 is not case insensitive.
810    cipher
811       The cipher chosen by the client. This directive MUST appear
812       exactly once if "auth-conf" is negotiated; if required and not
813       present, authentication fails.
815    authzid
816       The "authorization ID" in Unicode Normalization Form KC [UNICODE-
817       NORMALIZATION] without NUL character, encoded in UTF-8 [UTF-8].
818       This directive is optional. If present, and the authenticating
819       user has sufficient privilege, and the server supports it, then
820       after authentication the server will use this identity for making
821       all accesses and access checks. If the client specifies it, and
822       the server does not support it, then the response-value calculated
823       on the server will not match the one calculated on the client and
824       authentication will fail.
826    The size of a digest-response MUST be less than 4096 bytes.
828 2.1.2.1   Response-value
830    The definition of "response-value" above indicates the encoding for
831    its value -- 32 lower case hex characters. The following definitions
832    show how the value is computed.
834    Although qop-value and components of digest-uri-value may be
838 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 14]
844 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
847    case-insensitive, the case which the client supplies in step two is
848    preserved for the purpose of computing and verifying the
849    response-value.
851       response-value  =
852          HEX( KD ( HEX(H(A1)),
853                  { nonce-value, ":" nc-value, ":",
854                    cnonce-value, ":", qop-value, ":", HEX(H(A2)) }))
856    If authzid is specified, then A1 is
859       A1 = { H( { unq(username-value), ":", unq(realm-value), ":", passwd } ),
860            ":", nonce-value, ":", cnonce-value, ":", unq(authzid-value) }
862    If authzid is not specified, then A1 is
865       A1 = { H( { unq(username-value), ":", unq(realm-value), ":", passwd } ),
866            ":", nonce-value, ":", cnonce-value }
868    where
870          passwd   = *OCTET
872    The "username-value", "realm-value" and "passwd" are encoded
873    according to the value of the "charset" directive. If "charset=UTF-8"
874    is present, and all the characters of "username-value"/"passwd" are,
875    after converting to Unicode Normalization Form KC [UNICODE-
876    NORMALIZATION], in the ISO 8859-1 character set, then it must be
877    converted to ISO 8859-1 before being hashed. This is so that
878    authentication databases that store the hashed username, realm and
879    password (which is common) can be shared compatibly with HTTP, which
880    specifies ISO 8859-1. A sample implementation of this conversion is
881    in section 8.
883    If the "qop" directive's value is "auth", then A2 is:
885       A2       = { "AUTHENTICATE:", digest-uri-value }
887    If the "qop" value is "auth-int" or "auth-conf" then A2 is:
889       A2       = { "AUTHENTICATE:", digest-uri-value,
890                ":00000000000000000000000000000000" }
892    Note that "AUTHENTICATE:" must be in upper case, and the second
893    string constant is a string with a colon followed by 32 zeros.
898 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 15]
904 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
907    These apparently strange values of A2 are for compatibility with
908    HTTP; they were arrived at by setting "Method" to "AUTHENTICATE" and
909    the hash of the entity body to zero in the HTTP digest calculation of
910    A2.
912    Also, in the HTTP usage of Digest, several directives in the
913    "digest-challenge" sent by the server have to be returned by the
914    client in the "digest-response". These are:
916     opaque
917     algorithm
919    These directives are not needed when Digest is used as a SASL
920    mechanism (i.e., MUST NOT be sent, and MUST be ignored if received).
922 2.1.3  Step Three
924    The server receives and validates the "digest-response". The server
925    checks that the nonce-count is "00000001". If it supports subsequent
926    authentication (see section 2.2), it saves the value of the nonce and
927    the nonce-count. It sends a message formatted as follows:
929     response-auth = "rspauth" "=" response-value
931    where response-value is calculated as above, using the values sent in
932    step two, except that if qop is "auth", then A2 is
934        A2 = { ":", digest-uri-value }
936    And if qop is "auth-int" or "auth-conf" then A2 is
938        A2 = { ":", digest-uri-value, ":00000000000000000000000000000000" }
940    Compared to its use in HTTP, the following Digest directives in the
941    "digest-response" are unused:
943        nextnonce
944        qop
945        cnonce
946        nonce-count
948 2.2  Subsequent Authentication
950    If the client has previously authenticated to the server, and
951    remembers the values of username, realm, nonce, nonce-count, cnonce,
952    and qop that it used in that authentication, and the SASL profile for
953    a protocol permits an initial client response, then it MAY perform
954    "subsequent authentication", as defined in this section.
958 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 16]
964 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
967 2.2.1  Step one
969    The client uses the values from the previous authentication and sends
970    an initial response with a string formatted and computed according to
971    the rules for a "digest-response", as defined above, but with a
972    nonce-count one greater than used in the last "digest-response".
974 2.2.2  Step Two
976    The server receives the "digest-response". If the server does not
977    support subsequent authentication, then it sends a
978    "digest-challenge", and authentication proceeds as in initial
979    authentication. If the server has no saved nonce and nonce-count from
980    a previous authentication, then it sends a "digest-challenge", and
981    authentication proceeds as in initial authentication. Otherwise, the
982    server validates the "digest-response", checks that the nonce-count
983    is one greater than that used in the previous authentication using
984    that nonce, and saves the new value of nonce-count.
986    If the response is invalid, then the server sends a
987    "digest-challenge", and authentication proceeds as in initial
988    authentication (and should be configurable to log an authentication
989    failure in some sort of security audit log, since the failure may be
990    a symptom of an attack). The nonce-count MUST NOT be incremented in
991    this case: to do so would allow a denial of service attack by sending
992    an out-of-order nonce-count.
994    If the response is valid, the server MAY choose to deem that
995    authentication has succeeded. However, if it has been too long since
996    the previous authentication, or for any other reason, the server MAY
997    send a new "digest-challenge" with a new value for nonce. The
998    challenge MAY contain a "stale" directive with value "true", which
999    says that the client may respond to the challenge using the password
1000    it used in the previous response; otherwise, the client must solicit
1001    the password anew from the user. This permits the server to make sure
1002    that the user has presented their password recently. (The directive
1003    name refers to the previous nonce being stale, not to the last use of
1004    the password.) Except for the handling of "stale", after sending the
1005    "digest-challenge" authentication proceeds as in the case of initial
1006    authentication.
1008 2.3   Integrity Protection
1010    If the server offered "qop=auth-int" and the client responded
1011    "qop=auth-int", then subsequent messages, up to but not including the
1012    next subsequent authentication, between the client and the server
1018 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 17]
1024 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1027    MUST be integrity protected. Using as a base session key the value of
1028    H(A1) as defined above the client and server calculate a pair of
1029    message integrity keys as follows.
1031    The key for integrity protecting messages from client to server is:
1033    Kic = MD5({H(A1),
1034    "Digest session key to client-to-server signing key magic constant"})
1036    The key for integrity protecting messages from server to client is:
1038    Kis = MD5({H(A1),
1039    "Digest session key to server-to-client signing key magic constant"})
1041    where MD5 is as specified in [RFC 1321]. If message integrity is
1042    negotiated, a MAC block for each message is appended to the message.
1043    The MAC block is 16 bytes: the first 10 bytes of the HMAC-MD5 [RFC
1044    2104] of the message, a 2-byte message type number in network byte
1045    order with value 1, and the 4-byte sequence number in network byte
1046    order. The message type is to allow for future extensions such as
1047    rekeying.
1049    MAC(Ki, SeqNum, msg) = (HMAC(Ki, {SeqNum, msg})[0..9], 0x0001,
1050    SeqNum)
1052    where Ki is Kic for messages sent by the client and Kis for those
1053    sent by the server. The sequence number is initialized to zero, and
1054    incremented by one for each message sent.
1056    Upon receipt, MAC(Ki, SeqNum, msg) is computed and compared with the
1057    received value; the message is discarded if they differ.
1059 2.4   Confidentiality Protection
1061    If the server sent a "cipher-opts" directive and the client responded
1062    with a "cipher" directive, then subsequent messages between the
1063    client and the server MUST be confidentiality protected. Using as a
1064    base session key the value of H(A1) as defined above the client and
1065    server calculate a pair of message integrity keys as follows.
1067    The key for confidentiality protecting messages from client to server
1068    is:
1070    Kcc = MD5({H(A1)[0..n-1],
1071    "Digest H(A1) to client-to-server sealing key magic constant"})
1073    The key for confidentiality protecting messages from server to client
1074    is:
1078 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 18]
1084 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1087    Kcs = MD5({H(A1)[0..n-1],
1088    "Digest H(A1) to server-to-client sealing key magic constant"})
1090    where MD5 is as specified in [RFC 1321]. For cipher "rc4-40" n is 5;
1091    for "rc4-56" n is 7; for the rest n is 16. The key for the "rc4-*"
1092    ciphers is all 16 bytes of Kcc or Kcs; the key for "des" is the first
1093    7 bytes; the key for "3des" is the first 14 bytes. The IV for "des"
1094    and "3des" is the last 8 bytes of Kcc or Kcs.
1096    The MAC block is a variable length padding prefix followed by 16
1097    bytes formatted as follows: the first 10 bytes of the HMAC-MD5 [RFC
1098    2104] of the message, a 2-byte message type number in network byte
1099    order with value 1, and the 4-byte sequence number in network byte
1100    order. If the blocksize of the chosen cipher is not 1 byte, the
1101    padding prefix is one or more octets each containing the number of
1102    padding bytes, such that total length of the encrypted part of the
1103    message is a multiple of the blocksize. The padding and first 10
1104    bytes of the MAC block are encrypted with the chosen cipher along
1105    with the message.
1107    SEAL(Ki, Kc, SeqNum, msg) =
1108          {CIPHER(Kc, {msg, pad, HMAC(Ki, {SeqNum, msg})[0..9])}), 0x0001,
1109           SeqNum}
1111    where CIPHER is the chosen cipher, Ki and Kc are Kic and Kcc for
1112    messages sent by the client and Kis and Kcs for those sent by the
1113    server. The sequence number is initialized to zero, and incremented
1114    by one for each message sent.
1116    Upon receipt, the message is decrypted, HMAC(Ki, {SeqNum, msg}) is
1117    computed and compared with the received value; the message is
1118    discarded if they differ.
1120 3  Security Considerations
1122 3.1   Authentication of Clients using Digest Authentication
1124    Digest Authentication does not provide a strong authentication
1125    mechanism, when compared to public key based mechanisms, for example.
1126    However, since it prevents chosen plaintext attacks, it is stronger
1127    than (e.g.) CRAM-MD5, which has been proposed for use with ACAP [RFC
1128    2244], POP and IMAP [RFC 2195]. It is intended to replace the much
1129    weaker and even more dangerous use of plaintext passwords; however,
1130    since it is still a password based mechanism it avoids some of the
1131    potential deployabilty issues with public-key, OTP or similar
1132    mechanisms.
1134    Digest Authentication offers no confidentiality protection beyond
1138 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 19]
1144 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1147    protecting the actual password. All of the rest of the challenge and
1148    response are available to an eavesdropper, including the user's name
1149    and authentication realm.
1151 3.2   Comparison of Digest with Plaintext Passwords
1153    The greatest threat to the type of transactions for which these
1154    protocols are used is network snooping. This kind of transaction
1155    might involve, for example, online access to a mail service whose use
1156    is restricted to paying subscribers. With plaintext password
1157    authentication an eavesdropper can obtain the password of the user.
1158    This not only permits him to access anything in the database, but,
1159    often worse, will permit access to anything else the user protects
1160    with the same password.
1162 3.3   Replay Attacks
1164    Replay attacks are defeated if the client or the server chooses a
1165    fresh nonce for each authentication, as this specification requires.
1167 3.4  Online dictionary attacks
1169    If the attacker can eavesdrop, then it can test any overheard
1170    nonce/response pairs against a (potentially very large) list of
1171    common words. Such a list is usually much smaller than the total
1172    number of possible passwords. The cost of computing the response for
1173    each password on the list is paid once for each challenge.
1175    The server can mitigate this attack by not allowing users to select
1176    passwords that are in a dictionary.
1178 3.5  Offline dictionary attacks
1180    If the attacker can choose the challenge, then it can precompute the
1181    possible responses to that challenge for a list of common words. Such
1182    a list is usually much smaller than the total number of possible
1183    passwords. The cost of computing the response for each password on
1184    the list is paid just once.
1186    Offline dictionary attacks are defeated if the client chooses a fresh
1187    nonce for each authentication, as this specification requires.
1198 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 20]
1204 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1207 3.6  Man in the Middle
1209    Digest authentication is vulnerable to "man in the middle" (MITM)
1210    attacks. Clearly, a MITM would present all the problems of
1211    eavesdropping. But it also offers some additional opportunities to
1212    the attacker.
1214    A possible man-in-the-middle attack would be to substitute a weaker
1215    qop scheme for the one(s) sent by the server; the server will not be
1216    able to detect this attack. For this reason, the client should always
1217    use the strongest scheme that it understands from the choices
1218    offered, and should never choose a scheme that does not meet its
1219    minimum requirements.
1221 3.7  Chosen plaintext attacks
1223    A chosen plaintext attack is where a MITM or a malicious server can
1224    arbitrarily choose the challenge that the client will use to compute
1225    the response. The ability to choose the challenge is known to make
1226    cryptanalysis much easier [MD5].
1228    However, Digest does not permit the attack to choose the challenge as
1229    long as the client chooses a fresh nonce for each authentication, as
1230    this specification requires.
1232 3.8  Spoofing by Counterfeit Servers
1234    If a user can be led to believe that she is connecting to a host
1235    containing information protected by a password she knows, when in
1236    fact she is connecting to a hostile server, then the hostile server
1237    can obtain challenge/response pairs where it was able to partly
1238    choose the challenge. There is no known way that this can be
1239    exploited.
1241 3.9  Storing passwords
1243    Digest authentication requires that the authenticating agent (usually
1244    the server) store some data derived from the user's name and password
1245    in a "password file" associated with a given realm. Normally this
1246    might contain pairs consisting of username and H({ username-value,
1247    ":", realm-value, ":", passwd }), which is adequate to compute H(A1)
1248    as described above without directly exposing the user's password.
1250    The security implications of this are that if this password file is
1251    compromised, then an attacker gains immediate access to documents on
1252    the server using this realm. Unlike, say a standard UNIX password
1253    file, this information need not be decrypted in order to access
1254    documents in the server realm associated with this file. On the other
1258 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 21]
1264 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1267    hand, decryption, or more likely a brute force attack, would be
1268    necessary to obtain the user's password. This is the reason that the
1269    realm is part of the digested data stored in the password file. It
1270    means that if one Digest authentication password file is compromised,
1271    it does not automatically compromise others with the same username
1272    and password (though it does expose them to brute force attack).
1274    There are two important security consequences of this. First the
1275    password file must be protected as if it contained plaintext
1276    passwords, because for the purpose of accessing documents in its
1277    realm, it effectively does.
1279    A second consequence of this is that the realm string should be
1280    unique among all realms that any single user is likely to use. In
1281    particular a realm string should include the name of the host doing
1282    the authentication.
1284 3.10  Multiple realms
1286    Use of multiple realms may mean both that compromise of a the
1287    security database for a single realm does not compromise all
1288    security, and that there are more things to protect in order to keep
1289    the whole system secure.
1291 3.11  Summary
1293    By modern cryptographic standards Digest Authentication is weak,
1294    compared to (say) public key based mechanisms. But for a large range
1295    of purposes it is valuable as a replacement for plaintext passwords.
1296    Its strength may vary depending on the implementation.
1298 4  Example
1300    This example shows the use of the Digest SASL mechanism with the
1301    IMAP4 AUTHENTICATE command [RFC 2060].
1303    In this example, "C:" and "S:" represent a line sent by the client or
1304    server respectively including a CRLF at the end.  Linebreaks and
1305    indentation within a "C:" or "S:" are editorial and not part of the
1306    protocol. The password in this example was "secret".  Note that the
1307    base64 encoding of the challenges and responses is part of the IMAP4
1308    AUTHENTICATE command, not part of the Digest specification itself.
1310     S: * OK elwood.innosoft.com PMDF IMAP4rev1 V6.0-9
1311     C: c CAPABILITY
1312     S: * CAPABILITY IMAP4 IMAP4rev1 ACL LITERAL+ NAMESPACE QUOTA
1313                 UIDPLUS AUTH=CRAM-MD5 AUTH=DIGEST-MD5 AUTH=PLAIN
1314     S: c OK Completed
1318 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 22]
1324 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1327     C: a AUTHENTICATE DIGEST-MD5
1328     S: + cmVhbG09ImVsd29vZC5pbm5vc29mdC5jb20iLG5vbmNlPSJPQTZNRzl0
1329          RVFHbTJoaCIscW9wPSJhdXRoIixhbGdvcml0aG09bWQ1LXNlc3MsY2hh
1330          cnNldD11dGYtOA==
1331     C: Y2hhcnNldD11dGYtOCx1c2VybmFtZT0iY2hyaXMiLHJlYWxtPSJlbHdvb2
1332        QuaW5ub3NvZnQuY29tIixub25jZT0iT0E2TUc5dEVRR20yaGgiLG5jPTAw
1333        MDAwMDAxLGNub25jZT0iT0E2TUhYaDZWcVRyUmsiLGRpZ2VzdC11cmk9Im
1334        ltYXAvZWx3b29kLmlubm9zb2Z0LmNvbSIscmVzcG9uc2U9ZDM4OGRhZDkw
1335        ZDRiYmQ3NjBhMTUyMzIxZjIxNDNhZjcscW9wPWF1dGg=
1336     S: + cnNwYXV0aD1lYTQwZjYwMzM1YzQyN2I1NTI3Yjg0ZGJhYmNkZmZmZA==
1337     C:
1338     S: a OK User logged in
1339     ---
1341     The base64-decoded version of the SASL exchange is:
1343     S: realm="elwood.innosoft.com",nonce="OA6MG9tEQGm2hh",qop="auth",
1344        algorithm=md5-sess,charset=utf-8
1345     C: charset=utf-8,username="chris",realm="elwood.innosoft.com",
1346        nonce="OA6MG9tEQGm2hh",nc=00000001,cnonce="OA6MHXh6VqTrRk",
1347        digest-uri="imap/elwood.innosoft.com",
1348        response=d388dad90d4bbd760a152321f2143af7,qop=auth
1349     S: rspauth=ea40f60335c427b5527b84dbabcdfffd
1351     The password in this example was "secret".
1353    This example shows the use of the Digest SASL mechanism with the
1354    ACAP, using the same notational conventions and password as in the
1355    previous example. Note that ACAP does not base64 encode and uses
1356    fewer round trips that IMAP4.
1358     S: * ACAP (IMPLEMENTATION "Test ACAP server") (SASL "CRAM-MD5"
1359                "DIGEST-MD5" "PLAIN")
1360     C: a AUTHENTICATE "DIGEST-MD5"
1361     S: + {94}
1362     S: realm="elwood.innosoft.com",nonce="OA9BSXrbuRhWay",qop="auth",
1363        algorithm=md5-sess,charset=utf-8
1364     C: {206}
1365     C: charset=utf-8,username="chris",realm="elwood.innosoft.com",
1366        nonce="OA9BSXrbuRhWay",nc=00000001,cnonce="OA9BSuZWMSpW8m",
1367        digest-uri="acap/elwood.innosoft.com",
1368        response=6084c6db3fede7352c551284490fd0fc,qop=auth
1369     S: a OK (SASL {40}
1370     S: rspauth=2f0b3d7c3c2e486600ef710726aa2eae) "AUTHENTICATE
1371     Completed"
1372     ---
1378 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 23]
1384 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1387    The server uses the values of all the directives, plus knowledge of
1388    the users password (or the hash of the user's name, server's realm
1389    and the user's password) to verify the computations above. If they
1390    check, then the user has authenticated.
1392 5   References
1394 5.1   Normative references
1396    [Digest]   Franks, J., et al., "HTTP Authentication: Basic and Digest
1397               Access Authentication", RFC 2617, June 1999.
1399    [ISO-8859] ISO-8859. International Standard--Information Processing--
1400               8-bit Single-Byte Coded Graphic Character Sets --
1401               Part 1: Latin alphabet No. 1, ISO-8859-1:1987.
1402               Part 2: Latin alphabet No. 2, ISO-8859-2, 1987.
1403               Part 3: Latin alphabet No. 3, ISO-8859-3, 1988.
1404               Part 4: Latin alphabet No. 4, ISO-8859-4, 1988.
1405               Part 5: Latin/Cyrillic alphabet, ISO-8859-5, 1988.
1406               Part 6: Latin/Arabic alphabet, ISO-8859-6, 1987.
1407               Part 7: Latin/Greek alphabet, ISO-8859-7, 1987.
1408               Part 8: Latin/Hebrew alphabet, ISO-8859-8, 1988.
1409               Part 9: Latin alphabet No. 5, ISO-8859-9, 1990.
1411    [RFC 822]  Crocker, D., "Standard for The Format of ARPA Internet
1412               Text Messages," STD 11, RFC 822, August 1982.
1414    [RFC 1321] Rivest, R., "The MD5 Message-Digest Algorithm", RFC 1321,
1415               April 1992.
1417    [RFC 2052] Gulbrandsen, A. and P. Vixie, "A DNS RR for specifying the
1418               location of services (DNS SRV)", RFC 2052, October 1996.
1420    [RFC 2104] Krawczyk, H., Bellare, M. and R. Canetti, "HMAC: Keyed-
1421               Hashing for  Message Authentication", RFC 2104, February
1422               1997.
1438 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 24]
1444 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1447    [RFC 2119] Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate
1448               Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119, March 1997.
1450    [RFC 2222] Myers, J., "Simple Authentication and Security Layer
1451               (SASL)", RFC 2222, October 1997.
1453    [UNICODE-NORMALIZATION] Davis, Durst, "Unicode Standard Annex #15:
1454               Unicode Normalization Forms",
1455               http://www.unicode.org/unicode/reports/tr15/, March 2001.
1457    [UTF-8] Yergeau, "UTF-8, a transformation format of ISO 10646", RFC
1458               2279, Janyary 1998.
1460    [USASCII]  US-ASCII. Coded Character Set - 7-Bit American Standard
1461               Code for Information Interchange. Standard ANSI X3.4-1986,
1462               ANSI, 1986.
1464    [RFC 2732]  Hinden, R., Carpenter, B., Masinter, L., "Format for
1465               Literal IPv6 Addresses in URL's", RFC 2732, December 1999.
1467    [RFC 2373] Hinden, R., Deering, S., "IP Version 6 Addressing
1468               Architecture", RFC 2373, July 1998.
1470    [RFC 2396] Berners-Lee, T., Fielding, R., Masinter, L., "Uniform
1471               Resource Identifiers (URI): Generic Syntax", RFC 2396,
1472               August 1998.
1474 5.2   Informative references
1476    [RFC 2195] Klensin, J., Catoe, R. and P. Krumviede, "IMAP/POP
1477               AUTHorize Extension for Simple Challenge/Response", RFC
1478               2195, September 1997.
1480    [MD5]  Kaliski, B.,Robshaw, M., "Message Authentication with MD5",
1481               CryptoBytes, Sping 1995, RSA Inc,
1482               (http://www.rsa.com/rsalabs/pubs/cryptobytes/spring95/md5.htm)
1484    [RFC 2078] Linn, J., "Generic Security Service Application Program
1485               Interface, Version 2", RFC 2078, January 1997.
1487    [RFC 2060] Crispin, M., "Internet Message Access Protocol - Version
1488               4rev1", RFC 2060, December 1996.
1490    [RFC 2244] Newman, C., Myers, J., "ACAP -- Application Configuration
1491               Access Protocol", RFC 2244, November 1997.
1493    [RFC 2616] Fielding, R., Gettys, J., Mogul, J., Frystyk, H.,
1494               Masinter, L., Leach, P., Berners-Lee, T., "Hypertext
1498 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 25]
1504 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1507               Transfer Protocol -- HTTP/1.1", RFC 2616, June 1999.
1509 6  Authors' Addresses
1511    Paul Leach
1512    Microsoft
1513    1 Microsoft Way
1514    Redmond, WA  98052
1516    EMail: paulle@microsoft.com
1519    Chris Newman
1520    Innosoft International, Inc.
1521    1050 Lakes Drive
1522    West Covina, CA 91790 USA
1524    EMail: chris.newman@innosoft.com
1527    Alexey Melnikov
1528    ACI WorldWide/MessagingDirect
1529    22 The Quadrant, Richmond, Surrey, TW9 1BP, UK
1531    Email: mel@messagingdirect.com
1558 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 26]
1564 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1567 7  ABNF
1569    What follows is the definition of the notation as is used in the
1570    HTTP/1.1 specification [RFC 2616] and the HTTP authentication
1571    specification [Digest]; it is reproduced here for ease of reference.
1572    Since it is intended that a single Digest implementation can support
1573    both HTTP and SASL-based protocols, the same notation is used in both
1574    to facilitate comparison and prevention of unwanted differences.
1575    Since it is cut-and-paste from the HTTP specifications, not all
1576    productions may be used in this specification. It is also not quite
1577    legal ABNF; again, the errors were copied from the HTTP
1578    specifications.
1580 7.1   Augmented BNF
1582    All of the mechanisms specified in this document are described in
1583    both prose and an augmented Backus-Naur Form (BNF) similar to that
1584    used by RFC 822 [RFC 822]. Implementers will need to be familiar with
1585    the notation in order to understand this specification.
1587    The augmented BNF includes the following constructs:
1589    name = definition
1590       The name of a rule is simply the name itself (without any
1591       enclosing "<" and ">") and is separated from its definition by the
1592       equal "=" character. White space is only significant in that
1593       indentation of continuation lines is used to indicate a rule
1594       definition that spans more than one line. Certain basic rules are
1595       in uppercase, such as SP, LWS, HT, CRLF, DIGIT, ALPHA, etc. Angle
1596       brackets are used within definitions whenever their presence will
1597       facilitate discerning the use of rule names.
1599    "literal"
1600       Quotation marks surround literal text. Unless stated otherwise,
1601       the text is case-insensitive.
1603    rule1 | rule2
1604       Elements separated by a bar ("|") are alternatives, e.g., "yes |
1605       no" will accept yes or no.
1607    (rule1 rule2)
1608       Elements enclosed in parentheses are treated as a single element.
1609       Thus, "(elem (foo | bar) elem)" allows the token sequences
1610       "elem foo elem" and "elem bar elem".
1612    *rule
1613       The character "*" preceding an element indicates repetition. The
1614       full form is "<n>*<m>element" indicating at least <n> and at most
1618 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 27]
1624 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1627       <m> occurrences of element. Default values are 0 and infinity so
1628       that "*(element)" allows any number, including zero; "1*element"
1629       requires at least one; and "1*2element" allows one or two.
1631    [rule]
1632       Square brackets enclose optional elements; "[foo bar]" is
1633       equivalent to "*1(foo bar)".
1635    N rule
1636       Specific repetition: "<n>(element)" is equivalent to
1637       "<n>*<n>(element)"; that is, exactly <n> occurrences of (element).
1638       Thus 2DIGIT is a 2-digit number, and 3ALPHA is a string of three
1639       alphabetic characters.
1641    #rule
1642       A construct "#" is defined, similar to "*", for defining lists of
1643       elements. The full form is "<n>#<m>element" indicating at least
1644       <n> and at most <m> elements, each separated by one or more commas
1645       (",") and OPTIONAL linear white space (LWS). This makes the usual
1646       form of lists very easy; a rule such as
1647         ( *LWS element *( *LWS "," *LWS element ))
1648       can be shown as
1649         1#element
1650       Wherever this construct is used, null elements are allowed, but do
1651       not contribute to the count of elements present. That is,
1652       "(element), , (element) " is permitted, but counts as only two
1653       elements.  Therefore, where at least one element is required, at
1654       least one non-null element MUST be present. Default values are 0
1655       and infinity so that "#element" allows any number, including zero;
1656       "1#element" requires at least one; and "1#2element" allows one or
1657       two.
1659    ; comment
1660       A semi-colon, set off some distance to the right of rule text,
1661       starts a comment that continues to the end of line. This is a
1662       simple way of including useful notes in parallel with the
1663       specifications.
1665    implied *LWS
1666       The grammar described by this specification is word-based. Except
1667       where noted otherwise, linear white space (LWS) can be included
1668       between any two adjacent words (token or quoted-string), and
1669       between adjacent words and separators, without changing the
1670       interpretation of a field. At least one delimiter (LWS and/or
1671       separators) MUST exist between any two tokens (for the definition
1672       of "token" below), since they would otherwise be interpreted as a
1673       single token.
1678 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 28]
1684 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1687 7.2   Basic Rules
1689    The following rules are used throughout this specification to
1690    describe basic parsing constructs. The US-ASCII coded character set
1691    is defined by ANSI X3.4-1986 [USASCII].
1693        OCTET          = <any 8-bit character>
1694        CHAR           = <any US-ASCII character (octets 0 - 127)>
1695        UPALPHA        = <any US-ASCII uppercase letter "A".."Z">
1696        LOALPHA        = <any US-ASCII lowercase letter "a".."z">
1697        ALPHA          = UPALPHA | LOALPHA
1698        DIGIT          = <any US-ASCII digit "0".."9">
1699        CTL            = <any US-ASCII control character
1700                         (octets 0 - 31) and DEL (127)>
1701        CR             = <US-ASCII CR, carriage return (13)>
1702        LF             = <US-ASCII LF, linefeed (10)>
1703        SP             = <US-ASCII SP, space (32)>
1704        HT             = <US-ASCII HT, horizontal-tab (9)>
1705        <">            = <US-ASCII double-quote mark (34)>
1706        TEXTCHAR       = <any OCTET except CTLs, but including HT>
1707        CRLF           = CR LF
1709    All linear white space, including folding, has the same semantics as
1710    SP.  A recipient MAY replace any linear white space with a single SP
1711    before interpreting the field value or forwarding the message
1712    downstream.
1714        LWS            = [CRLF] 1*( SP | HT )
1716    The TEXT rule is only used for descriptive field contents and values
1717    that are not intended to be interpreted by the message parser. Words
1718    of TEXT contains characters either from ISO-8859-1 [ISO-8859]
1719    character set or UTF-8 [UTF-8].
1721        TEXT           = <any *OCTET except CTLs,
1722                         but including LWS>
1724    A CRLF is allowed in the definition of TEXT only as part of a header
1725    field continuation. It is expected that the folding LWS will be
1726    replaced with a single SP before interpretation of the TEXT value.
1728    Hexadecimal numeric characters are used in several protocol elements.
1730        HEX            = "A" | "B" | "C" | "D" | "E" | "F"
1731                       | "a" | "b" | "c" | "d" | "e" | "f" | DIGIT
1733    Many HTTP/1.1 header field values consist of words separated by LWS
1734    or special characters. These special characters MUST be in a quoted
1738 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 29]
1744 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1747    string to be used within a parameter value.
1749        token          = 1*TOKENCHAR
1750        separators     = "(" | ")" | "<" | ">" | "@"
1751                       | "," | ";" | ":" | "\" | <">
1752                       | "/" | "[" | "]" | "?" | "="
1753                       | "{" | "}" | SP | HT
1754        TOKENCHAR      = <any CHAR except CTLs or separators>
1756    A string of text is parsed as a single word if it is quoted using
1757    double-quote marks.
1759        quoted-string  = ( <"> qdstr-val <"> )
1760        qdstr-val      = *( qdtext | quoted-pair )
1761        qdtext         = <any TEXTCHAR except <"> and "\">
1763    Note that LWS is NOT implicit between the double-quote marks (<">)
1764    surrounding a qdstr-val and the qdstr-val; any LWS will be considered
1765    part of the qdstr-val.  This is also the case for quotation marks
1766    surrounding any other construct.
1768    The backslash character ("\") MAY be used as a single-character
1769    quoting mechanism only within qdstr-val and comment constructs.
1771        quoted-pair    = "\" CHAR
1773    The value of this construct is CHAR. Note that an effect of this rule
1774    is that backslash itself MUST be quoted.
1798 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 30]
1804 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1807 8  Sample Code
1809    The sample implementation in [Digest] also applies to DIGEST-MD5.
1811    The following code implements the conversion from UTF-8 to 8859-1 if
1812    necessary.
1814     /* if the string is entirely in the 8859-1 subset of UTF-8, then
1815      * translate to 8859-1 prior to MD5
1816      */
1817     void MD5_UTF8_8859_1(MD5_CTX *ctx, const unsigned char *base,
1818         int len)
1819     {
1820         const unsigned char *scan, *end;
1821         unsigned char cbuf;
1823         end = base + len;
1824         for (scan = base; scan < end; ++scan) {
1825             if (*scan > 0xC3) break; /* abort if outside 8859-1 */
1826             if (*scan >= 0xC0 && *scan <= 0xC3) {
1827                 if (++scan == end || *scan < 0x80 || *scan > 0xBF)
1828                     break;
1829             }
1830         }
1831         /* if we found a character outside 8859-1, don't alter string
1832          */
1833         if (scan < end) {
1834             MD5Update(ctx, base, len);
1835             return;
1836         }
1838         /* convert to 8859-1 prior to applying hash
1839          */
1840         do {
1841             for (scan = base; scan < end && *scan < 0xC0; ++scan)
1842                 ;
1843             if (scan != base) MD5Update(ctx, base, scan - base);
1844             if (scan + 1 >= end) break;
1845             cbuf = ((scan[0] & 0x3) << 6) | (scan[1] & 0x3f);
1846             MD5Update(ctx, &cbuf, 1);
1847             base = scan + 2;
1848         } while (base < end);
1849     }
1858 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 31]
1864 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1867 9   Interoperability considerations
1869    9.1 Implementing DES cipher in CBC mode
1871    Several cryptographic libraries (Ebones, OpenSSL) provide a convenience
1872    function des_cbc_encrypt for implementing DES cipher in CBC mode.
1873    There is a documented bug in this function: the function doesn't update
1874    IV before returning. If an implementation uses this function to implement
1875    DES cipher in CBC mode, it MUST update IV by copying the last 8 bytes of
1876    the des_cbc_encrypt's output to the IV buffer.
1878    Note that the function des_ede2_cbc_encrypt that may be used to implement
1879    3DES (in "two keys mode") in CBC mode works as expected.
1881 10  Full Copyright Statement
1883    Copyright (C) The Internet Society (2002).  All Rights Reserved.
1885    This document and translations of it may be copied and furnished to
1886    others, and derivative works that comment on or otherwise explain it
1887    or assist in its implementation may be prepared, copied, published
1888    and distributed, in whole or in part, without restriction of any
1889    kind, provided that the above copyright notice and this paragraph are
1890    included on all such copies and derivative works.  However, this
1891    document itself may not be modified in any way, such as by removing
1892    the copyright notice or references to the Internet Society or other
1893    Internet organizations, except as needed for the purpose of
1894    developing Internet standards in which case the procedures for
1895    copyrights defined in the Internet Standards process must be
1896    followed, or as required to translate it into languages other than
1897    English.
1899    The limited permissions granted above are perpetual and will not be
1900    revoked by the Internet Society or its successors or assigns.
1902    This document and the information contained herein is provided on an
1903    "AS IS" basis and THE INTERNET SOCIETY AND THE INTERNET ENGINEERING
1904    TASK FORCE DISCLAIMS ALL WARRANTIES, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING
1905    BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTY THAT THE USE OF THE INFORMATION
1906    HEREIN WILL NOT INFRINGE ANY RIGHTS OR ANY IMPLIED WARRANTIES OF
1907    MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
1909 Acknowledgement
1911    Funding for the RFC Editor function is currently provided by the
1912    Internet Society.
1918 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 32]
1924 INTERNET DRAFT            Digest SASL Mechanism                June 2002
1927 Appendix A: Changes from 2831
1929    1). Fixed various typos in formulas.
1931    2). Dropped DES as mandatory to implement cipher (3DES is mandatory
1932    to implement).
1934    3). Tighten ABNF. Fixed some bugs.
1936    4). Clarified nc-value verification and which side is aborting
1937    exchange.
1939    5). Added text saying that for interoperability username/password
1940    MUST be normalized according to Normalization form KC.
1942    6). Clarified that unquoted version of the username, etc. used in A1
1943    calculation.
1945    7). Various cleanup to References section. Split all references to
1946    Normative and Informative.
1948    8). Added minimal and maximal limits on maxbuf. Clarified how to
1949    calculate max sender size.
1951    9). Change ABNF for host to allow for IPv6 addresses. ABNF now
1952    references RFC 2373 and RFC 2396.
1954    10). Minor text clarifications.
1956 Appendix B: Open Issues
1958    1). The latest revision prohibits escaped characters in nonce/cnonce.
1959    Any objections?
1961    2). Is a realm in UTF-8?
1963    3). Normative vs. Informative references must be carefully rechecked.
1965    4). Merge DIGEST-MD5 AES cipher with this document?
1967    5). What to do about CBC mode attack that affects TLS document and
1968    DIGEST-MD5 as well?
1978 Leach & Newman           Expires: December 2002                [Page 33]