Kerberos 认证过程详解

Kerberos这一名词来源于希腊神话“三个头的狗——地狱之门守护者”

kerboros认证过程如下：

前提:client和server都在kdc上已注册.

第一步 Authentication Service Exchange

第二步 Ticket Granting Service Exchange

第三步 Client/Server Exchange

  首先Client向kdc申请server服务,kdc查看server服务是受保护的服务,所以要验证client的身份,这就是第一步,kdc验证client的身份(Authentication Service Exchange).当kdc核实client的身份正确后,会给client一个证明,用这个证明我们可以得到访问server服务的许可证(Ticket),所以我们把这个证明叫做TGT(Ticket Granting Ticket).

当client得到TGT后,用TGT来向kdc索要访问server服务的通行证(Ticket),这就是第二步Ticket Granting Service Exchange.

当client得到通行证(Ticket)后,就与server交互,向server出示通行证(Ticket),即第三步Client/Server Exchange,从可得到server的服务.

以上三步的具体实现要复杂得多,简单介绍如下:

1． Authentication Service Exchange

通过这个Sub-protocol，KDC（确切地说是KDC中的Authentication Service）实现对Client身份的确认，并颁发给该Client一个TGT。具体过程如

下：

Client向KDC的Authentication Service发送Authentication Service Request（KRB_AS_REQ）, 为了确保KRB_AS_REQ仅限于自己和KDC知道，

Client使用自己的Master Key对KRB_AS_REQ的主体部分进行加密（KDC可以通过Domain 的Account Database获得该Client的Master Key）。

KRB_AS_REQ的大体包含以下的内容：

Pre-authentication data：包含用以证明自己身份的信息。说白了，就是证明自己知道自己声称的那个account的Password。一般地，它的内容是

一个被Client的Master key加密过的Timestamp。

Client name & realm: 简单地说就是Domain name\Client Server Name：注意这里的Server Name并不是Client真正要访问的Server的名称，而我们也说

了TGT是和Server无关的（Client只能使用Ticket，而不是TGT去访问Server）。这里的Server Name实际上是KDC的Ticket Granting Service的Server Name。

AS（Authentication Service）通过它接收到的KRB_AS_REQ验证发送方的是否是在Client name & realm中声称的那个人，也就是说要验证发送放是

否知道Client的Password。所以AS只需从Account Database中提取Client对应的Master Key对Pre-authentication data进行解密，如果是一个合法

的Timestamp，则可以证明发送放提供的是正确无误的密码。验证通过之后，AS将一份Authentication Service Response（KRB_AS_REP

）发送给Client。KRB_AS_REQ主要包含两个部分：本Client的Master Key加密过的Session Key（

SKDC-Client：Logon Session Key）和被自己（KDC）加密的TGT。而TGT大体又包含以下的内容

：

Session Key: SKDC-Client：Logon Session Key

Client name & realm: 简单地说就是Domain

name\Client

End time: TGT到期的时间。

Client通过自己的Master Key对第一部分解密获得Session Key（SKDC-Client：Logon Session Key）之后，携带着TGT便可以进入下一步：TGS（

Ticket Granting Service）Exchange。

2． TGS（Ticket Granting Service）Exchange

TGS（Ticket Granting Service）Exchange通过Client向KDC中的TGS（Ticket Granting Service）发送Ticket Granting Service Request

（KRB_TGS_REQ）开始。KRB_TGS_REQ大体包含以下的内容：

TGT：Client通过AS Exchange获得的Ticket

Granting Ticket，TGT被KDC的Master Key进行加

密。

Authenticator：用以证明当初TGT的拥有者是否就是自己，所以它必须以TGT的办法方和自己的Session Key（SKDC-Client：Logon Session Key

）来进行加密。

Client name & realm: 简单地说就是Domain name\Client。

Server name & realm: 简单地说就是Domain name\Server，这回是Client试图访问的那个Server。

TGS收到KRB_TGS_REQ在发给Client真正的Ticket之前，先得整个Client提供的那个TGT是否是AS颁发给它的。于是它不得不通过Client提供的

Authenticator来证明。但是Authentication是通过Logon Session Key（SKDC-Client）进行加密的，而自己并没有保存这个Session Key。所以

TGS先得通过自己的Master Key对Client提供的TGT进行解密，从而获得这个Logon Session Key（SKDC-Client），再通过这个Logon Session

Key（SKDC-Client）解密Authenticator进行验证。验证通过向对方发送Ticket Granting Service Response（KRB_TGS_REP）。这个KRB_TGS_REP有

两部分组成：使用Logon Session Key（SKDC-Client）加密过用于Client和Server的Session Key（SServer-Client）和使用Server的Master

Key进行加密的Ticket。该Ticket大体包含以下一些内容：

Session Key：SServer-Client。

Client name & realm: 简单地说就是Domain name\Client。

End time: Ticket的到期时间。

Client收到KRB_TGS_REP，使用Logon Session Key（SKDC-Client）解密第一部分后获得Session Key（SServer-Client）。有了Session Key和

Ticket，Client就可以之间和Server进行交互，而无须在通过KDC作中间人了。所以我们说Kerberos是一种高效的认证方式，它可以直接通

过Client和Server双方来完成，不像Windows NT 4下的NTLM认证方式，每次认证都要通过一个双方信任的第3方来完成。

我们现在来看看 Client如果使用Ticket和Server怎样进行交互的，这个阶段通过我们的第3个Sub-protocol来完成：CS（Client/Server ）

Exchange。

3． CS（Client/Server ）Exchange

Client通过TGSExchange获得Client和Server的Session Key（SServer-Client），随后创建用于证明自己就是Ticket的真正所有者的Authenticator，并使用Session Key（SServer-Client）进行加密。最后将这个被加密过的Authenticator和Ticket作为Application Service Request（KRB_AP_REQ）发

送给Server。除了上述两项内容之外，KRB_AP_REQ还包含一个Flag用于表示Client是否需要进行双向验证（Mutual Authentication）。

Server接收到KRB_AP_REQ之后，通过自己的Master Key解密Ticket，从而获得Session Key（SServer-Client）。通过Session Key（SServer

-Client）解密Authenticator，进而验证对方的身份。验证成功，让Client访问需要访问的资源，否则直接拒绝对方的请求。

对于需要进行双向验证，Server从Authenticator提取Timestamp，使用Session Key（SServer-Client）进行加密，并将其发送给Client用于

Client验证Server的身份。