Xây dựng kerberos bảo mật chứng thực (ĐỒ ÁN MÔN BẢO MẬT THÔNG TIN)

Đồ án môn học
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC KERBEROS
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
1
Đồ án môn học
1 SƠ LƯƠT VỀ GIAO THỨC
Tên của giao thức Kerberos được lấy từ tên của con chó ba đầu Cerberus
canh gác cổng địa ngục trong thần thoại Hy Lạp. Nó được phát triển trong dự án
Athena của học viện công nghệ MIT- Massachusetts Institute of Technology.
Kerberos một giao thức mật mã dùng để xác thực trong các mạng máy tính
theo mô hinh hình mô hình client-server hoạt động trên những đường truyền
không an toàn. Giao thức Kerberos có khả năng chống lại việc nghe lén hay gửi
lại các gói tin cũ và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu. Mục tiêu khi thiết kế giao
thức này là nhằm vào và đảm bảo tính toàn vẹn và tính bảo mật cho thông tin
truyền đi cả hai chiều.
Lịch sử phát triển
Học viện công nghệ Massachusetts (MIT) phát triển Kerberos để bảo vệ các
dịch vụ mạng cung cấp bởi dự án Athena. Giao thức đã được phát triển dưới
nhiều phiên bản, trong đó các phiên bản từ 1 đến 3 chỉ dùng trong nội bộ MIT.
Các tác giả chính của phiên bản 4, Steve Miller và Clifford Neuman, đã
xuất bản giao thức ra công chúng vào cuối thập niên 1980, mặc dù mục đích
chính của họ là chỉ phục vụ cho dự án Athena.
Phiên bản 5, do John Kohl và Clifford Neuman thiết kế, xuất hiện trong tài
liệu (RFC1510) vào năm 1993 (được thay thế bởi RFC 4120 vào năm 2005 với
mục đích sửa các lỗi của phiên bản 4.
MIT đã cung cấp các phiên bản thực hiện Kerberoslo miễn phí dưới giấy
phép tương tự như dùng cho các sản phẩm BSD (Berkeley Software
Distribution).
Chính phủ Hoa Kỳ đã cấm xuất khẩu Kerberos vì nó có sử dụng thuật toán
DES 56 bit. Tuy nhiên, trước khi chính sách xuất khẩu của Hoa Kỳ thay đổi năm

2000, đã có phiên bản KTH-KRB viết tại Thuỵ Điển thực hiện
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
2
Đồ án môn học
Kerberos 4 được phân phối rộng rãi bên ngoài Hoa Kỳ. Phiên bản này được
dựa trên một phiên bản khác có tên là eBones. eBones lại dựa trên một phiên bản
được xuất khẩu của MIT thực hiện Kerberos 4 (patch-level 9) gọi là Bones (loại
bỏ các hàm mật mã và các lệnh gọi chúng). Eric Young, một lập trình viên người
Austraulia, đã phục hồi lại các lệnh gọi hàm và sử dụng các hàm mật mã trong
thư viện của anh ta. Một phiên bản khác thực hiện Kerberos 5, Heimdal, cũng
được thực hiện bởi nhóm đã xuất bản KTH-KRB.
Các hệ điều hành Windows 2000, Windows XP và Windows Server 2003 sử
dụng một phiên bản thực hiện Kerberos làm phương pháp mặc định để xác thực.
Những bổ sung của Microsoft vào bộ giao thức Kerberos được đề cập trong tài
liệu RFC 3244 ("Microsoft Windows 2000
Kerberos Change Password and Set Password Protocols"). Hệ điều hành Mac OS
X cũng sử dụng Kerberos trong các phiên bản Clients và Server của mình.
Năm 2005, nhóm làm việc của IETF về Kerberos cập nhật các đặc điểm kỹ
thuật tại địa chỉ Các cập
nhật gần đây bao gồm:
 RFC 3961: Các quy định về mật mã hóa và kiểm tra tổng
 RFC 3962: Mã hoá AES cho Kerberos 5
 RFC 4120: Phiên bản mới về tiêu chuẩn Kerberos V5: "The Kerberos
Network
 Authentication Service (V5)". Phiên bản này thay thế RFC 1510, làm rõ
các vấn đề của giao thức và cách sử dụng;
 RFC 4121: Phiên bản mới của tiêu chuẩn GSS-API: "Cơ cấu GSS-API
của Kerberos Version 5: Version 2."
 Ứng dụng của Kerberos
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng

3
Đồ án môn học
Ngày nay dịch vụ xác thực Kerberos này được ứng dụng nhiều ở thực tiễn
như là
 Tích hợp trong các ứng dụng mạng
 OpenSSH (với Kerberos v5 hoặc cao hơn)
 NFS (kể từ NFSv3)
 PAM (với modular pam_krb5)
 SOCKS (kể từ SOCKS5)
 Apache (với modular mod_auth_kerb)
 Dovecot IMAP4 và POP3
 Một cách gián tiếp, tất cả phần mềm sử dụng SASL để nhận thực, chẳng
hạn như penLDAP
 Bộ Kerberos còn đi kèm với các bộ phần mềm client/server của rsh,
FTP và Telnet
 Hệ thống X Window
 Thẻ thông minh Smark Card
 Được tích hợp để xác thực trong các hệ điêu hành mạng.
 Xây dưng tích hợp trong các hệ thống xác thực của các ngân hàng.
 Tích hợp kerboros trong các hệ thống bastion host
 MỤC TIÊU VÀ YÊU CầU CỦA HỆ THỐNG KERBEROS
Trước khi miêu tả hệ thống xác thực Kerberos và nguyên tắc hoạt động của
nó chúng ta tìm hiểu về mục tiêu và các yêu cầu đặt ra cho một hệ thống
Kerberos:
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
4
Đồ án môn học
Mục Tiêu
Mật khẩu của người dùng không bị thất lạc trên mạng.
Đảm bảo mật khẩu của khách hàng không lưu trữ trực tiếp trên máy người

dùng mà dược loại bỏ ngay sau khi sử dụng
Mật khẩu của người dùng không bao giờ nên được cất giữ trong một hình
thức không được mật mã ngay cả trong cơ sở dữ liệu máy chủ dịch vụ.
Người sử dụng có yêu cầu nhập mật khẩu duy nhất một lần mỗi phiên làm
việc. Vì vậy người sử dụng có thể truy cập tất cả các dịch vụ mà họ được ủy uyền
cho mà không cần phải nhập lại mật khẩu trong phiên này. Đặc tính này được gọi
là Single Sign-On
Quản lý thông tin xác thực là tập trung và cư trú trên máy chủ xác thực. Các
máy chủ ứng dụng không trực tiếp xác thực thông tin cho người dùng của họ,
điều này làm cho hệ thống có được các hệ quả:
 Người Quản trị quản lý tập trung tài khoản người dùng trên các máy chủ
xác thực mà không cần thao tác trên các máy chủ dịch vụ.
 Khi người dùng thay đổi mật khẩu của mình, nó được thay đổi cho tất cả
các dịch vụ cùng một lúc.
 Không có sự xác thực thừa nhằm bảo vệ được mật khẩu.
Không chỉ những người sử dụng phải chứng minh rằng họ là những người
họ nó mà các máy chủ ứng dụng phải xác thực lại của khách hàng của họ có đúng
không. Đặc tính này được gọi là xác thực chéo.
Sau khi hoàn thành xác nhận và uỷ quyền, Client và Server phải có khả
năng thiết lập một kết nối đã mã hóa, nếu được yêu cầu. Đối với mục đích này,
Kerberos cung cấp hỗ trợ cho các thế hệ và trao đổi của một khoá mật mã sẽ
được sử dụng để mã hóa dữ liệu.
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
5
Đồ án môn học
Yêu Cầu
Để Kerberos đạtđược mục tiêu đã đặt ra, phải đảm bảo các yêu cầu sau:
 Bảo mật(security)
 Tin cậy(reliability)
 Minh bạch (transparency)

 Uyển chuyển (scalability)
 HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG KERBEROS
1.2. Môi trường hoạt động của kerberos (Kerberos Realms)
Để có thể triển khai một hệ thống hoạt động với dịch vụ Kerberos, yêu cầu
về môi trường:
 Có ít nhất 1 máy chủ cài đặt dịch vụ Kerberos (Kerberos Server).
 Các Clients phải được đăng ký với máy chủ Kerberos.
 Một số các máy chủ ứng dụng đóng vai trò phân bổ các khóa với máy
Kerberos.
Để có kerberos Realms hoạt động ta cần có Một vùng một quản trị
(administrative domain)
Nếu như có nhiều realms, Kerberos servers phải phân bổ các khóa và ủy
thác cho các realms
Nguyên tắc hoạt động chung
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
6
Đồ án môn học
Giao thức Kerberos được xây dựng dựa trên giao thức Needham-Shroeder
(NS giao thức).Mô tả trong một bài báo xuất bản năm 1978 của Roger Needham
và Michael Shroeder, nó được thiết kế để cung cấp một dịch vụ chứng thực phân
phối an toàn, thông qua mật mã khóa bí mật.
Kerberos sử dụng một bên thứ ba tham gia vào quá trình nhận thực gọi là
"trung tâm phân phối khóa" ( key distribution center - KDC). KDC bao gồm hai
chức năng: "máy chủ xác thực" (authentication server - AS) và "máy chủ cung
cấp vé" (Ticket Granting Server - TGS). "Vé" trong hệ thống Kerberos chính là
các chứng thực chứng minh nhân dạng của người sử dụng.
Đối với người sử dụng, các khóa bí mật chính là băm thông tin đầu vào khi
đăng ký thường được lưu trong các trung tâm phân phối khóa trên server
Kerberos. Mỗi người sử dụng (cả máy chủ và máy khách) trong hệ thống chia sẻ
một khóa chung với máy chủ Kerberos. Việc sở hữu thông tin về khóa chính là

bằng chứng để chứng minh nhân dạng của một người sử dụng. Trong mỗi giao
dịch giữa hai người sử dụng trong hệ thống, máy chủ Kerberos sẽ tạo ra một
khoá phiên dùng cho phiên giao dịch đó.
Đối với một dịch vụ, chính là một chuỗi ngẫu nhiên tạo ra, hoạt động như
một mật khẩu, nó cũng được lưu giữ trong Trung tâm phân phối khóa, và trong
một tập tin gọi là keytab trên máy của bên dịch vụ.
Đối với sơ đồ này để làm việc, khách hàng và dịch vụ phải tin tưởng một
dịch vụ của bên thứ ba (các máy chủ Kerberos ), cung cấp khóa xác thực phân
phối chúng theo yêu cầu
Hoạt động Kerberos được dựa trên vé. Vé là một chuổi dữ liệu mã hóa được
truyền qua mạng, và được lưu trữ trên máy của khách hàng. Cách lưu trữ phụ
thuộc vào hệ điều hành và cấu hình của khách hàng. Theo cách thông thường, nó
được lưu trữ như tập tin dạng text khả năng tương thích với nhiều hệ điều hành
khác nhau.
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
7
Đồ án môn học
Mô tả giao thức
Kerberos được mô tả như sau A sử dụng máy chủ kerberos S để chứng thực
với máy chủ dịch vụ B.
 AS :A,B
 SA : { T
S
, L, K
AB
, B, {T
S
, L, K
AB
, A}K

BS
}K
AS
 AB: {T
S
, L, K
AB
, A}K
BS
, { A,T
A
}K
AB

 BA: { T
A
+ 1 }K
AB

An ninh của giao thức phụ thuộc rất nhiều vào các trường T (đánh dấu thời
điểm) và L (thời hạn) của các gói tin. Đây chính là các chỉ thị về tính chất mới
của các gói tin và chống lại các tấn công gửi lại các gói tin cũ.
Trong các bản tin ở trên, máy chủ S bao gồm cả dịch vụ xác thực và cung
cấp vé. Trong gói tin { T
S
, L, K
AB
, B, {T
S
, L, K

AB
, A}K
BS
}K
AS

 K
AB
chính là khóa phiên giữa A và B;
 {T
S
, L, K
AB
, A}K
BS
là vé gửi từ máy khách tới máy chủ;
 { A,T
A
}K
AB
là phần để xác thực A với B;
 { T
A
+ 1 }K
AB
để khẳng định lại xác thực của B và thông qua đó chấp
nhận A. Điều này cần thiết để hai bên nhận dạng lẫn nhau.
 Các thành phần trong hệ thống kerberos
Phần này cung cấp các định nghĩa của các đối tượng và điều kiện, kiến thức
trong đó là điều cần thiết cho các mô tả về giao thức Kerberos.

Realm và Principa
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
8
Đồ án môn học
 Realm: Chính là một tên miền để thiết lập giới hạn trong phạm vi mà một
máy chủ xác thực có thẩm quyền để xác thực người dùng, máy chủ lưu trữ hoặc
dịch vụ. Điều này không có nghĩa là xác thực giữa một người dùng và dịch vụ
mà họ phải thuộc các lĩnh vực quản lý các máy chủ xác thực kerberos.
 Principal: Tên một chỉ mục trong cơ sở dữ liệu máy chủ xác thực là các
thành phần tham gia xác thực trong hệ thống bao gồm người sử dụng và các
server
 Trung tâm phân phối khoá (KDC- Key Distribution Centre)
KDC là đối tượng cơ bản trong hệ thống Kerberos liên quan đến việc xác
thực người dùng và dịch vụ. Các máy chủ xác thực trong một realm kerberos có
chức năng phân phối vé giữ người dùng và nhà cung cấp dịch vụ, được gọi là
Trung tâm phân phối khóa KDC. Nó có thể nằm hoàn toàn trên một máy chủ vật
lý duy nhất (đôi với hệ thống đơn giản ) chia thành ba phần chính:
 Server xác thực
 Máy chủ cung cấp .
 Cơ sở dữ liệu
 Server xác thực-Authentication Server (AS)
 Máy chủ xác thực ( authentication server – AS ) AS là một phần của
KDC trả lời yêu cầu xác thực từ các khách hàng
 Khi người sử dụng có yêu cầu xác nhận, họ đăng nhập bằng tài khoản và
mật khẩu của mình ( có thể đăng ký hoặc khởi tạo tài khoản người dùng mới ).
Để đáp lại một yêu cầu xác thực của người dùng AS cấp cho họ một TGT nếu
người sử dụng thực sự là người mà họ nói mà AS đã định danh. Người dùng có
thể sử dụng TGT để có được cung cấp vé dịch vụ khác mà không cần phải đăng
nhập lại.
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng

9
Đồ án môn học
 Server cấp vé-Ticket Granting Server (TGS )
 Trong hệ thống Kerberos chính là các chứng thực định danh người sử
dụng. Nó có nhiệm vụ kiểm tra tính hợp lệ TGS đảm bảo sự xác thực giưa người
dùng máy chủ ứng dụng.
 Nếu các đinh danh của server TGS trên vé TGT củ người dùng là hợp lệ
nó sẽ cấp cho người dùng 1 vé thông hành mới để có thể truy cập vào các server
ứng dụng gọi là TGS.
 Cơ sở dữ liệu
Cơ sở dữ liệu cho các mục chứa các liên kết với người sử dụng và dịch vụ.
Tham chiếu tới các mục mới bằng cách sử dụng nhánh chính (tức là tên của mục
nhập). Mỗi mục chứa các thông tin sau:
 Khoá mật mã và có thông tin liên quan.
 Thời gian hiệu lực tối đa cho một vé
 Thời gian tồn tại tối đa một vé, có thể được gia hạn (chỉ ở Kerberos 5).
 Các thuộc tính hoặc cờ đặc trưng cho những hành vi của vé.
 Mật khẩu hết hạn.
Để đảm bảo các thông tin này sẽ được mã hóa và sao lưu và việc trao đổi
giữa các các máy với nhau.
Vé (Ticket)
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
10
Đồ án môn học
 Một vé là một cái gì đó mà Client gởi đến một ứng dụng máy chủ để
chứng minh sự xác thực của nó để nhận dạng. Vé được phát hành bởi các máy
chủ xác thực và được mã hóa bằng cách sử dụng khoá bí mật của các dịch vụ mà
họ được dành cho. Khoá này là một bí mật chỉ được chia sẻ giữa các máy chủ
xác thực và máy chủ cung cấp các dịch vụ, ngay cả những Client chỉ có thể yêu
cầu cấp vé nhưng không có quyền xem thay đổi nội dung của nó. Chính thông tin

chứa trong một vé bao gồm:
 Những yêu cầu của người sử dụng thiết yếu (thông thường Username).
 Các thiết yếu của các dịch vụ đó là dành cho.
 Địa chỉ IP của máy khách mà từ đó các vé có thể được sử dụng.
 Ngày và thời gian (trong thời gian định dạng) khi những vé có tính hợp
lệ .
 Vòng đời tối đa của vé
 Các khóa phiên (điều này có một vai trò cơ bản được mô tả dưới đây).
 Mỗi một vé có hạn sử dụng ( thường 10 giờ ). Đây là điều cần thiết giúp
các máy chủ xác thực có thể kiểm soát tốt hơn đối với một vé đã được ban hành.
Realm quản trị có thể ngăn ngừa việc phát hành mới hoặc thu hồi vé cho một
người sử dụng vào bất kỳ thời diểm nào, nó có thể không ngăn cản người sử
dụng bất hợp pháp khi họ có vé. Đây là lý do cho việc giới hạn vòng đời của vé
để hạn chế thay thế và mạo danh người sử dụng hợp pháp.
 Khóa phiên
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
11
Đồ án môn học
Như chúng ta đã thấy, người dùng và các dịch vụ chia sẻ một bí mật với các
KDC. Đối với người sử dụng khóa nay chinh là phép băm các thông tin đầu vào
và mật khẩu cho.Đối với server dịch vụ, đó là chìa khóa bí mật của họ (được đặt
bởi quản trị viên). Các khóa này được gọi là khóa dài hạn, vì nó không thay đổi
khi phiên làm việc thay đổi.
Tuy nhiên, nguoif sử dung vẫn phải xác thực đối với server dịch vụ ít nhất
là cho thời gian trong đó có một khách hàng đã có một phiên làm việc mở trên
dịch vụ đó điều này quan trọng, tạo ra bởi các KDC khi một vé đã được ban
hành, được gọi là các khóa phiên. Các bản sao dành cho dịch vụ này là bao bọc
KDC trong vé (trong bất kỳ trường hợp nào ứng dụng máy chủ của họ hiểu biết
khóa dài hạn và có thể giải mã nó và trích các khóa phiên), trong khi các bản sao
dành cho người sử dụng đã đóng gói trong một gói được mã hóa với người sử

dụng khoá lâu dài. Các khóa phiên đóng một vai trò cơ bản trong chứng minh
xác thực của người sử dụng.
Mã hóa
Như chúng ta thấy thấy Kerberos thường được nhu cầu để mã hóa và giải
mã thông điệp (vé và khóa) đi qua giữa những người khác nhau trong việc xác
thực. Điều quan trọng cần lưu ý là chỉ sử dụng Kerberos mã hóa khóa đối xứng
(nói cách khác khóa cùng được sử dụng để mã hóa và giải mã ).
Kerberos 4 thực hiện một loại mã hóa mà là ở DES 56 bit. Sự yếu kém này
đã dẫn đến dễ bị tấn công làm cho Kerberos 4 bị lỗi thời. Phiên bản 5 của
Kerberos, hỗ trợ rất nhiều kiểu mã hóa phức tạp khác nhau tùy vào việc triển
khai trên một mô hinh cụ thể nào đó. vì vậy tính linh hoạt và mở rộng của giao
thức đã được nâng caolàm cho Kerberos 5 có khã năng tương thích cao với nhiều
hệ thống khác nhau. Để khách hàng có thể sử dụng ứng dụng xác thực bằng cách
sử dụng các máy chủ khác nhau, họ phải có ít nhất một loại mã hóa chung.
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
12
Đồ án môn học
Những khó khăn liên quan đến việc triển khai vận hành giữa UNIX của
Kerberos 5 và tồn tại trong Active Directory của Windows là giới hạn hỗ trợ mã
hóa chỉ dưng lại ở DES 56 bit. Điều này sẽ làm giảm tính an toàn của hệ thống.
Vấn đề này sau đó đã được giải quyết với phiên bản 1,3 của MIT Kerberos 5.
Phiên bản này được giới thiệu RC4-HMAC và bộ ba DES (3DES) và mới hơn
AES 128 và AES 256 đáng đề cập đến.
Hoạt Động
Kerberos không xây dựng các giao thức chứng thực phức tạp cho mỗi máy
chủ mà hoạt động dựa trên một máy chủ chứng thực tập trung KDC (Key
Distribution Centre). KDC cung cấp vé cho việc chứng thực người dùng và bảo
mật truyền thông bởi khoá phiên trong vé gồm3 giai đoạn và 6 bước trao đổi
 Client chứng thực AS (Authentication Server - biết khoá mật của tất cả
người dùng được lưu giữ trên một cơ sở dữ liệu tập trung )

AS_REQ là yêu cầu người dùng xác thực ban đầu(khởi tạo dich vụ) yêu
cầu này được chuyển trực tiếp tới các thành phần được gọi là KDC
Authentication Server (AS).
AS_REP là trả lời của máy chủ xác thực để yêu cầu trước đó. Về cơ bản nó
chứa TGT (mã hóa bằng cách sử dụng khóa TGS bí mật) và khóa phiên (được mã
hóa bằng khóa bí mật của người dùng yêu cầu)
 Client xác thực TGS (Ticket Granting Server - cung cấp vé dịch vụ cho
phép người dùng truy nhập vào các máy chủ trên mạng)
TGS_REQ là yêu cầu từ khách hàng đến Cấp vé máy chủ (TGS) cho một vé
thông hành. Về cơ bản nó chứa TGT (mã hóa bằng cách sử dụng khóa TGS bí
mật) và khóa phiên (được mã hóa bằng khóa bí mật của người dùng yêu cầu)
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
13
Đồ án môn học
TGS_REP là trả lời của Cấp vé máy chủ để yêu cầu trước đó.Nằm bên
trong là vé dịch vụ theo yêu cầu (được mã hóa với khóa bí mật của dịch vụ) và
phiên dịch vụ một khóa tạo ra bởi TGS và được mã hóa bằng khóa phiên trước
đó được tạo ra bởi AS.
 khách hàng truy cập và được cấp phép sử dung dịch vụ
AP_REQ là yêu cầu khách hàng gửi tới một máy chủ ứng dụng để truy cập
vào một dịch vụ. Các thành phần là các dịch vụ bán vé thu được từ TGS với thư
trả lời trước và nhận thực một lần nữa được tạo ra bởi khách hàng, nhưng lần này
được mã hóa bằng khóa phiên dịch (tạo ra bởi TGS);
AP_REP là trả lời rằng các máy chủ ứng dụng cung cấp cho khách hàng để
chứng minh nó thực sự là máy chủ của khách hàng là mong muốn. Gói này
không phải lúc nào cũng được yêu cầu. Các khách hàng yêu cầu máy chủ cho nó
chỉ khi xác thực lẫn nhau là cần thiết.
 Lưu ý tất cả các trao đổi giữa các máy đều dược đóng dấu thời gian
Timestamp
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng

14
Đồ án môn học
Hình 2.1 hoạt động của giao thức kerberos
Trong kịch bản này, người dùng C đăng nhập vào máy trạm client và yêu
cầu truy nhập tới máy chủ V.
Giai đoạn thứ nhất
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
15
Đồ án môn học
Kết nối với AS để lấy về vé xin truy nhập TGS, ticket-granting-ticket
(TGT)
Truyền thông với AS thường là giai đoạn khởi đầu của phiên đăng nhập,
nhằm lấy về dữ liệu chứng thực (TGT) cho TGS, để sau đó lấy về chứng thực
cho các máy chủ khác mà không phải nhập lại khoá bí mật của client. Khoá bí
mật của client được sử dụng cho cả việc mã hoá và giải mã.
Người sử dụng nhập tên và mật khẩu tại máy tính của mình (máy khách).
Phần mềm máy khách thực hiện hàm băm một chiều trên mật khẩu nhận.
được.Kết quả sẽ được dùng làm khóa bí mật của người sử dụng.
Phần mềm máy khách gửi một gói tin (không mật mã hóa) tới máy chủ dịch
vụ AS để yêu cầu dịch vụ. Nội dung của gói tin là: "người dùng U muốn sử dụng
dịch vụ". Cần chú ý là cả khóa bí mật lẫn mật khẩu đều không được gửi tới AS.
AS kiểm tra nhận dạng của người yêu cầu có nằm trong cơ sở dữ liệu của
mình không. Nếu có thì AS gửi 2 gói tin sau tới người sử dụng:
 Gói tin A: "Khóa phiên TGS/Client" được mật mã hóa với khóa bí mật
của người sử dụng.
 Gói tin B: "Vé chấp thuận" (bao gồm chỉ danh người sử dụng (ID), địa
chỉ mạng của người sử dụng, thời hạn của vé và "Khóa phiên TGS/Client") được
mật mã hóa với khóa bí mật của TGS.
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
16

Đồ án môn học
Hình 2.2: Ngừơi dùng truy cập vào AS
Giai đoạn thứ hai
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
17
Đồ án môn học
Trao đổi với máy chủ cấp vé dịch vụ TGS, lấy về service ticket truy nhập
máy chủ V:
Khi nhận được 2 gói tin A và B, phần mềm máy khách giải mã gói tin A để
có khóa phiên với TGS. (Người sử dụng không thể giải mã được gói tin B vì nó
được mã hóa với khóa bí mật của TGS). Tại thời điểm này, người dùng có thể
nhận thực mình với TGS.
Khi yêu cầu dịch vụ, người sử dụng gửi 2 gói tin sau tới TGS:
 Gói tin C: Bao gồm "Vé chấp thuận" từ gói tin B và chỉ danh (ID) của
yêu cầu dịch vụ.
 Gói tin D: Phần nhận thực (bao gồm chỉ danh người sử dụng và thời
điểm yêu cầu), mật mã hóa với "Khóa phiên TGS/Client ".
Khi nhận được 2 gói tin C và D, TGS giải mã C, D rồi gửi 2 gói tin sau tới
người sử dụng:
 Gói tin E: "Vé" (bao gồm chỉ danh người sử dụng, địa chỉ mạng người
sử dụng, thời hạn sử dụng và "Khóa phiên máy chủ/máy khách") mật mã hóa với
khóa bí mật của máy chủ cung cấp dịch vụ.
 Gói tin F: "Khóa phiên máy Server/Client" mật mã hóa với "Khóa
phiên TGS/Client ".
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
18
Đồ án môn học
hình 2.3 : Trao đổi giữa người dùng và TGS
Giai đoạn thứ 3
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng

19
Đồ án môn học
Khi nhận được 2 gói tin E và F, người sử dụng đã có đủ thông tin để nhận
thực với máy chủ cung cấp dịch vụ S. Client gửi tới S hai gói tin:
 Gói tin E thu được từ bước trước (trong đó có "Khóa phiên máy
Server/máy Client" mật mã hóa với khóa bí mật của S).
 Gói tin G: phần nhận thực mới, bao gồm chỉ danh người sử dụng, thời
điểm yêu cầu và được mật mã hóa với "Khóa phiên máy Server/Client".
 Sever giải mã "Vé" bằng khóa bí mật của mình và gửi gói tin sau tới
người sử dụng để xác nhận định danh của mình và khẳng định sự đồng ý cung
cấp dịch vụ:
 Gói tin H: Thời điểm trong gói tin yêu cầu dịch vụ cộng thêm 1, mật mã
hóa với "Khóa phiên Server/Client ".
 Máy khách giải mã gói tin xác nhận và kiểm tra thời gian có được cập
nhật chính xác. Nếu đúng thì người sử dụng có thể tin tưởng vào máy chủ S và
bắt đầu gửi yêu cầu sử dụng dịch vụ.
 Máy chủ cung cấp dịch vụ cho người sử dụng
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
20
Đồ án môn học
Hình 2.4: Người dùng chứng thực với server dịch vụ
Tăng cường bảo mật
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
21
Đồ án môn học
Khi một phiên truyền thông được thiết lập, khoá phiên sẽ được truyền an
toàn đến các bên truyền thông. Điều này sẽ đảm bảo cho hệ thống các tính năng
bảo mật sau:
 Tính xác thực : Không ai gửi một thông điệp sai. Do chỉ có client và máy
chủ dịch vụ có thể biết được khoá phiên nên không thể xảy ra trường hợp có kẻ

thứ ba mạo danh một trong hai bên để tham gia vào phiên truyền thong. Ở đây,
Kerberos đảm bảo tính Chứng thực lẫn nhau.
 Tính riêng tư, tính toàn vẹn : Thông điệp trước khi truyền sẽ được mã
hoá và kí bằng khoá phiên nên thám mã không thể nào có thể đọc hay thay đổi
nội dung thông điệp được truyền.
Như vậy, sử dụng giao thức Kerberos thì ta được đảm bảo tính xác thực,
tính riêng tư, và tính toàn vẹn của các thông điệp được truyền. Đây chính là các
yêu cầu cần và đủ để đảm bảo một phiên truyền thông an toàn. Ngoài ra,
Kerberos còn cung cấp một chức năng quan trọng như sau :
 Hỗ trợ cơ chế uỷ nhiệm : Trong các ứng dụng đa lớp, khi người dùng yêu
cầu một dịch vụ ở tầng giao diện người dùng, từ đây sẽ gửi yêu cầu đến tầng giữa
thực hiện các chức năng của hệ thống đồng thời tạo ra các thao tác truy vấn tới
tầng dữ liệu lấy ra thông tin của người dùng. Thông thường, các tầng nằm phân
tán trong các máy chủ trên mạng nên đều có cơ chế bảo mật độc lập với nhau.
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
22
Đồ án môn học
Hình 2.5 Hỗ trợ uỷ nhiệm trong Kerberos
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
23
Đồ án môn học
Do vé Kerberos có khả năng đại diện vì thế các tầng có thể dùng vé này đại
diện cho người dùng để thực hiện các chức năng được phép. Vì thế, mỗi tiến
trình của mỗi tầng đều có thể xác định chính xác được người dùng mà nó phục
vụ, từ đó có cơ chế phân quyền, auditing phù hợp. Như vậy, với sự hỗ trợ khả
năng uỷ nhiệm trong Kerberos các dịch vụ bảo mật như auditing, phân quyền
được thực hiện một cách dễ dàng.
 Mã hóa sử dụng khoá mật và bên thứ ba được tin cậy
Thuật toán mã hoá điển hình được sử dụng trong Kerberos là DES (Data
Encryption Standard - chuẩn mã hoá dữ liệu). Tuy nhiên thiết kế kiểu modum của

Kerberos cho phép sử dụng các phương pháp mã hoá khác. DES là thuật toán
tiêu chuẩn đối với phương thức mã hoá dựa trên khoá mật.
Trong hệ Kerberos, một máy chủ xác thực trung tâm sẽ chứng nhận danh
tính của tất cả các thực thể (ở đây thực thể có thể là một người dùng, một chương
trình chạy trên máy khách hoạt động nhân danh một người dùng cụ thể, hoặc một
dịch vụ do một máy chủ ứng dụng cung cấp). Chức năng của Kerberos hoàn
toàn dựa trên tính đáng tin cậy của máy chủ xác thực, máy chủ này phải biết mật
khẩu hay khóa của mọi thực thể. Vì vậy một điều rất cốt yếu là bản thân máy chủ
phải được bảo vệ tuyệt đối an toàn.
ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG KERBEROS
1.3. Ưu điểm
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
24
Đồ án môn học
Mỗi khi đăng nhập vào hệ thống (login vào KDC), người dùng sẽ được cấp
một vé TGT để xin các service ticket cho các lần truy nhập sau vào các máy chủ
dịch vụ trong hệ thống. Tức là với vé TGT, người dùng không cần phải nhập định
danh, mật khẩu thêm một lần nào nữa, vì lý do này giao thức Kerberos còn gọi là
giao thức Đăng nhập một lần (Single sign-on).Ta sẽ đánh giá các điểm của năng
SSO theo cả ba quan điểm: của người dùng, của nhà quản trị, nhà phát triển hệ
thống. Theo đó, Kerberos :
 Tăng sự tiện dụng cho người dùng: Người dùng không cần phải đăng
nhập nhiều lần khi sử dụng hệ thống, cũng như không cần phải nhớ quá nhiều
mật khẩu cho các dịch vụ trong hệ thống. Tất cả chỉ là một tài khoản cho hết thảy
các dịch vụ trong hệ thống.
 Hỗ trợ các nhà phát triển hệ thống: SSO cung cấp một framework
chứng thực chung cho các nhà phát triển. Vì thế họ không cần phải quan tâm đến
chứng thực khi xây dựng hệ thống nữa, coi như là các yêu cầu gửi đến hệ thống
đã được chứng thực. Điều này sẽ làm cho các nhà phát triển hoàn toàn yên tâm
về an ninh của hệ thống được xây dựng, mà tránh được công việc nặng nhọc là

xây dựng an toàn bảo mật cho hệ thống mới.
 Làm đơn giản hoá công tác quản trị: Theo truyền thống, mỗi ứng dụng
có cơ sở dữ liệu người dùng riêng phục vụ cho cơ chế chứng thực độc lập của nó,
nên khi các hệ thống tham gia vào mạng, số lượng người dùng sẽ tăng lên rất
nhanh làm quá tải công tác quản trị. Với SSO, mọi hệ thống sử dụng cùng cơ sở
dữ liệu người dùng tập trung vì thế công tác quản trị đã được tập trung hoá, số
lượng người dùng giảm đi rất nhiều.
 Tăng cường bảo mật: Hệ thống SSO có cơ chế chứng thực an toàn cũng
như bảo mật truyền thông trên mạng. Giảm thiểu số lần nhập mật khẩu cũng có
nghĩa là tăng độ an toàn cho hệ thống vì với số lượng mật khẩu nhiều người dùng
thường ghi mật khẩu ra xung quanh, dễ để lộ.
GVHD: Ths: Văn Thiên Hoàng
25