Лекция7. 7 Лекция. Лекция. Аутентификация Аутентификация

• Название: Лекция. Аутентификация Аутентификация
• Анкор: Лекция7
• Дата: 12.11.2022
• Размер: 1.87 Mb.
• Имя файла: 7 Лекция.docx
• Тип: Лекция; #784704

7 Лекция. Аутентификация

Аутентификация

http://ru.wikipedia.org/wiki/Аутентификация 

Аутентификация (Authentication) — проверка принадлежности субъекту доступа по предъявленному им идентификатору (пароль, ключ и т.д.); подтверждение подлинности. 

Методы аутентификации:

• 
  парольные (PIN коде и т.д.) - уникальная последовательность символов, которую пользователь должен знать. 
  
• 
  "ключе" - в случае электронных систем это электронный ключ, который хранится на носителе (смарт-карты, электронные таблетки iButton, USB-токены и т. д.) 
  
• 
  биометрические (отпечаток пальца, рисунок радужной оболочки глаза, форма лица, параметры голоса и т. д.) 
  
• 
  криптографические
  

Рис. Методы аутентификации 

 

 Аутентификация по многоразовым паролям

Используется один пароль многократно.

Хотя аутентификация может использоваться не только к удаленным системам, методы аутентификации будем рассматривать сразу на примерах к удаленным системам

Протоколы аутентификации 

PAP (Password Authentication Protocol) 

http://ru.wikipedia.org/wiki/Password_Authentication_Protocol 

PAP - аутентификация по имени и паролю пользователя. Протокол PAP ненадежен при использовании в сетях, т.к. пароли можно перехватить.  

 Алгоритм PAP:

1. 
   клиент посылает имя и пароль серверу
   
2. 
   сервер сверяет присланный пароль с паролем в своем хранилище
   

 

Рис. Протокол PAP

Преимущества:

1. 
   простота
   

Недостатки и пути решения:

1. 
   подбор паролей
   
2. 
   просмотр паролей в системе
   
3. 
   перехват паролей при передачи
   
4. 
   пароль можно «подсмотреть» при вводе
   
5. 
   человеческий фактор – человек не может запомнить сложные пароли (записывает), диктует открытым способом (по телефону) и т.д.
   
6. 
   каждый раз нужно набирать на клавиатуре
   
7. 
   нужна предварительная регистрация пользователя в системе
   

 

 

 

Решение проблемы "подбора паролей" :

1. 
   использовать "сильные" пароли
   
2. 
   блокировка при неправильных попытках (например: 5 раз) ввода пароля
   

Рис. Плохие пароли

Почему эти пароли плохие:

"2" - один символ, легко перебрать.

"123456" - один из популярных паролей (еще примеры - 123; 111; qwerty; qazwsx; qazwsxedc; password; "ваш логин"; "номер телефона"; "дата рождения" и т.д.).

"пароль" - словарное слово, после перебора популярных паролей, перебирают слова из словаря.

"Gjhs6129dgGF_9eK_sj2vc9d" - пароль очень сложный, его не запомнят, а запишут и приклеят к монитору, пароль должен быть только в голове (или в сейфе).

 

Наиболее хорошим вариантом являются пароли построенные на фразах:

1. 
   хорошо запоминаются
   
2. 
   достаточно длинные
   
3. 
   словарные атаки не проходят
   

Рис. Хорошие пароли

Решение проблемы "просмотра паролей в системе" :

1. 
   шифрование (для расшифровывания нужно будет при себе носить ключ шифрования, при хранении на диске не защищенного ключа шифрования шифрование пароля не имеет смысла).
   
2. 
   не хранить пароль в системе, а хранить его контрольную сумму или хэш.
   

Рис. Пароли не хранятся в системе, а хранятся их хэши

Пароли в системе не хранятся, при этом пользователь проходит аутентификацию по паролю.

В большинстве современных систем именно так и сделано. Не только в ОС, но и в СУБД, форумах, сайтах и т.д.

 

Решение проблемы "перехвата паролей при передачи":

1. 
   шифровать передаваемые пароли
   
2. 
   использовать алгоритмы без передачи паролей (рассмотрены ниже (CHAP))
   

Рис. Шифрование передаваемых паролей

В настоящее время чаще всего для шифрования паролей используется протокол SSL (Secure Sockets Layer — уровень защищённых сокетов, http://ru.wikipedia.org/wiki/SSL).

 

 

Протоколы аутентификации вызов-ответ 

 http://ru.wikipedia.org/wiki/Вызов-ответ_(аутентификация)

 

CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol) 

http://ru.wikipedia.org/wiki/CHAP 

CHAP - аутентификация без передачи пароля.

Алгоритм CHAP:

1. 
   пользователь посылает серверу запрос на доступ (login)
   
2. 
   сервер отправляет клиенту случайное число
   
3. 
   на основе этого случайного числа и пароля пользователя клиент вычисляет хеш
   
4. 
   клиент пересылает хеш серверу
   
5. 
   сервер сверяет присланный хеш со своим вычисленным 
   
6. 
   в случайные промежутки времени сервер отправляет новый и повторяет шаги с 2 по 5.
   

Рис. Протокол CHAP

Основной недостаток - необходимо хранить пароль на сервере.

 

CRAM - (challenge-response authentication mechanism)

http://ru.wikipedia.org/wiki/CRAM-MD5

Основан на вычислении имитовставки по алгоритму HMAC, роль симметричного ключа выполняет пароль.

В зависимости от алгоритма хэширования - CRAM-MD5, CRAM-MD4, CRAM-SHA1 и т.д.

Алгоритм CRAM:

1. 
   пользователь посылает серверу запрос на доступ (login)
   
2. 
   сервер вычисляет имитовставку  с секретным ключом-паролем пользователя для строки (случайное число + временная метка + доменное имя сервера) (например: <[e-mail]>)
   
3. 
   сервер отправляет клиенту имитовставку 
   
4. 
   клиент вычисляет имитовставку из строки - (идентификатор клиента (login) + пробел + имитовставка сервера) 
   
5. 
   отправляет серверу
   
6. 
   сервер сверяет полученное с ожидаемым
   

 
Рис. Протокол CRAM

В CRAM вместо пароля на сервере может хранится хэш.

 

Digest access authentication (DIGEST-MD5)

http://ru.wikipedia.org/wiki/Дайджест_аутентификация

Схема аналогичная CHAP.

Протокол:

1. 
   запрос клиента (без аутентификации)
   
2. 
   ответ сервера (Unauthorized), содержащий
   "realm" -  строка (например: realm=[e-mail])
   "nonce" - случайное число сервера (например: nonce="dcd98b7102dd2f0e8b11d0f600bfb0c093")
   
3. 
   клиент вычисляет хэш HA1 = MD5 (username: realm: password)
   
4. 
   клиент вычисляет хэш HA2 = MD5 (URI)
   
5. 
   клиент вычисляет хэш для ответа  Response = MD5(HA1:nonce:nc:cnonce:qop:HA2)
   "nc" - счётчика запросов
   "cnonce" - клиентское случайное значение
   "qop" - код качества защиты
   
6. 
   клиент посылает ответ
   
7. 
   сервер сравнивает значение полученное и вычисленное 
   

Пример:

HA1 = MD5( "Mufasa:[e-mail]:Circle Of Life" )
       = 939e7578ed9e3c518a452acee763bce9

HA2 = MD5( "GET:/dir/index.html" ) = 39aff3a2bab6126f332b942af96d3366

Response = MD5( "939e7578ed9e3c518a452acee763bce9:\
                    dcd98b7102dd2f0e8b11d0f600bfb0c093:\
                    00000001:0a4f113b:auth:\
                    39aff3a2bab6126f332b942af96d3366" )

             = 6629fae49393a05397450978507c4ef1

 

Взаимная аутентификация

Т.к. сервер может быть ложным, необходимо провести взаимную аутентификацию.  

1. 
   клиент отправляет запрос серверу, содержащий его login и случайное число N1
   
2. 
   сервер зашифровывает число N1, генерирует случайное число N2, и отправляет их оба  клиенту
   
3. 
   клиент расшифровывает числа (N1,N2) и сравнивает первое (N1) число с N1. Идентичность означает, что сервер обладает тем же уникальным ключом, что и  клиент
   
4. 
   клиент зашифровывает число N2 и результат отправляет серверу
   
5. 
   сервер расшифровывает полученное сообщение. При совпадении результата с исходным числом N2, взаимная аутентификация прошла успешно.
   

Рис. Протокол взаимной аутентификации

Аутентификация по одноразовым паролям (One-time password)

http://ru.wikipedia.org/wiki/Одноразовый_пароль 

Различные подходы к созданию одноразовых паролей:

• 
  использующие математические алгоритмы для создания нового пароля на основе предыдущих (пароли фактически составляют цепочку, и должны быть использованы в определённом порядке).
  
• 
  основанные на временной синхронизации между сервером и клиентом, обеспечивающей пароль (пароли действительны в течение короткого периода времени)
  
• 
  использующие математический алгоритм, где новый пароль основан на запросе (например. случайное число, выбираемое сервером или части входящего сообщения) и/или счётчике.
  

Одноразовые пароли клиент может получать:

1. 
   на бумаге
   
2. 
   в токене
   
3. 
   пересылкой (по СМС)
   

Рис. пример банковской карты

 

Многофакторная аутентификация

Иногда используются сразу несколько методов  аутентификации.

Например: электронный ключ и логин. 

При использовании SIM-карт в мобильных телефонах. Субъект вставляет свою  SIM-карту в телефон и при включении вводит свой PIN-код (пароль).

В случае банковской карты. Субъект вставляет свою банковскую карту в банкомат и вводит свой PIN-код (пароль).