RFC1760 翻译 S/KEY一次性口令认证

S/KEY 一次性口令认证  （ RFC1760-- 翻译者 smartlinux）

概况
   Internet上计算机常常受到的一种攻击是窃听: 通过在网络连接上进行窃听获得合法用户的ID和密码。攻击者会在以后使用获得的ID和密码来获得系统的访问权。 S/KEY一次性口令认证就是用来对抗这种重放攻击的。
   使用S/KEY，只有一个口令会在网络上出现。 用户的真正密码任何时候都不会出现在网络上，包括登录过程图、执行其它需要认证的命令（Unix中的su）。因此，窃听攻击就没有效果了。正是由于不需要在任何系统中保存秘密信息（包括保护的主机），安全性得到了提高。
  S/KEY保护认证子系统不受外来的被动攻击。它无法阻止窃听者对私有数据的访问， 无法防范拦截并修改数据包的攻击， 无法防范内部攻击。

介绍
    S/KEY一次性口令认证系统包括两部分。在客户端上，需要产生合适的一次性口令。在服务器上，服务器需要验证一次性口令并支持用户密钥的安全变换。
    S/KEY系统的客户端通过多次执行hash函数来产生一次性口令。每使用一次，执行的次数减1，因此可以得到一个唯一的密钥序列。服务器通过进行一次hash运算并与上次的结果进行碧聊来验证一次性口令。 这种就是是由Leslie Lamport首先提出的。

安全hash函数
    一个安全hash函数能够很容易的进行正向运算，但是无法反向运算。S/KEY是基于Ronald Rivest设计的MD4消息摘要算法。在S/KEY认证系统使用后，MD5消息摘要算法也出现了。由于很多客户端已经发布，我们选择继续使用MD4算法。有些地方已经使用基于MD5的系统。显然，客户端和服务器要使用同样的hash函数。
    S/KEY系统的口令长度为64位。这个长度相信是足够安全的，而且在需要输入的时候也很方便。
    S/KEY系统多次使用安全hash函数运算，得到一个64位的输出。MD4接受一个任意长度的输入，产生128bit的输出。（MD5算法的长度128bit，SHA1算法的输出长度160bit。值得一提的是我国的王小云教授已经找到了MD5的碰撞算法，非常值得自豪。不过有些人错误的成为“破解”）S/KEY安全hash函数包括对64bit的数据使用MD4算法进行计算，并把结果折半并进行异或获得一个64位的输出。

一次性口令的产生
    这部分描述S/KEY一次性口令的计算。它包括对所有输入进行组合的预处理步骤，包括使用多次hash函数的产生步骤，包括将64bit一次性口令以可读格式现实的过程。
    客户端的密钥可是是任意长度，应该多于8个字符。由于S/KEY需要64bit的输入，因此需要一个预处理的步骤。在这步中，密钥和从服务器端以明文传输过来的种子拼接在一次。这个明文的种子使用户可以在多台计算机上使用同一个密钥，通过更换种子保证密钥的安全。（为了方便解析，种子不包括任何空格，应该由字母和数字组成） 拼接后的结果通过MD4算法，并通过异或算法得到8字节。
    下面这段代码使用RFC1320定义的MD4算法并包括了预处理过程：
         strcpy(buf,seed);
         strcat(buf,passwd);
         MDbegin(&md)
         MDupdate(&md,(unsigned char *)buf,8*buflen);

         /* Fold result to 64 bits */
         md.buffer[0] ^= md.buffer[2];
         md.buffer[1] ^= md.buffer[3];

    通过对预处理结果进行多次安全hash函数的处理得到一系列的一次性口令。也就是说，第一个一次性口令通过对S进行用户指定的N次hash运算得到。下一个一次性口令通过对S进行N－1次hash运算得到。监听一次性口令传输的窃听者无法得到后继的口令（要得到后继的口令相当于对hash函数进行逆向运算）。

密钥的形式
   上面的过程得到的一次性口令是64bit。输入64bit是非常困难的，而且很容易错误。 有些S/KEY系统的一次性口令计算机程序将这个口令插入到输入流，另外的允许系统剪切和复制。有一些需要手工输入。S/KEY系统设计的时候就考虑了不影响自动方式而且要方便手工输入。因此，一次性口令被转化为6个短（1-4个字母）英文单词串。每个单词都来自于有2048个单词的字典；每个单词可以编码为11bit，因此所有的一次性
口令都可以被编码。互操作性要求所有的S/KEY系统中服务器和客户端使用相同的字典。标准字典附在后面。

一次性口令的验证
    使用S/KEY系统的服务器一个需要的功能就是发起一个S/KEY系统挑战。 这个挑战把当前的S/KEY系统参数（序列号和种子）发送给客户端。非常重要的是S/KEY系统挑战必须是标准格式，这样自动化的客户端才可以识别并提取参数。挑战的格式：
    s/key 序列号 种子
这三个值用单空格间隔。挑战以空格或者新行结束。
    给定参数和密钥，客户端可以计算出一次性口令。然后，它将一次性口令发给服务器进行验证。
    服务器有一个文件（Unix系统中是/etc/skeykeys），这个文件包含每个用户最后一次成功登录时的一次性口令，或者是使用keyinit命令（这个命令的名字与实现无关）初始化的第一个一次性口令。要验证一个认证请求，服务器把收到的一次性口令传给安全hash函数进行一次运算。如果结果与上一次保留的一次性口令匹配，那么认证通过并将收到的一次性口令保存下来供以后使用。
    由于使用hash函数的次数会逐次减1， 因此过一段时间后用户需要重新初始化无法登录的系统。这个通过使用keyinit命令完成，这个命令可以修改密钥，重复次数，种子。一个常常使用的技巧将种子的尾数增大并重新设置重复次数（通常的范围是500-1000）。

客户端
    有好几个程序可以用来计算S/KEY的一次性口令。最基本的计算器是key命令，格式如下：
    key [-n count] sequence seed可选项count用来显示多个一次性口令。这在要产生一个一次性口令列表时比较有用。
    最自动化的计算器程序时termkey程序，它作为一个终端运行并常驻在PC上。它扫描平湖，找到S/KEY参数，提示输入密码，自动将一次性口令填入键盘缓冲区。

致谢，参考文献以及附录的词典  统统省略，需要的可以到查看。 翻译的比较粗略，如果有错误，请大家指出。  相信不会影响大家的理解。