网络安全课件-04网络安全身份认证设计(鉴别服务)20100920

©2010常熟理工计算机科学与工程学院10/11网络安全第3讲网络安全身份认证乐德广计算机科学与工程学院常熟理工学院[e-mail]210/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院提纲5.1引言-鉴别性服务5.2身份认证技术概述5.3基于口令的身份认证5.4Kerberos身份认证协议5.5基于X.509的身份认证5.6基于生物特征的身份认证5.7Windows系统身份认证设计5.8AAA认证服务系统设计PAGE310/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院5.1鉴别性鉴别性：证实通信过程涉及的另一方确实具有他们所声称的身份，确保通信是可信的。数据起源鉴别：在通信实体之间没有预先交互的应用中提供对消息起源的证实。对等实体鉴别：在连接建立及数据传输阶段对对等实体的身份进行证实（身份认证）。安全机制：鉴别交换：通过信息交换确信一个实体身份的机制（口令）。数字签名：附加在一个数据单元后面的数据，用来证明数据单元的起源及完整性，以防伪造。PAGE410/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院提纲5.1引言-鉴别性服务5.2身份认证概述5.3基于口令的身份认证5.4Kerberos身份认证协议5.5基于X.509的身份认证5.6基于生物特征的身份认证5.7Windows系统身份认证设计5.8AAA认证服务系统设计PAGE510/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院5.2身份认证简介5.2.1身份认证场景5.2.2身份认证需求5.2.3身份认证途径5.2.4身份认证基本模型5.2.5身份认证设计基本要求5.2.6身份认证技术PAGE610/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院在网络环境系统中什么场景下有用到身份认证？操作系统登录WindowsUnixLinux远程服务登录TelnetFTPEmailVPN网络接入服务Internet校园网企业内部网在线交易网上银行电子证券电子商务PAGE710/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院网络环境下对身份认证需求防止网络欺骗：身份假冒和欺诈防止非法使用网络资源防止非法浏览用户信息PAGE810/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院网络环境下对身份认证需求唯一的身份标识（ID）:uid，uid@domainDN(DistinguishedName):C=CN/S=Beijing/O=TsinghuaUniversity/U=CS/CN=DuanHaixin/Email=[e-mail]抗被动的威胁（窃听），口令不在网上明文传输源目的sniffer进行下列网络服务的身份认证时，口令传输哪些是明文传输，哪些是加密传输：Telnet，FTP，SMTP，SSHPAGE910/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院网络环境下对身份认证需求抵抗主动的威胁，比如阻断、伪造、重放,网络上传输的认证信息不可重用加密解密passwd$%@&)*=-~`^,{PAGE1010/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院网络环境下对身份认证需求单向认证双向认证域名欺骗、地址假冒等路由控制单点认证（SingleSign-On）用户只需要一次认证操作就可以访问多种服务可扩展性的要求PAGE1110/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院网络环境下对身份认证需求本地多用户认证Login：如何管理口令远程用户认证一次性—访问资源或者服务之前进行认证多次访问资源或者服务—身份，获得credential—利用credential访问资源或者服务PAGE1210/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院身份认证基本途径基于你所知道的（Whatyouknow）知识、口令、密码基于你所拥有的（Whatyouhave）身份证、信用卡、钥匙、智能卡、令牌、私钥等基于你的个人特征（Whatyouare）指纹，笔迹，声音，手型，脸型，视网膜，虹膜双因素、多因素认证PAGE1310/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院身份认证的基本模型申请者（Claimant）验证者（Verifier）认证信息AI（AuthenticationInformation）可信第三方(TrustedThirdParty)申请AI验证AI申请AI验证AI交换AIPAGE1410/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院身份认证的基本模型假设A和B要进行通讯，A和B有一个共享的密钥Kab,如何利用这个密钥进行认证，并且商定一个会话密钥Ks1AB:(IDA||N1)2BA:EKab[Ks,IDB,f(N1),N2)]3AB:EKs[f(N2)]这里的f函数为某个确定的运算，比如f(x)=x+1AKabB我是A告诉你Ks，以后就用它，别让别人知道好的，我用它试试，可我怎么知道你是B呢如果你知道Kab,那么你就知道Ks,我就知道你是APAGE1510/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院身份认证的基本模型假设A和B要进行通讯，A和B与KDC各有一个共享密钥Ka和Kb,如何利用这两个密钥进行认证，并且商定一个会话密钥KsAKDC:(IDA||IDB||N1)KDCA:EKa[Ks||IDB||N1||EKb(Ks,IDA)]AB:EKb(Ks,IDA)||EKs(M)AKbB我是A，我想和B通讯KDCKa我把必要的信息告诉你我把消息给你，如果你是B,你就可以解开会话密钥Ks，由A送给B的认证信息PAGE1610/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院身份认证设计基本要求可识别率最大化可欺骗率最小化不可传递性相互认证第三方可信任安全存储成本最小化计算有效性节省通信带宽PAGE1710/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院常用的身份认证技术/协议口令认证技术简单口令认证质询/响应认证一次性口令认证（OTP）Kerberos认证技术基于公钥证书的身份认证基于生物特征的身份认证PAGE1810/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院回顾身份认证-鉴别性身份认证概述应用场景安全需求途径与方法基本模型设计基本要求身份认证技术PAGE1910/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院上讲回顾网络安全中的“数据加密”。网络安全服务：机密性PBE（对称+H）PBE+SALTH（口令）磁盘加密文件系统加密传输加密（对称+公钥）网络安全中的“身份认证”。网络安全服务：鉴别性场景方式（单向、双向、单点）本地与远程模型基本途径—Know—Have—BePAPPAGE2010/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院提纲5.1引言-鉴别性服务5.2身份认证技术概述5.3基于口令的身份认证5.4Kerberos身份认证协议5.5基于X.509的身份认证5.6基于生物特征的身份认证5.7Windows系统身份认证设计5.8AAA认证服务系统设计PAGE2110/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院安全口令认证系统设计内容口令传输口令验证口令存储口令管理PAGE2210/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院5.3基于口令的身份认证5.3.1本地简单口令认证5.3.2简单口令认证协议（PAP）5.3.3一次性口令（OTP）5.3.4质询/响应认证协议（CHAP）5.3.5口令的管理PAGE2310/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院简单口令认证本地简单口令认证口令帐户查询帐户/口令信息表系统已知合法帐户的密码口令是否正确？比较认证通过认证没通过是否PAGE2410/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院简单口令认证Windows本地登录认证WinlogonGINAmsv1_0LSASAMPAGE2510/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院简单口令认证Linux本地登录认证密码帐户查询/etc/passwd密码正确？认证通过退出是否合法帐户？加密算法（Hash）查询/etc/shadow否PAGE2610/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院简单口令认证PAP(PasswordAuthenticationProtocol)：RFC1334口令认证协议两次握手验证过程用户名和密码以明文（不加密的）形式发送到远程访问服务器客户端（Client）请求信息（用户名，密码）服务器端（Server）验证结果（Ack/Nak）PAGE2710/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院简单口令认证Code1Authenticate-Request2Authenticate-Ack3Authenticate-NakCodeIdentifierLengthPeer-IDLengthPeer-IDPasswordLengthPasswordPAP请求包格式CodeIdentifierLengthMsg-LengthMessagePAP应答包格式PAGE2810/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院简单口令认证PAP简单且易于实现。PAP存在很大的安全问题，用户的用户名和密码是以明码的方式进行传送的，数据在从用户端发出到认证方接收到的整个过程中毫无遮拦的暴露在线路上面。CodeIdentifierLengthPeer-IDLengthPeer-IDPasswordLengthPasswordPAP请求包格式CodeIdentifierLengthMsg-LengthMessagePAP应答包格式PAGE2910/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院一次性口令认证（OTP）OTP:OneTimePassword系统在用户登录时给用户提供一个随机数，用户将这个随机数送入口令发生器，口令发生器以用户的密钥对随机数加密，然后用户再将口令发生器输出的加密口令送入认证系统。认证系统再进行同样方法计算出一个结果，比较两个结果决定是否该身份有效。动态口令口令序列（S/Key）时间同步（SecurID）挑战/应答（异步）PAGE3010/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院一次性口令认证（OTP）口令序列（S/Key）Lamport,L.,PasswordAuthenticationwithInsecureCommunication,CommunicationsoftheACM24.11,November1981,770-772.Haller,N.,TheS/KEYOne-TimePasswordSystem,ProceedingsoftheISOCSymposiumonNetworkandDistributedSystemSecurity,February1994,SanDiego,CARFC1760：TheS/KEYOne-TimePasswordSystem.1995口令为一个单向的前后相关的序列。系统只用记录第N个口令。用户第i（1iN）个口令登录时，系统用单向算法算出第i+1个口令与自己保存的第i+1个口令匹配，以判断用户的合法性。PAGE3110/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院一次性口令认证（OTP）s：种子数H：哈希函数N：序列最大值Pi：口令序列sH(s)H2(s)Hi(s)HN-1(s)HN(s)P1PN-1P0PAGE3210/11网络安全©2010常熟理工计算机科学与工程学院一次性口令认证（OTP）时间同步（RSASecurID）以用户登录时间作为随机因子RSA公司的专利登录密码=HASH（用户名+密码+时间）要求通信