Информация. ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ. В. Ф. Шаньгининформационная безопасность компьютерных систем
 Скачать 5.69 Mb.
|
|
Протокол СНЛР В протоколе CHAP используется секретный статический па роль. В отличие от протокола РАР, в протоколе CHAP пароль каждого пользователя для передачи по линии связи шифруется на основе случайного числа полученного от сервера. Такая тех нология обеспечивает не только защиту пароля от хищения, но и защиту от повторного использования злоумышленником пере хваченных пакетов с зашифрованным паролем. Протокол CHAP применяется в современных сетях гораздо чаще, чем РАР, так как он использует передачу пароля по сети в защищенной фор ме, и, следовательно, гораздо безопаснее [9]. Шифрование пароля в соответствии с протоколом CHAP вы полняется с помощью криптографического алгоритма хэширова ния и поэтому является необратимым. В стандарте RFC 1334 для протокола CHAP в качестве хэш-функции определен алгоритм MD5, вырабатывающий из входной последовательности любой длины 16-байтовое значение. Хотя минимальной длиной секрета является 1 байт, для повышения криптостойкости рекомендуется использовать секрет длиной не менее 16 байт. Спецификация CHAP не исключает возможность использования других алго ритмов вычисления хэш-функций. Для инициализации процесса аутентификации по протоколу CHAP сервер удаленного доступа после установления сеанса связи должен выслать удаленному компьютеру пакет LCP, ука зывающий на необходимость применения протокола CHAP, а также требуемого алгоритма хэширования. Если удаленный ком пьютер поддерживает предложенный алгоритм хэширования, то он должен ответить пакетом LCP о согласии с предложенными параметрами. В противном случае выполняется обмен пакетами LCP для согласования алгоритма хэширования. После этого начинается аутентификация на основе обмена пакетами протокола CHAP. В протоколе CHAP определены пакеты четырех типов: • Вызов (Challenge); • Отклик (Response); • Подтверждение (Success); • Отказ (Failure). Протокол CHAP использует для аутентификации удаленного пользователя результат шифрования произвольного слова-вызо ва с помощью уникального секрета. Этот секрет имеется как у проверяющей, так и у проверяемой стороны. Процедура аутен тификации начинается с отправки сервером удаленного доступа пакета Вызов (рис. 13.4). Проверяющая сторона Проверяемая сторона СНАР-вызов СНАР-отклик Вычисление хэш-кода Вычисление хэш-кода СНАР-подтверждение или разрыв связи Рис. 13.4. Шаги процесса аутентификации по протоколу CHAP Удаленный компьютер, получив пакет Вызов, зашифровыва ет его с помощью односторонней функции и известного ему секрета, получая в результате дайджест. Дайджест возвращается проверяющей стороне в виде пакета Отклик. Так как используется односторонняя хэш-функция, то по перехваченным пакетам Вызов и Отклик вычислить пароль уда ленного пользователя практически невозможно. Получив пакет Отклик, сервер удаленного доступа сравнива ет содержимое результата из полученного пакета Отклик с ре зультатом, вычисленным самостоятельно. Если эти результаты совпадают, то аутентификация считается успешной и сервер вы сылает удаленному компьютеру пакет Подтверждение. В противном случае сервер удаленного доступа высылает па кет Отказ и разрывает сеанс связи. Пакет Вызов должен быть отправлен сервером повторно, если в ответ на него не был получен пакет Отклик. Кроме того, пакет Вызов может отправляться периодически в течение сеанса удаленной связи для проведения динамической аутентификации, чтобы убедиться, что противоположная сторона не была подме нена. Соответственно пакет Отклик должен отправляться прове ряемой стороной в ответ на каждый принятый пакет Вызов. Протокол S/Key Одним из наиболее распространенных протоколов аутенти фикации на основе одноразовых паролей является стандартизо ванный в Интернете протокол S/Key (RFC 1760) [9, 32]. Этот протокол реализован во многих системах, требующих проверки подлинности удаленных пользователей, в частности в системе TACACS+ компании Cisco. Перехват одноразового пароля, передаваемого по сети в про цессе аутентификации, не предоставляет злоумышленнику воз можности повторно использовать этот пароль, так как при следую щей проверке подлинности необходимо предъявлять уже другой пароль. Поэтому схема аутентификации на основе одноразовых паролей, в частности S/Key, позволяет передавать по сети однора зовый пароль в открытом виде и, таким образом, компенсирует ос новной недостаток протокола аутентификации РАР. Однако следует отметить, что протокол S/Key не исключает необходимость задания секретного пароля для каждого пользо вателя. Этот секретный пароль используется только для генера ции одноразовых паролей. Для того чтобы злоумышленник не смог по перехваченному одноразовому паролю вычислить сек ретный исходный пароль, генерация одноразовых паролей вы полняется с помощью односторонней, т. е. необратимой, функ ции. В качестве такой односторонней функции в спецификации протокола S/Key определен алгоритм хэширования MD4 (Mes sage Digest Algorithm 4). Некоторые реализации протокола S/Key в качестве односторонней функции используют алгоритм хэши рования MD5 (Message Digest Algorithm 5). Поясним основную идею протокола S/Key на следующем примере. Пусть удаленному пользователю (проверяемой стороне) для регулярного прохождения аутентификации необходим набор из 100 одноразовых паролей. Проверяемой стороне заранее назначается генерируемый случайный ключ К в качестве ее секретного постоянного пароля. Затем проверяющая сторона выполняет процедуру инициализа ции списка одноразовых N= 100 паролей. В ходе данной проце дуры проверяющая сторона с помощью односторонней функции h вычисляет по ключу К проверочное значение ѵѵ10| для 1-го од норазового пароля. Для вычисления значения ѵѵ101 ключ К под ставляют в качестве аргумента функции И и данная функция ре курсивно выполняется 101 раз: W, = h ( K) , w 2 = h(h(K)), w 3 = h(h(h(K))), wioi = h(h(h(...h(K)...))) = hm (K). Идентификатор пользователя и соответствующий этому поль зователю секретный ключ К, а также несекретные числа N и ѵѵ101 сохраняются в БД проверяющей стороны. Число N является но мером одноразового пароля для очередной аутентификации из списка одноразовых паролей. Следует отметить, что после ис пользования каждого такого одноразового пароля номер N умень шается на единицу. В процессе очередной аутентификации, проводимой после инициализации, проверяемая сторона предоставляет проверяю щей стороне свой идентификатор, а та возвращает соответствую щее этому идентификатору число N. В нашем примере N= 100. Затем проверяемая сторона вычисляет по своему секретному ключу К одноразовый пароль w[0Q= hm( - - MK) ) - - . ) ) ) = hm(K) и посылает его проверяющей стороне. Получив значение ѵѵ{00, проверяющая сторона выполняет над ним 1 раз одностороннюю функцию w{01 = h(w'm ). Далее проверяющая сторона сравнивает полученное значение w,'0I со значением w101 из БД. Если они совпадают, то это означает, что и wJoo = ѵѵ100 и, следовательно, аутентификация является ус пешной. В случае успешной аутентификации проверяющая сторона заменяет в БД для проверяемой стороны число w101 на получен ное от нее число ѵѵ^, а число N на N= N - 1. С учетом того, что при успешной аутентификации номер одноразового пароля N для очередной аутентификации уменьшился на 1, в БД про веряющей стороны совместно с идентификатором и секретным ключом К проверяемой стороны будут храниться числа ( N - 1) и wI00. Здесь под ѵѵ100 понимается полученный от проверяемой стороны при успешной аутентификации последний одноразо вый пароль. После использования очередного списка одноразо вых паролей процедура инициализации должна выполняться снова. Иногда желательно, чтобы пользователь имел возможность сам назначать секретный постоянный пароль. Для осуществле ния такой возможности спецификация S/Key предусматривает режим вычисления одноразовых паролей не только на основе секретного пароля, но и на основе генерируемого проверяющей стороной случайного числа. Таким образом, в соответствии с протоколом S/Key за каждым пользователем закрепляется иден тификатор и секретный постоянный пароль. Перед тем как проходить аутентификацию, каждый пользо ватель должен сначала пройти процедуру инициализации оче редного списка одноразовых паролей, т. е. фазу парольной ини циализации. Данная фаза выполняется по запросу пользователя на сервере удаленного доступа. Для ускорения процедуры аутентификации определенное число одноразовых паролей, например несколько десятков, мо жет быть вычислено заранее и храниться на удаленном компью тере в зашифрованном виде. Протокол аутентификации на основе одноразовых паролей S/Key применяют, в частности, для улучшения характеристик протоколов централизованного контроля доступа к сети удален ных пользователей TACACS и RADIUS. 1 3 .2 .2 . Централизованный контроль удаленного доступа Для управления удаленными соединениями небольшой ло кальной сети вполне достаточно одного сервера удаленного дос тупа. Однако если локальная сеть объединяет относительно боль шие сегменты и число удаленных пользователей существенно возрастает, то одного сервера удаленного доступа недостаточно. При использовании в одной локальной сети нескольких сер веров удаленного доступа требуется централизованный контроль доступа к компьютерным ресурсам. Рассмотрим, как решается задача контроля доступа к сети удаленных пользователей в соответствии с обычной схемой, ко гда удаленные пользователи пытаются получить доступ к сете вым ресурсам, которые находятся под управлением нескольких разных ОС. Пользователь дозванивается до своего сервера уда ленного доступа, и RAS выполняет для него процедуру аутенти фикации, например по протоколу CHAP. Пользователь логиче ски входит в сеть и обращается к нужному серверу, где снова проходит аутентификацию и авторизацию, в результате чего по лучает или не получает разрешение на выполнение запрошенной операции. Нетрудно заметить, что такая схема неудобна пользователю, поскольку ему приходится несколько раз выполнять аутентифи кацию — при входе в сеть на сервере удаленного доступа, а по том еще каждый раз при обращении к каждому ресурсному сер веру сети. Пользователь вынужден запоминать несколько разных паролей. Кроме того, он должен знать порядок прохождения разных процедур аутентификации в разных ОС. Возникают так же трудности с администрированием такой сети. Администратор должен заводить учетную информацию о каждом пользователе на каждом сервере. Эти разрозненные БД трудно поддерживать в корректном состоянии. При увольнении сотрудника сложно ис ключить его из всех списков. Возникают проблемы при назначе нии паролей, существенно затрудняется аудит. Отмеченные трудности преодолеваются при установке в сети централизованной службы аутентификации и авторизации. Для централизованного контроля доступа выделяется отдельный сер вер, называемый сервером аутентификации. Этот сервер служит для проверки подлинности удаленных пользователей, определе- 2 0 * ния их полномочий, а также фиксации и накопления регистра ционной информации, связанной с удаленным доступом. На дежность защиты повышается, если сервер удаленного доступа запрашивает необходимую для аутентификации информацию непосредственно у сервера, на котором хранится общая БД сис темы зашиты компьютерной сети. Однако в большинстве случаев серверы удаленного доступа нуждаются в посреднике для взаимодействия с центральной БД системы защиты, например со службой каталогов. Большинство сетевых ОС и служб каталогов сохраняют эта лонные пароли пользователей с использованием одностороннего хэширования, что не позволяет серверам удаленного доступа, стандартно реализующим протоколы РАР и CHAP, извлечь от крытый эталонный пароль для проверки ответа. Роль посредника во взаимодействии между серверами уда ленного доступа и центральной БД системы защиты может быть возложена на сервер аутентификации. Централизованный кон троль удаленного доступа к компьютерным ресурсам с помощью сервера аутентификации выполняется на основе специализиро ванных протоколов. Эти протоколы позволяют объединять ис пользуемые серверы удаленного доступа и сервер аутентифика ции в одну подсистему, выполняющую все функции контроля удаленных соединений на основе взаимодействия с центральной БД системы защиты. Сервер аутентификации создает единую точку наблюдения и проверки всех удаленных пользователей и контролирует доступ к компьютерным ресурсам в соответствии с установленными правилами. К наиболее популярным протоколам централизованного контроля доступа к сети удаленных пользователей относятся протоколы TACACS (Terminal Access Controller Access Control System) и RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service). Они предназначены в первую очередь для организаций, в цен тральной сети которых используется несколько серверов удален ного доступа. В этих системах администратор может управлять БД идентификаторов и паролей пользователей, предоставлять им привилегии доступа и вести учет обращений к системным ре сурсам [9]. Протоколы TACACS и RADIUS требуют применения отдель ного сервера аутентификации, который для проверки подлинно сти пользователей и определения их полномочий может исполь зовать не только собственную БД, но и взаимодействовать с со временными службами каталогов, например с NDS (Novell Directory Services) и Microsoft Windows NT Directory Service. Сер веры TACACS и RADIUS выступают в качестве посредников ме жду серверами удаленного доступа, принимающими звонки от пользователей, с одной стороны, и сетевыми ресурсными серве рами — с другой. Реализации TACACS и RADIUS могут также служить посредниками для внешних систем аутентификации. Рассмотрим особенности централизованного контроля уда ленного доступа на примере протокола TACACS (рис. 13.5). Система TACACS выполнена в архитектуре клиент—сервер [32]. В компьютерной сети, включающей несколько серверов удаленного доступа, устанавливается один сервер аутентифика ции, который называют сервером TACACS (обычно это програм ма, работающая в среде универсальной ОС, чаще всего Unix). На сервере TACACS формируется центральная база учетной информации об удаленных пользователях, включающая их име на, пароли и полномочия. В полномочиях каждого пользователя задаются подсети, компьютеры и сервисы, с которыми он может Ресурсные серверы Рис. 13.5. Схема централизованного контроля удаленного доступа работать, а также различные виды ограничений, например вре менные ограничения. На этом сервере ведется БД аудита, в ко торой накапливается регистрационная информация о каждом логическом входе, продолжительности сессии, а также времени использования ресурсов сети. Клиентами сервера TACACS являются серверы удаленного доступа, принимающие запросы на доступ к ресурсам сети от удаленных пользователей. В каждый такой сервер встроено ПО, реализующее стандартный протокол, по которому они взаимо действуют с сервером TACACS. Этот протокол также называется TACACS. Протокол TACACS стандартизует схему взаимодействия сер веров удаленного доступа с сервером TACACS на основе задания возможных типов запросов, ответов и соединений. Определены запросы, с которыми клиенты могут обращаться к серверу TACACS. Сервер на каждый запрос должен ответить соответст вующим сообщением. Протокол задает несколько типов соедине ний, каждое из которых определяется как последовательность пар запрос—ответ, ориентированная на решение отдельной задачи. Определено три типа соединений: • AUTH — выполняется только аутентификация; • LOGIN — выполняется аутентификация и фиксируется ло гическое соединение с пользователем; • SLIP — выполняется аутентификация, фиксируется логи ческое соединение, подтверждается IP-адрес клиента. С помощью соединения AUTH серверы удаленного доступа перенаправляют серверу TACACS поток запросов на логическое подключение пользователей к сети в целом. Соединение LOGIN служит для перенаправления запросов серверу TACACS на логи ческое подключение пользователей к отдельным компьютерам локальной сети. При соединении AUTH сервер удаленного доступа посылает на сервер TACACS только одно сообщение — пакет AUTH, на который сервер TACACS отвечает сообщением REPLY. Сервер TACACS на основании имеющихся у него данных проверяет пароль и возвращает ответ в виде пакета REPLY, где сообщает об успехе или неуспехе аутентификации. В соответст вии с протоколом TACACS пароль передается между сервером удаленного доступа и сервером аутентификации в открытом виде. Поэтому протокол TACACS необходимо применять совместно с протоколом аутентификации по одноразовым паролям, например с протоколом S/Key. На основании полученных от сервера TACACS указаний сер вер удаленного доступа выполняет процедуру аутентификации и разрешает или не разрешает удаленному пользователю логически войти в сеть. Сервер TACACS может выполнять аутентификацию и авто ризацию удаленных пользователей различными способами: • использовать встроенный механизм аутентификации той ОС, под управлением которой работает сервер; • использовать централизованные справочные системы ОС; • использовать системы аутентификации, основанные на од норазовых паролях, например систему SecurlD; • передавать запросы другим системам аутентификации, на пример, системе Kerberos. Следует отметить, что недостатки протокола TACACS, свя занные с открытой передачей пароля по сети, устранены компа нией Cisco в версии, названной TACACS+. В соответствии с протоколом TACACS+ пароль для передачи по сети шифруется с помощью алгоритма MD5. TACACS+ предусматривает раздель ное хранение БД аутентификационной, авторизационной и учет ной информации, в том числе и на разных серверах. Улучшено взаимодействие с системой Kerberos. Другой распространенной системой централизованной аутен тификации при удаленном доступе является система RADIUS. По своим функциональным возможностям протоколы TACACS и RADIUS практически эквивалентны и являются открытыми стандартами, однако протокол RADIUS стал более популярен среди производителей систем централизованного контроля уда ленного доступа. Это связано с тем, что основанное на нем сер верное ПО распространяется бесплатно. Кроме того, протокол RADIUS менее сложен в реализации. |