doc/whatis.texi

   1 @node What is Kerberos?, Building and Installing, Introduction, Top
   2 @chapter What is Kerberos?
   3
   4 @quotation
   5 @flushleft
   6         Now this Cerberus had three heads of dogs,
   7         the tail of a dragon, and on his back the
   8         heads of all sorts of snakes.
   9         --- Pseudo-Apollodorus Library 2.5.12
  10 @end flushleft
  11 @end quotation
  12
  13 Kerberos is a system for authenticating users and services on a network.
  14 It is built upon the assumption that the network is ``unsafe''.  For
  15 example, data sent over the network can be eavesdropped and altered, and
  16 addresses can also be faked.  Therefore they cannot be used for
  17 authentication purposes.
  18 @cindex authentication
  19
  20 Kerberos is a trusted third-party service.  That means that there is a
  21 third party (the kerberos server) that is trusted by all the entities on
  22 the network (users and services, usually called @dfn{principals}).  All
  23 principals share a secret password (or key) with the kerberos server and
  24 this enables principals to verify that the messages from the kerberos
  25 server are authentic.  Thus trusting the kerberos server, users and
  26 services can authenticate each other.
  27
  28 @section Basic mechanism
  29
  30 @ifinfo
  31 @macro sub{arg}
  32 <\arg\>
  33 @end macro
  34 @end ifinfo
  35
  36 @tex
  37 @def@xsub#1{$_{#1}$}
  38 @global@let@sub=@xsub
  39 @end tex
  40
  41 @quotation
  42 @strong{Note:} This discussion is about Kerberos version 4, but version
  43 5 works similarly.
  44 @end quotation
  45
  46 In Kerberos, principals use @dfn{tickets} to prove that they are who
  47 they claim to be. In the following example, @var{A} is the initiator of
  48 the authentication exchange, usually a user, and @var{B} is the service
  49 that @var{A} wishes to use.
  50
  51 To obtain a ticket for a specific service, @var{A} sends a ticket
  52 request to the kerberos server. The request contains @var{A}'s and
  53 @var{B}'s names (along with some other fields). The kerberos server
  54 checks that both @var{A} and @var{B} are valid principals.
  55
  56 Having verified the validity of the principals, it creates a packet
  57 containing @var{A}'s and @var{B}'s names, @var{A}'s network address
  58 (@var{A@sub{addr}}), the current time (@var{t@sub{issue}}), the lifetime
  59 of the ticket (@var{life}), and a secret @dfn{session key}
  60 @cindex session key
  61 (@var{K@sub{AB}}). This packet is encrypted with @var{B}'s secret key
  62 (@var{K@sub{B}}).  The actual ticket (@var{T@sub{AB}}) looks like this:
  63 (@{@var{A}, @var{B}, @var{A@sub{addr}}, @var{t@sub{issue}}, @var{life},
  64 @var{K@sub{AB}}@}@var{K@sub{B}}).
  65
  66 The reply to @var{A} consists of the ticket (@var{T@sub{AB}}), @var{B}'s
  67 name, the current time, the lifetime of the ticket, and the session key, all
  68 encrypted in @var{A}'s secret key (@{@var{B}, @var{t@sub{issue}},
  69 @var{life}, @var{K@sub{AB}}, @var{T@sub{AB}}@}@var{K@sub{A}}). @var{A}
  70 decrypts the reply and retains it for later use.
  71
  72 @sp 1
  73
  74 Before sending a message to @var{B}, @var{A} creates an authenticator
  75 consisting of @var{A}'s name, @var{A}'s address, the current time, and a
  76 ``checksum'' chosen by @var{A}, all encrypted with the secret session
  77 key (@{@var{A}, @var{A@sub{addr}}, @var{t@sub{current}},
  78 @var{checksum}@}@var{K@sub{AB}}). This is sent together with the ticket
  79 received from the kerberos server to @var{B}.  Upon reception, @var{B}
  80 decrypts the ticket using @var{B}'s secret key.  Since the ticket
  81 contains the session key that the authenticator was encrypted with,
  82 @var{B} can now also decrypt the authenticator. To verify that @var{A}
  83 really is @var{A}, @var{B} now has to compare the contents of the ticket
  84 with that of the authenticator. If everything matches, @var{B} now
  85 considers @var{A} as properly authenticated.
  86
  87 @c (here we should have some more explanations)
  88
  89 @section Different attacks
  90
  91 @subheading Impersonating A
  92
  93 An impostor, @var{C} could steal the authenticator and the ticket as it
  94 is transmitted across the network, and use them to impersonate
  95 @var{A}. The address in the ticket and the authenticator was added to
  96 make it more difficult to perform this attack.  To succeed @var{C} will
  97 have to either use the same machine as @var{A} or fake the source
  98 addresses of the packets. By including the time stamp in the
  99 authenticator, @var{C} does not have much time in which to mount the
 100 attack.
 101
 102 @subheading Impersonating B
 103
 104 @var{C} can hijack @var{B}'s network address, and when @var{A} sends
 105 her credentials, @var{C} just pretend to verify them. @var{C} can't
 106 be sure that she is talking to @var{A}.
 107
 108 @section Defense strategies
 109
 110 It would be possible to add a @dfn{replay cache}
 111 @cindex replay cache
 112 to the server side.  The idea is to save the authenticators sent during
 113 the last few minutes, so that @var{B} can detect when someone is trying
 114 to retransmit an already used message. This is somewhat impractical
 115 (mostly regarding efficiency), and is not part of Kerberos 4; MIT
 116 Kerberos 5 contains it.
 117
 118 To authenticate @var{B}, @var{A} might request that @var{B} sends
 119 something back that proves that @var{B} has access to the session
 120 key. An example of this is the checksum that @var{A} sent as part of the
 121 authenticator. One typical procedure is to add one to the checksum,
 122 encrypt it with the session key and send it back to @var{A}.  This is
 123 called @dfn{mutual authentication}.
 124
 125 The session key can also be used to add cryptographic checksums to the
 126 messages sent between @var{A} and @var{B} (known as @dfn{message
 127 integrity}).  Encryption can also be added (@dfn{message
 128 confidentiality}). This is probably the best approach in all cases.
 129 @cindex integrity
 130 @cindex confidentiality
 131
 132 @section Further reading
 133
 134 The original paper on Kerberos from 1988 is @cite{Kerberos: An
 135 Authentication Service for Open Network Systems}, by Jennifer Steiner,
 136 Clifford Neuman and Jeffrey I. Schiller.
 137
 138 A less technical description can be found in @cite{Designing an
 139 Authentication System: a Dialogue in Four Scenes} by Bill Bryant, also
 140 from 1988.
 141
 142 These documents can be found on our web-page at
 143 @url{http://www.pdc.kth.se/kth-krb/}.