Kerberos

Kerberos是一种计算机网络授权协议，用来在非安全网络中，对个人通信以安全的手段进行身份认证。这个词又指麻省理工学院为这个协议开发的一套计算机软件。

含义

Kerberos

Kerberos 是一种网络认证协议，其设计目标是通过密钥系统为客户机 / 服务器应用程序提供强大的认证服务。该认证过程的实现不依赖于主机操作系统的认证，无需基于主机地址的信任，不要求网络上所有主机的物理安全，并假定网络上传送的数据包可以被任意地读取、修改和插入数据。在以上情况下， Kerberos 作为一种可信任的第三方认证服务，是通过传统的密码技术（如：共享密钥）执行认证服务的。

认证过程具体如下：客户机向认证服务器（AS）发送请求，要求得到某服务器的证书，然后 AS 的响应包含这些用客户端密钥加密的证书。证书的构成为： 1) 服务器“ticket” ； 2) 一个临时加密密钥（又称为会话密钥“session key”） 。客户机将 ticket （包括用服务器密钥加密的客户机身份和一份会话密钥的拷贝）传送到服务器上。会话密钥可以（现已经由客户机和服务器共享）用来认证客户机或认证服务器，也可用来为通信双方以后的通讯提供加密服务，或通过交换独立子会话密钥为通信双方提供进一步的通信加密服务。

上述认证交换过程需要只读方式访问 Kerberos 数据库。但有时，数据库中的记录必须进行修改，如添加新的规则或改变规则密钥时。修改过程通过客户机和第三方 Kerberos 服务器（Kerberos 管理器 KADM）间的协议完成。有关管理协议在此不作介绍。另外也有一种协议用于维护多份 Kerberos 数据库的拷贝，这可以认为是执行过程中的细节问题，并且会不断改变以适应各种不同数据库技术。

Kerberos又指麻省理工学院为这个协议开发的一套计算机网络安全系统。系统设计上采用客户端/服务器结构与DES加密技术，并且能够进行相互认证，即客户端和服务器端均可对对方进行身份认证。可以用于防止窃听、防止replay攻击、保护数据完整性等场合，是一种应用对称密钥体制进行密钥管理的系统。Kerberos的扩展产品也使用公开密钥加密方法进行认证。

历史

麻省理工研发了Kerberos协议来保护Project Athena提供的网络服务器。这个协议以希腊神话中的人物Kerberos（或者Cerberus）命名，他在希腊神话中是Hades的一条凶猛的三头保卫神犬。目前该协议存在一些版本，版本1-3都只有麻省理工内部发行。

Kerberos版本4的主要设计者Steve Miller和Clifford Neuman，在1980年末发布了这个版本。这个版本主要针对Project Athena。版本5由John Kohl和Clifford Neuman设计，在1993年作为RFC 1510颁布（在2005年由RFC 4120取代），目的在于克服版本4的局限性和安全问题。

麻省理工在版权许可的情况下，制作了一个Kerberos的免费实现工具，这种情况类似于BSD。在2007年，麻省理工组成了一个Kerberos协会，以此推动Kerberos的持续发展。

因为使用了DES加密算法（用56比特的密钥），美国出口管制当局把Kerberos归类为军需品，并禁止其出口。一个非美国设计的Kerberos版本4的实现工具KTH-KRB由瑞典皇家理工研制，它使得这套系统在美国更改密码出口管理条例（2000年）前，在美国境外就可以使用。瑞典的实现工具基于一个叫做eBones的版本，而eBones基于麻省理工对外发行的基于Kerberos版本4的补丁9的Bones（跳过了加密公式和对它们的函数调用）。这些在一定程度上决定了Kerberos为什么没有被叫做eBones版。Kerberos版本5的实现工具，Heimdal，基本上也是由发布KTH-KRB的同一组人发布。

Windows2000和后续的操作系统都默认Kerberos为其默认认证方法。RFC 3244记录整理了微软的一些对Kerberos协议软件包的添加。RFC4757"微软Windows2000Kerberos修改密码并设定密码协议"记录整理了微软用RC4密码的使用。虽然微软使用了Kerberos协议，却并没有用麻省理工的软件。

苹果的Mac OS X也使用了Kerberos的客户和服务器版本。

Red Hat Enterprise Linux4 和后续的操作系统使用了Kerberos的客户和服务器版本。

IETF Kerberos的工作小组在2005年更新了说明规范，最近的更新包括：

"加密和校验和细则"（RFC 3961）

"针对Kerberos版本5的高级加密算法（AES）加密"（RFC 3962）

Kerberos版本5说明规范的新版本"Kerberos网络认证服务（版本5）"（RFC 4120）。这个版本废弃了早先的RFC 1510，用更细化和明确的解释说明了协议的一些细节和使用方法。

GSS-API的一个新版本"Kerberos版本5 普通的安全服务应用软件交互机制：版本2"（RFC 4121）

工作

简要大概地说一下Kerberos是如何工作的：

1.假设你要在一台电脑上访问另一个服务器（你可以发送telnet或类似的登录请求）。你知道服务器要接受你的请求必须要有一张Kerberos的“入场券”。

2.要得到这张入场券，你首先要向验证服务器（AS）请求验证。验证服务器会创建基于你的密码（从你的用户名而来）的一个“会话密钥”（就是一个加密密钥），并产生一个代表请求的服务的随机值。这个会话密钥就是“允许入场的入场券”。

3.然后，你把这张允许入场的入场券发到授权服务器（TGS）。TGS物理上可以和验证服务器是同一个服务器，只不过它现在执行的是另一个服务。TGS返回一张可以发送给请求服务的服务器的票据。

4.服务器或者拒绝这张票据，或者接受这张票据并执行服务。

5.因为你从TGS收到的这张票据是打上时间戳的，所以它允许你在某个特定时期内（一般是八小时）不用再验证就可以使用同一张票来发出附加的请求。使这张票拥有一个有限的有效期使其以后不太可能被其他人使用。

实际的过程要比刚才描述的复杂得多。用户过程也会根据具体执行有一些改变。

协议内容

协议的安全主要依赖于参加者对时间的松散同步和短周期的叫做Kerberos票据的认证声明。下面是对这个协议的一个简化描述，将使用以下缩写：

• AS（Authentication Server）= 认证服务器

• KDC（Key Distribution Center）= 密钥分发中心

• TGT（Ticket Granting Ticket）= 票据授权票据，票据的票据

• TGS（Ticket Granting Server）= 票据授权服务器

• SS（Service Server）= 特定服务提供端

客户端用户发送自己的用户名到KDC服务器以向AS服务进行认证。KDC服务器会生成相应的TGT票据，打上时间戳，在本地数据库中查找该用户的密码，并用该密码对TGT进行加密，将结果发还给客户端用户。该操作仅在用户登录或者kinit申请的时候进行。客户端收到该信息，并使用自己的密码进行解密之后，就能得到TGT票据了。这个TGT会在一段时间之后失效，也有一些程序(session manager)能在用户登陆期间进行自动更新。当客户端用户需要使用一些特定服务(Kerberos术语中用"principal"表示)的时候，该客户端就发送TGT到KDC服务器中的TGS服务。当该用户的TGT验证通过并且其有权访问所申请的服务时，TGS服务会生成一个该服务所对应的ticket和session key，并发还给客户端。客户端将服务请求与该ticket一并发送给相应的服务端即可。具体的流程请看下面的描述。

其在网络通讯协定中属于显示层。

简单地说，用户先用共享密钥从某认证服务器得到一个身份证明。随后，用户使用这个身份证明与SS通信，而不使用共享密钥。

缺陷

1.失败于单点：它需要中心服务器的持续响应。当Kerberos服务宕机时，没有人可以连接到服务器。这个缺陷可以通过使用复合Kerberos服务器和缺陷认证机制弥补。

2.Kerberos要求参与通信的主机的时钟同步。票据具有一定有效期，因此，如果主机的时钟与Kerberos服务器的时钟不同步，认证会失败。默认设置要求时钟的时间相差不超过10分钟。在实践中，通常用网络时间协议后台程序来保持主机时钟同步。

3.管理协议并没有标准化，在服务器实现工具中有一些差别。

4.因为所有用户使用的密钥都存储于中心服务器中，危及服务器的安全的行为将危及所有用户的密钥。

5.一个危险客户机将危及用户密码。

专业词语

一种认证标准，通过使用一台中央服务器来提供“票据”，供其他在网络上提供资源的服务器进行识别。在Windows 2000, XP, Server 2003, Vista, 以及Longhorn, 还有UNIX系统，都对它进行支持。