doc/standardisation/rfc6112.txt

   1
   2
   3
   4
   5
   6
   7 Internet Engineering Task Force (IETF)                            L. Zhu
   8 Request for Comments: 6112                                      P. Leach
   9 Updates: 4120, 4121, 4556                          Microsoft Corporation
  10 Category: Standards Track                                     S. Hartman
  11 ISSN: 2070-1721                                        Painless Security
  12                                                               April 2011
  13
  14
  15                      Anonymity Support for Kerberos
  16
  17 Abstract
  18
  19    This document defines extensions to the Kerberos protocol to allow a
  20    Kerberos client to securely communicate with a Kerberos application
  21    service without revealing its identity, or without revealing more
  22    than its Kerberos realm.  It also defines extensions that allow a
  23    Kerberos client to obtain anonymous credentials without revealing its
  24    identity to the Kerberos Key Distribution Center (KDC).  This
  25    document updates RFCs 4120, 4121, and 4556.
  26
  27 Status of This Memo
  28
  29    This is an Internet Standards Track document.
  30
  31    This document is a product of the Internet Engineering Task Force
  32    (IETF).  It represents the consensus of the IETF community.  It has
  33    received public review and has been approved for publication by the
  34    Internet Engineering Steering Group (IESG).  Further information on
  35    Internet Standards is available in Section 2 of RFC 5741.
  36
  37    Information about the current status of this document, any errata,
  38    and how to provide feedback on it may be obtained at
  39    http://www.rfc-editor.org/info/rfc6112.
  40
  41 Copyright Notice
  42
  43    Copyright (c) 2011 IETF Trust and the persons identified as the
  44    document authors.  All rights reserved.
  45
  46    This document is subject to BCP 78 and the IETF Trust's Legal
  47    Provisions Relating to IETF Documents
  48    (http://trustee.ietf.org/license-info) in effect on the date of
  49    publication of this document.  Please review these documents
  50    carefully, as they describe your rights and restrictions with respect
  51    to this document.  Code Components extracted from this document must
  52    include Simplified BSD License text as described in Section 4.e of
  53    the Trust Legal Provisions and are provided without warranty as
  54    described in the Simplified BSD License.
  55
  56
  57
  58 Zhu, et al.                  Standards Track                    [Page 1]
  59 \f
  60 RFC 6112               Kerberos Anonymity Support             April 2011
  61
  62
  63    This document may contain material from IETF Documents or IETF
  64    Contributions published or made publicly available before November
  65    10, 2008.  The person(s) controlling the copyright in some of this
  66    material may not have granted the IETF Trust the right to allow
  67    modifications of such material outside the IETF Standards Process.
  68    Without obtaining an adequate license from the person(s) controlling
  69    the copyright in such materials, this document may not be modified
  70    outside the IETF Standards Process, and derivative works of it may
  71    not be created outside the IETF Standards Process, except to format
  72    it for publication as an RFC or to translate it into languages other
  73    than English.
  74
  75 Table of Contents
  76
  77    1.  Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3
  78    2.  Conventions Used in This Document  . . . . . . . . . . . . . .  3
  79    3.  Definitions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3
  80    4.  Protocol Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  5
  81      4.1.  Anonymity Support in AS Exchange . . . . . . . . . . . . .  5
  82        4.1.1.  Anonymous PKINIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  6
  83      4.2.  Anonymity Support in TGS Exchange  . . . . . . . . . . . .  7
  84      4.3.  Subsequent Exchanges and Protocol Actions Common to AS
  85            and TGS for Anonymity Support  . . . . . . . . . . . . . .  9
  86    5.  Interoperability Requirements  . . . . . . . . . . . . . . . . 10
  87    6.  GSS-API Implementation Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
  88    7.  PKINIT Client Contribution to the Ticket Session Key . . . . . 11
  89      7.1.  Combining Two Protocol Keys  . . . . . . . . . . . . . . . 12
  90    8.  Security Considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
  91    9.  Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
  92    10. IANA Considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
  93    11. References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
  94      11.1. Normative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
  95      11.2. Informative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
  96
  97
  98
  99
 100
 101
 102
 103
 104
 105
 106
 107
 108
 109
 110
 111
 112
 113
 114 Zhu, et al.                  Standards Track                    [Page 2]
 115 \f
 116 RFC 6112               Kerberos Anonymity Support             April 2011
 117
 118
 119 1.  Introduction
 120
 121    In certain situations, the Kerberos [RFC4120] client may wish to
 122    authenticate a server and/or protect communications without revealing
 123    the client's own identity.  For example, consider an application that
 124    provides read access to a research database and that permits queries
 125    by arbitrary requesters.  A client of such a service might wish to
 126    authenticate the service, to establish trust in the information
 127    received from it, but might not wish to disclose the client's
 128    identity to the service for privacy reasons.
 129
 130    Extensions to Kerberos are specified in this document by which a
 131    client can authenticate the Key Distribution Center (KDC) and request
 132    an anonymous ticket.  The client can use the anonymous ticket to
 133    authenticate the server and protect subsequent client-server
 134    communications.
 135
 136    By using the extensions defined in this specification, the client can
 137    request an anonymous ticket where the client may reveal the client's
 138    identity to the client's own KDC, or the client can hide the client's
 139    identity completely by using anonymous Public Key Cryptography for
 140    Initial Authentication in Kerberos (PKINIT) as defined in
 141    Section 4.1.  Using the returned anonymous ticket, the client remains
 142    anonymous in subsequent Kerberos exchanges thereafter to KDCs on the
 143    cross-realm authentication path and to the server with which it
 144    communicates.
 145
 146    In this specification, the client realm in the anonymous ticket is
 147    the anonymous realm name when anonymous PKINIT is used to obtain the
 148    ticket.  The client realm is the client's real realm name if the
 149    client is authenticated using the client's long-term keys.  Note that
 150    the membership of a realm can imply a member of the community
 151    represented by the realm.
 152
 153    The interaction with Generic Security Service Application Program
 154    Interface (GSS-API) is described after the protocol description.
 155
 156 2.  Conventions Used in This Document
 157
 158    The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT",
 159    "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this
 160    document are to be interpreted as described in [RFC2119].
 161
 162 3.  Definitions
 163
 164    The anonymous Kerberos realm name is defined as a well-known realm
 165    name based on [RFC6111], and the value of this well-known realm name
 166    is the literal "WELLKNOWN:ANONYMOUS".
 167
 168
 169
 170 Zhu, et al.                  Standards Track                    [Page 3]
 171 \f
 172 RFC 6112               Kerberos Anonymity Support             April 2011
 173
 174
 175    The anonymous Kerberos principal name is defined as a well-known
 176    Kerberos principal name based on [RFC6111].  The value of the name-
 177    type field is KRB_NT_WELLKNOWN [RFC6111], and the value of the name-
 178    string field is a sequence of two KerberosString components:
 179    "WELLKNOWN", "ANONYMOUS".
 180
 181    The anonymous ticket flag is defined as bit 16 (with the first bit
 182    being bit 0) in the TicketFlags:
 183
 184            TicketFlags     ::= KerberosFlags
 185              -- anonymous(16)
 186              -- TicketFlags and KerberosFlags are defined in [RFC4120]
 187
 188    This is a new ticket flag that is used to indicate that a ticket is
 189    an anonymous one.
 190
 191    An anonymous ticket is a ticket that has all of the following
 192    properties:
 193
 194    o  The cname field contains the anonymous Kerberos principal name.
 195
 196    o  The crealm field contains the client's realm name or the anonymous
 197       realm name.
 198
 199    o  The anonymous ticket contains no information that can reveal the
 200       client's identity.  However, the ticket may contain the client
 201       realm, intermediate realms on the client's authentication path,
 202       and authorization data that may provide information related to the
 203       client's identity.  For example, an anonymous principal that is
 204       identifiable only within a particular group of users can be
 205       implemented using authorization data and such authorization data,
 206       if included in the anonymous ticket, would disclose the client's
 207       membership of that group.
 208
 209    o  The anonymous ticket flag is set.
 210
 211    The anonymous KDC option is defined as bit 16 (with the first bit
 212    being bit 0) in the KDCOptions:
 213
 214            KDCOptions      ::= KerberosFlags
 215              -- anonymous(16)
 216              -- KDCOptions and KerberosFlags are defined in [RFC4120]
 217
 218
 219
 220
 221
 222
 223
 224
 225
 226 Zhu, et al.                  Standards Track                    [Page 4]
 227 \f
 228 RFC 6112               Kerberos Anonymity Support             April 2011
 229
 230
 231    As described in Section 4, the anonymous KDC option is set to request
 232    an anonymous ticket in an Authentication Service (AS) request or a
 233    Ticket Granting Service (TGS) request.
 234
 235 4.  Protocol Description
 236
 237    In order to request an anonymous ticket, the client sets the
 238    anonymous KDC option in an AS request or a TGS request.
 239
 240    The rest of this section is organized as follows: it first describes
 241    protocol actions specific to AS exchanges, then it describes those of
 242    TGS exchanges.  These are then followed by the description of
 243    protocol actions common to both AS and TGS and those in subsequent
 244    exchanges.
 245
 246 4.1.  Anonymity Support in AS Exchange
 247
 248    The client requests an anonymous ticket by setting the anonymous KDC
 249    option in an AS exchange.
 250
 251    The Kerberos client can use the client's long-term keys, the client's
 252    X.509 certificates [RFC4556], or any other pre-authentication data,
 253    to authenticate to the KDC and requests an anonymous ticket in an AS
 254    exchange where the client's identity is known to the KDC.
 255
 256    If the client in the AS request is anonymous, the anonymous KDC
 257    option MUST be set in the request.  Otherwise, the KDC MUST return a
 258    KRB-ERROR message with the code KDC_ERR_BADOPTION.
 259
 260    If the client is anonymous and the KDC does not have a key to encrypt
 261    the reply (this can happen when, for example, the KDC does not
 262    support PKINIT [RFC4556]), the KDC MUST return an error message with
 263    the code KDC_ERR_NULL_KEY [RFC4120].
 264
 265    When policy allows, the KDC issues an anonymous ticket.  If the
 266    client name in the request is the anonymous principal, the client
 267    realm (crealm) in the reply is the anonymous realm, otherwise, the
 268    client realm is the realm of the AS.  According to [RFC4120], the
 269    client name and the client realm in the EncTicketPart of the reply
 270    MUST match with the corresponding client name and the client realm of
 271    the KDC reply; the client MUST use the client name and the client
 272    realm returned in the KDC-REP in subsequent message exchanges when
 273    using the obtained anonymous ticket.
 274
 275    Care MUST be taken by the KDC not to reveal the client's identity in
 276    the authorization data of the returned ticket when populating the
 277    authorization data in a returned anonymous ticket.
 278
 279
 280
 281
 282 Zhu, et al.                  Standards Track                    [Page 5]
 283 \f
 284 RFC 6112               Kerberos Anonymity Support             April 2011
 285
 286
 287    The AD-INITIAL-VERIFIED-CAS authorization data, as defined in
 288    [RFC4556], contains the issuer name of the client certificate.  This
 289    authorization is not applicable and MUST NOT be present in the
 290    returned anonymous ticket when anonymous PKINIT is used.  When the
 291    client is authenticated (i.e., anonymous PKINIT is not used), if it
 292    is undesirable to disclose such information about the client's
 293    identity, the AD-INITIAL-VERIFIED-CAS authorization data SHOULD be
 294    removed from the returned anonymous ticket.
 295
 296    The client can use the client keys to mutually authenticate with the
 297    KDC and request an anonymous Ticket Granting Ticket (TGT) in the AS
 298    request.  In that case, the reply key is selected as normal,
 299    according to Section 3.1.3 of [RFC4120].
 300
 301 4.1.1.  Anonymous PKINIT
 302
 303    This sub-section defines anonymous PKINIT.
 304
 305    As described earlier in this section, the client can request an
 306    anonymous ticket by authenticating to the KDC using the client's
 307    identity; alternatively, without revealing the client's identity to
 308    the KDC, the Kerberos client can request an anonymous ticket as
 309    follows: the client sets the client name as the anonymous principal
 310    in the AS exchange and provides PA_PK_AS_REQ pre-authentication data
 311    [RFC4556] where the signerInfos field of the SignedData [RFC5652] of
 312    the PA_PK_AS_REQ is empty, and the certificates field is absent.
 313    Because the anonymous client does not have an associated asymmetric
 314    key pair, the client MUST choose the Diffie-Hellman key agreement
 315    method by filling in the Diffie-Hellman domain parameters in the
 316    clientPublicValue [RFC4556].  This use of the anonymous client name
 317    in conjunction with PKINIT is referred to as anonymous PKINIT.  If
 318    anonymous PKINIT is used, the realm name in the returned anonymous
 319    ticket MUST be the anonymous realm.
 320
 321    Upon receiving the anonymous PKINIT request from the client, the KDC
 322    processes the request, according to Section 3.1.2 of [RFC4120].  The
 323    KDC skips the checks for the client's signature and the client's
 324    public key (such as the verification of the binding between the
 325    client's public key and the client name), but performs otherwise
 326    applicable checks, and proceeds as normal, according to [RFC4556].
 327    For example, the AS MUST check if the client's Diffie-Hellman domain
 328    parameters are acceptable.  The Diffie-Hellman key agreement method
 329    MUST be used and the reply key is derived according to Section
 330    3.2.3.1 of [RFC4556].  If the clientPublicValue is not present in the
 331    request, the KDC MUST return a KRB-ERROR with the code
 332    KDC_ERR_PUBLIC_KEY_ENCRYPTION_NOT_SUPPORTED [RFC4556].  If all goes
 333    well, an anonymous ticket is generated, according to Section 3.1.3 of
 334    [RFC4120], and PA_PK_AS_REP [RFC4556] pre-authentication data is
 335
 336
 337
 338 Zhu, et al.                  Standards Track                    [Page 6]
 339 \f
 340 RFC 6112               Kerberos Anonymity Support             April 2011
 341
 342
 343    included in the KDC reply, according to [RFC4556].  If the KDC does
 344    not have an asymmetric key pair, it MAY reply anonymously or reject
 345    the authentication attempt.  If the KDC replies anonymously, the
 346    signerInfos field of the SignedData [RFC5652] of PA_PK_AS_REP in the
 347    reply is empty, and the certificates field is absent.  The server
 348    name in the anonymous KDC reply contains the name of the TGS.
 349
 350    Upon receipt of the KDC reply that contains an anonymous ticket and
 351    PA_PK_AS_REP [RFC4556] pre-authentication data, the client can then
 352    authenticate the KDC based on the KDC's signature in the
 353    PA_PK_AS_REP.  If the KDC's signature is missing in the KDC reply
 354    (the reply is anonymous), the client MUST reject the returned ticket
 355    if it cannot authenticate the KDC otherwise.
 356
 357    A KDC that supports anonymous PKINIT MUST indicate the support of
 358    PKINIT, according to Section 3.4 of [RFC4556].  In addition, such a
 359    KDC MUST indicate support for anonymous PKINIT by including a padata
 360    element of padata-type PA_PKINIT_KX and empty padata-value when
 361    including PA-PK-AS-REQ in an error reply.
 362
 363    When included in a KDC error, PA_PKINIT_KX indicates support for
 364    anonymous PKINIT.  As discussed in Section 7, when included in an AS-
 365    REP, PA_PKINIT_KX proves that the KDC and client both contributed to
 366    the session key for any use of Diffie-Hellman key agreement with
 367    PKINIT.
 368
 369    Note that in order to obtain an anonymous ticket with the anonymous
 370    realm name, the client MUST set the client name as the anonymous
 371    principal in the request when requesting an anonymous ticket in an AS
 372    exchange.  Anonymity PKINIT is the only way via which an anonymous
 373    ticket with the anonymous realm as the client realm can be generated
 374    in this specification.
 375
 376 4.2.  Anonymity Support in TGS Exchange
 377
 378    The client requests an anonymous ticket by setting the anonymous KDC
 379    option in a TGS exchange, and in that request the client can use a
 380    normal Ticket Granting Ticket (TGT) with the client's identity, or an
 381    anonymous TGT, or an anonymous cross-realm TGT.  If the client uses a
 382    normal TGT, the client's identity is known to the TGS.
 383
 384    Note that the client can completely hide the client's identity in an
 385    AS exchange using anonymous PKINIT, as described in the previous
 386    section.
 387
 388
 389
 390
 391
 392
 393
 394 Zhu, et al.                  Standards Track                    [Page 7]
 395 \f
 396 RFC 6112               Kerberos Anonymity Support             April 2011
 397
 398
 399    If the ticket in the PA-TGS-REQ of the TGS request is an anonymous
 400    one, the anonymous KDC option MUST be set in the request.  Otherwise,
 401    the KDC MUST return a KRB-ERROR message with the code
 402    KDC_ERR_BADOPTION.
 403
 404    When policy allows, the KDC issues an anonymous ticket.  If the
 405    ticket in the TGS request is an anonymous one, the client name and
 406    the client realm are copied from that ticket; otherwise, the ticket
 407    in the TGS request is a normal ticket, the returned anonymous ticket
 408    contains the client name as the anonymous principal and the client
 409    realm as the true realm of the client.  In all cases, according to
 410    [RFC4120] the client name and the client realm in the EncTicketPart
 411    of the reply MUST match with the corresponding client name and the
 412    client realm of the anonymous ticket in the reply; the client MUST
 413    use the client name and the client realm returned in the KDC-REP in
 414    subsequent message exchanges when using the obtained anonymous
 415    ticket.
 416
 417    Care MUST be taken by the TGS not to reveal the client's identity in
 418    the authorization data of the returned ticket.  When propagating
 419    authorization data in the ticket or in the enc-authorization-data
 420    field of the request, the TGS MUST ensure that the client
 421    confidentiality is not violated in the returned anonymous ticket.
 422    The TGS MUST process the authorization data recursively, according to
 423    Section 5.2.6 of [RFC4120], beyond the container levels such that all
 424    embedded authorization elements are interpreted.  The TGS SHOULD NOT
 425    populate identity-based authorization data into an anonymous ticket
 426    in that such authorization data typically reveals the client's
 427    identity.  The specification of a new authorization data type MUST
 428    specify the processing rules of the authorization data when an
 429    anonymous ticket is returned.  If there is no processing rule defined
 430    for an authorization data element or the authorization data element
 431    is unknown, the TGS MUST process it when an anonymous ticket is
 432    returned as follows:
 433
 434    o  If the authorization data element may reveal the client's
 435       identity, it MUST be removed unless otherwise specified.
 436
 437    o  If the authorization data element, that could reveal the client's
 438       identity, is intended to restrict the use of the ticket or limit
 439       the rights otherwise conveyed in the ticket, it cannot be removed
 440       in order to hide the client's identity.  In this case, the
 441       authentication attempt MUST be rejected, and the TGS MUST return
 442       an error message with the code KDC_ERR_POLICY.  Note this is
 443       applicable to both critical and optional authorization data.
 444
 445
 446
 447
 448
 449
 450 Zhu, et al.                  Standards Track                    [Page 8]
 451 \f
 452 RFC 6112               Kerberos Anonymity Support             April 2011
 453
 454
 455    o  If the authorization data element is unknown, the TGS MAY remove
 456       it, or transfer it into the returned anonymous ticket, or reject
 457       the authentication attempt, based on local policy for that
 458       authorization data type unless otherwise specified.  If there is
 459       no policy defined for a given unknown authorization data type, the
 460       authentication MUST be rejected.  The error code is KDC_ERR_POLICY
 461       when the authentication is rejected.
 462
 463    The AD-INITIAL-VERIFIED-CAS authorization data, as defined in
 464    [RFC4556], contains the issuer name of the client certificate.  If it
 465    is undesirable to disclose such information about the client's
 466    identity, the AD-INITIAL-VERIFIED-CAS authorization data SHOULD be
 467    removed from an anonymous ticket.
 468
 469    The TGS encodes the name of the previous realm into the transited
 470    field, according to Section 3.3.3.2 of [RFC4120].  Based on local
 471    policy, the TGS MAY omit the previous realm, if the cross realm TGT
 472    is an anonymous one, in order to hide the authentication path of the
 473    client.  The unordered set of realms in the transited field, if
 474    present, can reveal which realm may potentially be the realm of the
 475    client or the realm that issued the anonymous TGT.  The anonymous
 476    Kerberos realm name MUST NOT be present in the transited field of a
 477    ticket.  The true name of the realm that issued the anonymous ticket
 478    MAY be present in the transited field of a ticket.
 479
 480 4.3.  Subsequent Exchanges and Protocol Actions Common to AS and TGS for
 481       Anonymity Support
 482
 483    In both AS and TGS exchanges, the realm field in the KDC request is
 484    always the realm of the target KDC, not the anonymous realm when the
 485    client requests an anonymous ticket.
 486
 487    Absent other information, the KDC MUST NOT include any identifier in
 488    the returned anonymous ticket that could reveal the client's identity
 489    to the server.
 490
 491    Unless anonymous PKINIT is used, if a client requires anonymous
 492    communication, then the client MUST check to make sure that the
 493    ticket in the reply is actually anonymous by checking the presence of
 494    the anonymous ticket flag in the flags field of the EncKDCRepPart.
 495    This is because KDCs ignore unknown KDC options.  A KDC that does not
 496    understand the anonymous KDC option will not return an error, but
 497    will instead return a normal ticket.
 498
 499    The subsequent client and server communications then proceed as
 500    described in [RFC4120].
 501
 502
 503
 504
 505
 506 Zhu, et al.                  Standards Track                    [Page 9]
 507 \f
 508 RFC 6112               Kerberos Anonymity Support             April 2011
 509
 510
 511    Note that the anonymous principal name and realm are only applicable
 512    to the client in Kerberos messages, the server cannot be anonymous in
 513    any Kerberos message per this specification.
 514
 515    A server accepting an anonymous service ticket may assume that
 516    subsequent requests using the same ticket originate from the same
 517    client.  Requests with different tickets are likely to originate from
 518    different clients.
 519
 520    Upon receipt of an anonymous ticket, the transited policy check is
 521    performed in the same way as that of a normal ticket if the client's
 522    realm is not the anonymous realm; if the client realm is the
 523    anonymous realm, absent other information any realm in the
 524    authentication path is allowed by the cross-realm policy check.
 525
 526 5.  Interoperability Requirements
 527
 528    Conforming implementations MUST support the anonymous principal with
 529    a non-anonymous realm, and they MAY support the anonymous principal
 530    with the anonymous realm using anonymous PKINIT.
 531
 532 6.  GSS-API Implementation Notes
 533
 534    GSS-API defines the name_type GSS_C_NT_ANONYMOUS [RFC2743] to
 535    represent the anonymous identity.  In addition, Section 2.1.1 of
 536    [RFC1964] defines the single string representation of a Kerberos
 537    principal name with the name_type GSS_KRB5_NT_PRINCIPAL_NAME.  The
 538    anonymous principal with the anonymous realm corresponds to the GSS-
 539    API anonymous principal.  A principal with the anonymous principal
 540    name and a non-anonymous realm is an authenticated principal; hence,
 541    such a principal does not correspond to the anonymous principal in
 542    GSS-API with the GSS_C_NT_ANONYMOUS name type.  The [RFC1964] name
 543    syntax for GSS_KRB5_NT_PRINCIPAL_NAME MUST be used for importing the
 544    anonymous principal name with a non-anonymous realm name and for
 545    displaying and exporting these names.  In addition, this syntax must
 546    be used along with the name type GSS_C_NT_ANONYMOUS for displaying
 547    and exporting the anonymous principal with the anonymous realm.
 548
 549    At the GSS-API [RFC2743] level, an initiator/client requests the use
 550    of an anonymous principal with the anonymous realm by asserting the
 551    "anonymous" flag when calling GSS_Init_Sec_Context().  The GSS-API
 552    implementation MAY provide implementation-specific means for
 553    requesting the use of an anonymous principal with a non-anonymous
 554    realm.
 555
 556    GSS-API does not know or define "anonymous credentials", so the
 557    (printable) name of the anonymous principal will rarely be used by or
 558    relevant for the initiator/client.  The printable name is relevant
 559
 560
 561
 562 Zhu, et al.                  Standards Track                   [Page 10]
 563 \f
 564 RFC 6112               Kerberos Anonymity Support             April 2011
 565
 566
 567    for the acceptor/server when performing an authorization decision
 568    based on the initiator name that is returned from the acceptor side
 569    upon the successful security context establishment.
 570
 571    A GSS-API initiator MUST carefully check the resulting context
 572    attributes from the initial call to GSS_Init_Sec_Context() when
 573    requesting anonymity, because (as in the GSS-API tradition and for
 574    backwards compatibility) anonymity is just another optional context
 575    attribute.  It could be that the mechanism doesn't recognize the
 576    attribute at all or that anonymity is not available for some other
 577    reasons -- and in that case the initiator MUST NOT send the initial
 578    security context token to the acceptor, because it will likely reveal
 579    the initiators identity to the acceptor, something that can rarely be
 580    "un-done".
 581
 582    Portable initiators are RECOMMENDED to use default credentials
 583    whenever possible, and request anonymity only through the input
 584    anon_req_flag [RFC2743] to GSS_Init_Sec_Context().
 585
 586 7.  PKINIT Client Contribution to the Ticket Session Key
 587
 588    The definition in this section was motivated by protocol analysis of
 589    anonymous PKINIT (defined in this document) in building tunneling
 590    channels [RFC6113] and subsequent channel bindings.  In order to
 591    enable applications of anonymous PKINIT to form channels, all
 592    implementations of anonymous PKINIT need to meet the requirements of
 593    this section.  There is otherwise no connection to the rest of this
 594    document.
 595
 596    PKINIT is useful for constructing tunneling channels.  To ensure that
 597    an attacker cannot create a channel with a given name, it is
 598    desirable that neither the KDC nor the client unilaterally determine
 599    the ticket session key.  To achieve that end, a KDC conforming to
 600    this definition MUST encrypt a randomly generated key, called the KDC
 601    contribution key, in the PA_PKINIT_KX padata (defined next in this
 602    section).  The KDC contribution key is then combined with the reply
 603    key to form the ticket session key of the returned ticket.  These two
 604    keys are then combined using the KRB-FX-CF2 operation defined in
 605    Section 7.1, where K1 is the KDC contribution key, K2 is the reply
 606    key, the input pepper1 is American Standard Code for Information
 607    Interchange (ASCII) [ASAX34] string "PKINIT", and the input pepper2
 608    is ASCII string "KeyExchange".
 609
 610
 611
 612
 613
 614
 615
 616
 617
 618 Zhu, et al.                  Standards Track                   [Page 11]
 619 \f
 620 RFC 6112               Kerberos Anonymity Support             April 2011
 621
 622
 623    PA_PKINIT_KX      147
 624      -- padata for PKINIT that contains an encrypted
 625      -- KDC contribution key.
 626
 627    PA-PKINIT-KX  ::= EncryptedData -- EncryptionKey
 628      -- Contains an encrypted key randomly
 629      -- generated by the KDC (known as the KDC contribution key).
 630      -- Both EncryptedData and EncryptionKey are defined in [RFC4120]
 631
 632    The PA_PKINIT_KX padata MUST be included in the KDC reply when
 633    anonymous PKINIT is used; it SHOULD be included if PKINIT is used
 634    with the Diffie-Hellman key exchange but the client is not anonymous;
 635    it MUST NOT be included otherwise (e.g., when PKINIT is used with the
 636    public key encryption as the key exchange).
 637
 638    The padata-value field of the PA-PKINIT-KX type padata contains the
 639    DER [X.680] [X.690] encoding of the Abstract Syntax Notation One
 640    (ASN.1) type PA-PKINIT-KX.  The PA-PKINIT-KX structure is an
 641    EncryptedData.  The cleartext data being encrypted is the DER-encoded
 642    KDC contribution key randomly generated by the KDC.  The encryption
 643    key is the reply key and the key usage number is
 644    KEY_USAGE_PA_PKINIT_KX (44).
 645
 646    The client then decrypts the KDC contribution key and verifies the
 647    ticket session key in the returned ticket is the combined key of the
 648    KDC contribution key and the reply key as described above.  A
 649    conforming client MUST reject anonymous PKINIT authentication if the
 650    PA_PKINIT_KX padata is not present in the KDC reply or if the ticket
 651    session key of the returned ticket is not the combined key of the KDC
 652    contribution key and the reply key when PA-PKINIT-KX is present in
 653    the KDC reply.
 654
 655 7.1.  Combining Two Protocol Keys
 656
 657    KRB-FX-CF2() combines two protocol keys based on the pseudo-random()
 658    function defined in [RFC3961].
 659
 660    Given two input keys, K1 and K2, where K1 and K2 can be of two
 661    different enctypes, the output key of KRB-FX-CF2(), K3, is derived as
 662    follows:
 663
 664     KRB-FX-CF2(protocol key, protocol key, octet string,
 665               octet string)  ->  (protocol key)
 666
 667     PRF+(K1, pepper1) -> octet-string-1
 668     PRF+(K2, pepper2) -> octet-string-2
 669     KRB-FX-CF2(K1, K2, pepper1, pepper2) ->
 670            random-to-key(octet-string-1 ^ octet-string-2)
 671
 672
 673
 674 Zhu, et al.                  Standards Track                   [Page 12]
 675 \f
 676 RFC 6112               Kerberos Anonymity Support             April 2011
 677
 678
 679    Where ^ denotes the exclusive-OR operation.  PRF+() is defined as
 680    follows:
 681
 682    PRF+(protocol key, octet string) -> (octet string)
 683
 684    PRF+(key, shared-info) -> pseudo-random( key,  1 || shared-info ) ||
 685                 pseudo-random( key, 2 || shared-info ) ||
 686                 pseudo-random( key, 3 || shared-info ) || ...
 687
 688    Here the counter value 1, 2, 3, and so on are encoded as a one-octet
 689    integer.  The pseudo-random() operation is specified by the enctype
 690    of the protocol key.  PRF+() uses the counter to generate enough bits
 691    as needed by the random-to-key() [RFC3961] function for the
 692    encryption type specified for the resulting key; unneeded bits are
 693    removed from the tail.
 694
 695 8.  Security Considerations
 696
 697    Since KDCs ignore unknown options, a client requiring anonymous
 698    communication needs to make sure that the returned ticket is actually
 699    anonymous.  This is because a KDC that does not understand the
 700    anonymous option would not return an anonymous ticket.
 701
 702    By using the mechanism defined in this specification, the client does
 703    not reveal the client's identity to the server but the client
 704    identity may be revealed to the KDC of the server principal (when the
 705    server principal is in a different realm than that of the client),
 706    and any KDC on the cross-realm authentication path.  The Kerberos
 707    client MUST verify the ticket being used is indeed anonymous before
 708    communicating with the server, otherwise, the client's identity may
 709    be revealed unintentionally.
 710
 711    In cases where specific server principals must not have access to the
 712    client's identity (for example, an anonymous poll service), the KDC
 713    can define server-principal-specific policy that ensures any normal
 714    service ticket can NEVER be issued to any of these server principals.
 715
 716    If the KDC that issued an anonymous ticket were to maintain records
 717    of the association of identities to an anonymous ticket, then someone
 718    obtaining such records could breach the anonymity.  Additionally, the
 719    implementations of most (for now all) KDC's respond to requests at
 720    the time that they are received.  Traffic analysis on the connection
 721    to the KDC will allow an attacker to match client identities to
 722    anonymous tickets issued.  Because there are plaintext parts of the
 723    tickets that are exposed on the wire, such matching by a third-party
 724    observer is relatively straightforward.  A service that is
 725    authenticated by the anonymous principals may be able to infer the
 726
 727
 728
 729
 730 Zhu, et al.                  Standards Track                   [Page 13]
 731 \f
 732 RFC 6112               Kerberos Anonymity Support             April 2011
 733
 734
 735    identity of the client by examining and linking quasi-static protocol
 736    information such as the IP address from which a request is received,
 737    or by linking multiple uses of the same anonymous ticket.
 738
 739    Two mechanisms, the FAST facility with the hide-client-names option
 740    in [RFC6113] and the Kerberos5 starttls option [STARTTLS], protect
 741    the client identity so that an attacker would never be able to
 742    observe the client identity sent to the KDC.  Transport or network
 743    layer security between the client and the server will help prevent
 744    tracking of a particular ticket to link a ticket to a user.  In
 745    addition, clients can limit how often a ticket is reused to minimize
 746    ticket linking.
 747
 748    The client's real identity is not revealed when the client is
 749    authenticated as the anonymous principal.  Application servers MAY
 750    reject the authentication in order to, for example, prevent
 751    information disclosure or as part of Denial of Service (DoS)
 752    prevention.  Application servers MUST avoid accepting anonymous
 753    credentials in situations where they must record the client's
 754    identity; for example, when there must be an audit trail.
 755
 756 9.  Acknowledgements
 757
 758    JK Jaganathan helped editing early revisions of this document.
 759
 760    Clifford Neuman contributed the core notions of this document.
 761
 762    Ken Raeburn reviewed the document and provided suggestions for
 763    improvements.
 764
 765    Martin Rex wrote the text for GSS-API considerations.
 766
 767    Nicolas Williams reviewed the GSS-API considerations section and
 768    suggested ideas for improvements.
 769
 770    Sam Hartman and Nicolas Williams were great champions of this work.
 771
 772    Miguel Garcia and Phillip Hallam-Baker reviewed the document and
 773    provided helpful suggestions.
 774
 775    In addition, the following individuals made significant
 776    contributions: Jeffrey Altman, Tom Yu, Chaskiel M Grundman, Love
 777    Hornquist Astrand, Jeffrey Hutzelman, and Olga Kornievskaia.
 778
 779
 780
 781
 782
 783
 784
 785
 786 Zhu, et al.                  Standards Track                   [Page 14]
 787 \f
 788 RFC 6112               Kerberos Anonymity Support             April 2011
 789
 790
 791 10.  IANA Considerations
 792
 793    This document defines a new 'anonymous' Kerberos well-known name and
 794    a new 'anonymous' Kerberos well-known realm based on [RFC6111].  IANA
 795    has added these two values to the Kerberos naming registries that are
 796    created in [RFC6111].
 797
 798 11.  References
 799
 800 11.1.  Normative References
 801
 802    [ASAX34]    American Standards Institute, "American Standard Code for
 803                Information Interchange", ASA X3.4-1963, June 1963.
 804
 805    [RFC1964]   Linn, J., "The Kerberos Version 5 GSS-API Mechanism",
 806                RFC 1964, June 1996.
 807
 808    [RFC2119]   Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate
 809                Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119, March 1997.
 810
 811    [RFC2743]   Linn, J., "Generic Security Service Application Program
 812                Interface Version 2, Update 1", RFC 2743, January 2000.
 813
 814    [RFC3961]   Raeburn, K., "Encryption and Checksum Specifications for
 815                Kerberos 5", RFC 3961, February 2005.
 816
 817    [RFC4120]   Neuman, C., Yu, T., Hartman, S., and K. Raeburn, "The
 818                Kerberos Network Authentication Service (V5)", RFC 4120,
 819                July 2005.
 820
 821    [RFC4556]   Zhu, L. and B. Tung, "Public Key Cryptography for Initial
 822                Authentication in Kerberos (PKINIT)", RFC 4556,
 823                June 2006.
 824
 825    [RFC5652]   Housley, R., "Cryptographic Message Syntax (CMS)",
 826                STD 70, RFC 5652, September 2009.
 827
 828    [RFC6111]   Zhu, L., "Additional Kerberos Naming Constraints",
 829                RFC 6111, April 2011.
 830
 831    [X.680]     "Abstract Syntax Notation One (ASN.1): Specification of
 832                Basic Notation", ITU-T Recommendation X.680: ISO/IEC
 833                International Standard 8824-1:1998, 1997.
 834
 835    [X.690]     "ASN.1 encoding rules: Specification of Basic Encoding
 836                Rules (BER), Canonical Encoding Rules (CER) and
 837                Distinguished Encoding Rules (DER)", ITU-T Recommendation
 838                X.690  ISO/IEC International Standard 8825-1:1998, 1997.
 839
 840
 841
 842 Zhu, et al.                  Standards Track                   [Page 15]
 843 \f
 844 RFC 6112               Kerberos Anonymity Support             April 2011
 845
 846
 847 11.2.  Informative References
 848
 849    [RFC6113]   Hartman, S. and L. Zhu, "A Generalized Framework for
 850                Kerberos Pre-Authentication", RFC 6113, April 2011.
 851
 852    [STARTTLS]  Josefsson, S., "Using Kerberos V5 over the Transport
 853                Layer Security (TLS) protocol", Work in Progress,
 854                August 2010.
 855
 856 Authors' Addresses
 857
 858    Larry Zhu
 859    Microsoft Corporation
 860    One Microsoft Way
 861    Redmond, WA  98052
 862    US
 863
 864    EMail: larry.zhu@microsoft.com
 865
 866
 867    Paul Leach
 868    Microsoft Corporation
 869    One Microsoft Way
 870    Redmond, WA  98052
 871    US
 872
 873    EMail: paulle@microsoft.com
 874
 875
 876    Sam Hartman
 877    Painless Security
 878
 879    EMail: hartmans-ietf@mit.edu
 880
 881
 882
 883
 884
 885
 886
 887
 888
 889
 890
 891
 892
 893
 894
 895
 896
 897
 898 Zhu, et al.                  Standards Track                   [Page 16]
 899 \f