Kerberos: přihlašování snadno a rychle

9. 5. 2008 | Jiří Mlíka | Bezpečnost | 26338×

V druhém díle seriálu si budeme povídat o systému Kerberos. Než se pustíme do vlastní konfigurace, vysvětlíme si několik základních pojmů z Kerbera a podíváme se ve zkratce na to, jak Kerberos funguje.

Obsah

• Kerberos
  • Krok 1
  • Krok 2
  • Krok 3
  • Krok 4
• Konfigurace prvního KDC
  • Krok 1: Instalace software
  • Krok 2: Nezbytná systémová nastavení
  • Krok 3: Konfigurace knihoven Kerbera
  • Krok 4: Konfigurace KDC
  • Krok 5: Vytvoření databáze
  • Krok 6: Vytvoření principalu administrátora
  • Krok 7: Start služeb
  • Krok 8: Spuštění nástroje kadmin
  • Krok 9: Kontrola obsahu databáze
  • Krok 10: Vytvoření principalu uživatele
  • Krok 11: Získání TGT
• Konfigurace klienta
  • Krok 1: Instalace softwaru
  • Krok 2: Nezbytná systémová nastavení
  • Krok 3: Konfigurace knihoven Kerbera
  • Krok 4: Získání TGT
  • Krok 5: Vytvoření lokálního uživatele
  • Krok 6: Instalace PAM modul pro Kerberos
  • Krok 7: Konfigurace PAM
  • Krok 8: Přihlášení pomocí Kerbera
  • Krok 9: Změna hesla
• Závěr

Kerberos

Základním pojmem v Kerberu je principal. Principal v podstatě představuje identitu uživatele. Nemusí se však vždy jednat pouze o fyzického člověka, který se někam přihlašuje. Může se jednat i o identitu počítače nebo o identitu služby. Principal se skládá ze tří částí: primary, instance a realm. Zapisuje se ve formátu primary/instance@REALM.

Část primary představuje buď uživatelské jméno v případě, že se jedná o uživatele, nebo jméno služby, pokud se jedná o službu. Část instance má různý význam pro různé typy principalů. V případě uživatele se jedná o rozšiřující část, která může blíže specifikovat účel, ke kterému se identita používá nebo může být i nulová. Jedná-li se o principal počítače, pak tato část obsahuje jeho plné doménové jméno. Část REALM obsahuje překvapivě jméno realmu. Realm je logická entita, ve které se naše účty nacházejí. Její význam je prakticky totožný s významem pojmu doména ve světě Windows. V praxi se používá jméno realmu totožné se jménem DNS domény převedeným na velká písmena.

Řekněme, že máme v naší testovací síti DNS doménu se jménem firma.local, pak se náš Kerberos realm bude jmenovat FIRMA.LOCAL. Naše principaly mohou vypadat podobně jako v následující tabulce.

user0@FIRMA.LOCAL	pricipal běžného uživatelského účtu uživatele user0
administrator/admin@FIRMA.LOCAL	pricipal speciálního uživatelského účtu uživatele administrator
host/srv-file1.firma.local@FIRMA.LOCAL	principal počítače srv-file1.firma.local
nfs/srv-file1.firma.local@FIRMA.LOCAL	principal služby NFS na počítači

Předběhněme teď trošku a představme si, že již máme správně nakonfigurovanou klientskou i serverovou část. Dříve než uživatel může použít nějakou službu v naší síti, musí být nejprve řádně autentizován. Autentizace proběhne ve čtyřech krocích:

Krok 1

• Klient požádá autentizační server (AS) o Ticket Granting Ticket (TGT).
• AS vyhledá klienta ve své databázi, vygeneruje klíč relace (session key) SK1, který bude použit pro komunikaci mezi klientem a Ticket Granting Serverem (TGS). AS zašifruje klíč SK1 za použití tajného klíče (secret key) klienta (uživatelského hesla) a pošle jej klientu.
• AS dále vytvoří TGT zašifrovaný pomocí tajného klíče TGS a také jej pošle klientu.

Krok 2

• Klient dešifruje přijatý SK1 pomocí svého tajného klíče.
• Klient vytvoří authenticator obsahující uživatelské jméno, IP klienta a časové razítko. Pošle authenticator spolu s TGT službě TGS spolu s požadavkem na službu, kterou chce použít.
• TGS dešifruje TGT zaslaný klientem pomocí svého tajného klíče a získá z něj klíč relace SK1. Pomocí SK1 dešifruje authenticator. Ověří informace z authenticatoru.
• TGS vytvoří klíč relace SK2 pro komunikaci mezi klientem a cílovým serverem (službou). Zašifruje SK2 pomocí SK1 a pošle jej klientu. TGS vytvoří tiket pro použití cílové služby obsahující jméno klienta, jeho IP adresu, časové razítko, čas expirace tiketu a SK2. Tiket zašifruje pomocí tajného klíče a jména cílového serveru a pošle jej klientu.

Krok 3

• Klient dešifruje SK2 pomocí SK1.
• Klient vytvoří nový authenticator, zašifruje jej pomocí SK2 a spolu s tiketem jej zašle cílovému serveru.
• Cílový server dešifruje tiket pomocí svého tajného klíče a ověří jej.
• U služeb, kde je vyžadováno, aby se server prokázal klientu, zašle cílový server klientu časové razítko zvětšené o 1 zašifrované pomocí SK2.

Krok 4

• Nyní cílový server i klient mají jistotu o totožnosti komunikačního partnera.
• Vzájemný síťový provoz šifrují pomocí SK2.

Kroky 1 a 2 mohou proběhnout již při přihlášení uživatele k PC pomocí PAM modulu nebo mohou být výsledkem příkazu kinit spuštěném na klientském PC. Vzhledem k tomu, že se v průběhu komunikace kontrolují časová razítka v authenticatorech, neměly by se hodiny na zúčastněných strojích příliš rozcházet. Použití synchronizace času v síti pomocí NTP je nanejvýš vhodné. Maximální velikost povolené odchylky je konfigurovatelná. Služby AS a TGS spolu tvoří tzv. Key Distribution Center (KDC) – server Kerbera. Teď, když alespoň mlhavě tušíme, jak celá věc funguje, můžeme si s ní začít hrát. Nakonfigurujeme si náš první KDC v realmu FIRMA.LOCAL.

Konfigurace prvního KDC

Krok 1: Instalace software

urpmi krb5-server

Krok 2: Nezbytná systémová nastavení

Server, na němž KDC poběží, se bude jmenovat srv-infra1.firma.local. Protože v naší síti zatím nepoužíváme DNS, upravíme si soubor /etc/hosts tohoto serveru následovně:

# Soubor /etc/hosts na stroji srv-infra1.firma.local

127.0.0.1	localhost.localdomain	localhost
172.16.51.10	srv-infra1.firma.local	srv-infra1

Krok 3: Konfigurace knihoven Kerbera

Upravíme soubor /etc/krb5.conf, ve kterém konfigurujeme knihovny Kerbera. Tento soubor najdeme s mírnou obměnou obsahu jak na KDC, tak na klientu. Ovlivňuje chování serverových i klientských programů Kerbera, včetně pomocných nástrojů.

# Soubor /etc/krb5.conf na stroji srv-infra1.firma.local

[realms]
FIRMA.LOCAL = {
kdc = srv-infra1.firma.local:88
admin_server = srv-infra1.firma.local:749
default_domain = firma.local
}

[domain_realm]
.firma.local = FIRMA.LOCAL
firma.local = FIRMA.LOCAL

[libdefaults]
default_realm = FIRMA.LOCAL
dns_lookup_realm = false
dns_lookup_kdc = false

[kdc]
profile = /etc/kerberos/krb5kdc/kdc.conf

[logging]
default = FILE:/var/log/kerberos/krb5libs.log
kdc = FILE:/var/log/kerberos/krb5kdc.log
admin_server = FILE:/var/log/kerberos/kadmind.log

• V sekci [realm] definujeme, kde běží naše KDC. Dále říkáme, kde běží služba admin serveru, který nám umožní spravovat Kerbera vzdáleně pomocí řádkového nástroje kadmin.
• Sekce [domain_realm] říká, jak se převádí jméno tohoto počítače na jméno Kerberos realmu. Kdybychom tuto sekci vynechali, nic by se nemělo stát. Automaticky by se použila doménová část jména převedená na velká písmena.
• V sekci [libdefaults] nastavíme výchozí realm pro klientské programy (včetně admin nástrojů) na FIRMA.LOCAL.
• V sekci [kdc] uvedeme, kde leží konfigurace KDC. Tou se budeme zabývat za chvilku.

Ostatní sekce a položky konfiguračního souboru, které jsme nepopsal, nejsou pro nás v tuto chvíli důležité, ale myslím, že jejich názvy jsou dostatečně vypovídající. Další informace můžeme nalézt v manuálové stránce k souboru krb5.conf.

Krok 4: Konfigurace KDC

KDC se konfiguruje pomocí souborů v adresáři /etc/kerberos/krb5kdc/. Vlastní konfiguraci KDC najdeme v souboru kdc.conf a v souboru kadm.acl najdeme konfiguraci přístupových oprávnění k databázi Kerbera.

# Soubor /etc/kerberos/krb5kdc/kdc.conf na stroji srv-infra1.firma.local

[kdcdefaults]
kdc_ports = 88
acl_file = /etc/kerberos/krb5kdc/kadm5.acl
dict_file = /usr/share/dict/words
admin_keytab = /etc/kerberos/krb5kdc/kadm5.keytab

[realms]
FIRMA.LOCAL = {
master_key_type = des3-hmac-sha1

supported_enctypes = des3-hmac-sha1:normal des-cbc-crc:normal

profile = /etc/krb5.conf
database_name = /etc/kerberos/krb5kdc/principal
admin_database_name = /etc/kerberos/krb5kdc/kadm5_adb
admin_database_lockfile = /etc/kerberos/krb5kdc/kadm5_adb.lock
admin_keytab = FILE:/etc/kerberos/krb5kdc/kadm5.keytab
acl_file = /etc/kerberos/krb5kdc/kadm5.acl
dict_file = /usr/share/dict/words
key_stash_file = /etc/kerberos/krb5kdc/.k5stash

kdc_ports = 88
kadmind_port = 749

max_life = 10h 0m 0s
max_renewable_life = 7d 0h 0m 0s
}

Sekce [kdcdefaults] obsahuje výchozí hodnoty pro KDC jako celek. Sekce [realms] obsahuje konfiguraci specifickou pro jednotlivé realmy. Důležitou položkou je supported_enctypes, jež obsahuje seznam typů šifrování, které bude KDC podporovat. To má zásadní vliv na kompatibilitu s klienty. Určité klienty podporují pouze určité typy šifrování. Dále nastavíme port, na kterém má KDC běžet, na 88/udp a port, na kterém poběží admin server, na 749/tcp. Důležitá je také maximální doba platnosti tiketu.

Nastavením administrátorských oprávnění k databázi se moc zabývat nebudeme. Uvádím zde pouze minimalistické nastavení souboru kadm.acl, které umožňuje všem principalům s instancí admin spravovat databázi Kerbera.

# Soubor /etc/kerberos/krb5kdc/kadm.acl na stroji srv-infra1.firma.local

*/admin@FIRMA.LOCAL *

Krok 5: Vytvoření databáze

Spuštěním příkazu kdb5_util podle následujícího příkladu vytvoříme databázi Kerbera. Na výzvu zadáme master key.

[root@srv-infra1 kerberos]# kdb5_util create -s

Loading random data
Initializing database '/etc/kerberos/krb5kdc/principal' for realm 'FIRMA.LOCAL',
master key name 'K/M@FIRMA.LOCAL'
You will be prompted for the database Master Password.
It is important that you NOT FORGET this password.
Enter KDC database master key:
Re-enter KDC database master key to verify:


Krok 6: Vytvoření principalu administrátora

Vytvoříme principal krbadmin/admin@FIRMA.LOCAL, pod kterým budeme databázi administrovat. Použijeme k tomu příkaz kadmin.local. Ten nám umožňuje spravovat Kerbera pouze lokálně, avšak bez autentizace, což se nám teď hodí.

[root@srv-infra1 kerberos]# kadmin.local -q "addprinc krbadmin/admin"

Authenticating as principal root/admin@FIRMA.LOCAL with password.
WARNING: no policy specified for krbadmin/admin@FIRMA.LOCAL; defaulting to no policy
Enter password for principal "krbadmin/admin@FIRMA.LOCAL":
Re-enter password for principal "krbadmin/admin@FIRMA.LOCAL":
Principal "krbadmin/admin@FIRMA.LOCAL" created.


Krok 7: Start služeb

Nejprve nastartujeme admin server, poté nastartujeme vlastní KDC.

[root@srv-infra1 kerberos]# service kadmin start
[root@srv-infra1 kerberos]# service krb5kdc start


Ověříme, zda se služby startují automaticky při startu počítače.

[root@srv-infra1 ~]# chkconfig --list | grep kadmin
kadmin          0:off   1:off   2:off   3:on    4:on    5:on    6:off

[root@srv-infra1 ~]# chkconfig --list | grep krb5kdc
krb5kdc         0:off   1:off   2:off   3:on    4:on    5:on    6:off

Pokud by náhodou automatický start nebyl nastaven, opravíme to.

[root@srv-infra1 ~]# chkconfig kadmin on [root@srv-infra1 ~]# chkconfig krb5kdc on

Krok 8: Spuštění nástroje kadmin

Administrační nástroj Kerbera spustíme příkazem kadmin s identitou uživatele krbadmin/admin@FIRMA.LOCAL.

[root@srv-infra1 etc]# kadmin -p krbadmin/admin

Nyní se nacházíme v příkazové řádce kadmin a můžeme začít administrovat databázi.

Krok 9: Kontrola obsahu databáze

Vypíšeme obsah databáze příkazem listprincs z příkazové řádky kadmin.

kadmin: listprincs
K/M@FIRMA.LOCAL
kadmin/admin@FIRMA.LOCAL
kadmin/changepw@FIRMA.LOCAL
kadmin/history@FIRMA.LOCAL
kadmin/srv-infra1.firma.local@FIRMA.LOCAL
krbadmin/admin@FIRMA.LOCAL
krbtgt/FIRMA.LOCAL@FIRMA.LOCAL


Povšimněme si, že databáze obsahuje principal krbadmin/admin@FIRMA.LOCAL. Ten jsme vytvořili v kroku 6. Dále obsahuje několik systémových principalů vytvořených automaticky při inicializaci databáze v kroku 5.

Krok 10: Vytvoření principalu uživatele

Stále se nacházíme v příkazovém řádku kadmin. Chceme vytvořit principal testovacího uživatele user0. Použijeme příkaz addprinc.

kadmin: addprinc user0
WARNING: no policy specified for user0@FIRMA.LOCAL; defaulting to no policy
Enter password for principal "user0@FIRMA.LOCAL":
Re-enter password for principal "user0@FIRMA.LOCAL":
Principal "user0@FIRMA.LOCAL" created.

Příkazovou řádku kadmin opustíme příkazem quit.

kadmin: quit

Krok 11: Získání TGT

Vyzkoušíme, zda jsme schopni od Kerbera získat TGT pro uživatele user0.

[root@srv-infra1 etc]# kinit user0
Password for user0@FIRMA.LOCAL:

Pokud vše proběhne správně, měli bychom být schopni zobrazit získaný TGT pomocí příkazu klist.

[root@srv-infra1 etc]# klist
Ticket cache: FILE:/tmp/krb5cc_0
Default principal: user0@FIRMA.LOCAL

Valid starting     Expires            Service principal
03/31/08 22:00:10  04/01/08 08:00:10  krbtgt/FIRMA.LOCAL@FIRMA.LOCAL
        renew until 04/01/08 22:00:10

Při pokusech se nám bude hodit možnost získané tikety smazat. To můžeme provést příkazem kdestroy.

Zdá se, že vše běží jak má; můžeme přistoupit ke konfiguraci klientského PC.

Konfigurace klienta

Jako první klientský stroj vytvoříme stroj s názvem pc1.firma.local.

Krok 1: Instalace softwaru

[root@pc1 ~]# urpmi krb5-workstation

Krok 2: Nezbytná systémová nastavení

Ze stejného důvodu jako u serveru nastavíme /etc/hosts.

# Soubor /etc/hosts na stroji pc1.firma.local

127.0.0.1	localhost.localdomain	localhost
172.16.51.10	srv-infra1.firma.local	srv-infra1

Krok 3: Konfigurace knihoven Kerbera

Opět upravíme /etc/krb5.conf, tentokrát však na klientském PC.

# Soubor /etc/krb5.conf na stroji pc1.firma.local

[realms]
FIRMA.LOCAL = {
kdc = srv-infra1.firma.local:88
admin_server = srv-infra1.firma.local:749
default_domain = firma.local
}

[domain_realm]
.firma.local = FIRMA.LOCAL
firma.local = FIRMA.LOCAL

[libdefaults]
default_realm = FIRMA.LOCAL
dns_lookup_realm = false
dns_lookup_kdc = false

[logging]
default = FILE:/var/log/kerberos/krb5libs.log


Krok 4: Získání TGT

Vyzkoušíme, zda jsme od Kerbera schopni získat TGT pro uživatele user0 na stroji pc1.

[root@pc1 ~]# kinit user0
Password for user0@FIRMA.LOCAL:
Pokud vše proběhne dobře zobrazíme si získaný TGT.


[root@pc1 ~]# klist
Ticket cache: FILE:/tmp/krb5cc_0
Default principal: user0@FIRMA.LOCAL

Valid starting     Expires            Service principal
03/31/08 22:39:01  04/01/08 08:39:01  krbtgt/FIRMA.LOCAL@FIRMA.LOCAL
        renew until 04/01/08 22:38:18

Krok 5: Vytvoření lokálního uživatele

Na pc1 vytvoříme lokálního uživatele user0. Bude se nám hodit pro testování.

root@pc1 ~]# adduser user0

Krok 6: Instalace PAM modul pro Kerberos

[root@pc1 ~]# urpmi pam_krb5

Krok 7: Konfigurace PAM

Konfiguraci provedeme v souboru /etc/pam.d/system-auth.

#Soubor /etc/pam.d/system-auth na stroji pc1.firma.local

auth        required      pam_env.so
auth        sufficient    pam_unix.so likeauth nullok
auth        sufficient    pam_krb5.so use_first_pass
auth        required      pam_deny.so

account     sufficient    pam_unix.so
account     required      pam_deny.so

password    sufficient    pam_unix.so nullok use_authtok md5 shadow
password    sufficient    pam_krb5.so
password    required      pam_deny.so

session     optional      pam_keyinit.so revoke
session     required      pam_limits.so
session     required      pam_unix.so

Krok 8: Přihlášení pomocí Kerbera

Pokusíme se přihlásit jako user0 k pc1.firma.local. Můžeme to provést buď z testové konzole nebo v grafickém prostředí pomocí Display Manageru. Při svých pokusech jsem narazil na určité chyby v XDM a KDM, které vedly k tomu, že po úspěšné autentizaci byl získaný TGT smazán. Pro experimenty doporučuji GDM.

Pokud se úspěšně přihlásíme, zkontrolujeme získaný TGT příkazem klist.

[user0@pc1 ~]$ klist
Ticket cache: FILE:/tmp/krb5cc_501_esGeeF
Default principal: user0@FIRMA.LOCAL

Valid starting     Expires            Service principal
04/12/08 20:56:54  04/13/08 06:56:54  krbtgt/FIRMA.LOCAL@FIRMA.LOCAL
        renew until 04/13/08 20:55:25

Krok 9: Změna hesla

Uživatel může změnit své heslo pomocí příkazu kpasswd. Máme-li však správně nakonfigurovaný PAM modul pro Kerbera, lze změnu hesla provést i standardním příkazem passwd.

[user0@pc1 ~]$ passwd
Změna hesla uživatele user0.
Změna hesla pro user0.
(současné) UNIX heslo:
New Kerberos 5 Password:
Repeat New Kerberos 5 Password:
passwd: všechny autentizační tokeny byly úspěšně změněny.


Závěr

Základní konfiguraci klienta i serveru jsme zvládli. Mít centrální databázi hesel a přitom zakládat uživatelské účty lokálně není asi moc užitečné. Příště si ukážeme, jak sdílet uživatelské účty v síti pomocí LDAPu. Kerberos a LDAP jsou silná dvojka. Místo LDAPu bychom mohli použít třeba NIS, ale to už by dneska asi nikoho nezajímalo.

       

Komentáře

[majales]

Moc dobré Jirko. Už se těším na další pokračování..

[linuxik]

Bezva clanek, konecne srozumitelne vysvetleni Kerberosu i s jednoduchym navodem, ktery skutecne funguje.

Diky moc.

ps. Kdyby to nekdo zkousel na Ubuntu tak balicky se jmenuji krb5-admin-server a krb5-kdc. A jeste v konfiguraci PAM se musi u zmenit requisite za sufficient v originalni konfiguraci common-auth a common-password.

[G]

Otázka: jsem za firewallem, který pouští jen porty 22,80 a https. Dá se spoj na kerberos server "tam venku" někak jednoduše/rozumně tunelovat nebo bude hlasitě křičet ?

[Robajz]

Ahoj,

Jestli je https port 443 plně otevřený a jsi šikula, protuneluješ všechno skrz něj pomocí ssl a putty. Pokud tam ale stojí nějaký chytřejší firewall/proxy, pak jen stěží a bídně. Existuje tunelář pro http proxy: http://proxytunnel.sourceforge.net/ nebo koukni na tohle: http://www.your-freedom.net/

papa, Robajz.info

[bonci]

Super,

Dik za ukazkove rozbehanie kerbera. Tesim sa na LDAP :)

P.S.

Na CentOS boli mensie rozdiely co sa tyka lokacie konfigurakov, ale nic tragicke.

[madmucho]

Jen tak dál, ja to ADčko nakonec odnás z firmy vyštípu Velmi dobrý článek

[D4nda]

Dobry den snažím se to nastavit pomoci tohoto navodu a nějak se nedaří,nejde mi bod 6,po napsani příkazu mi to napiše kadmin.local:Permission denied while initialzing kadmin.local interface.nevite někdo co s tím?děkuji

[ET]

Zdar, pravdepodobne je to kuli tomu krb5.acl, ted to zkousim a vidim preklep:

1] v kdc.conf je acl_file = /etc/kerberos/krb5kdc/kadm5.acl

2] ACL se nastavuje v /etc/kerberos/krb5kdc/kadm.acl

V nazvu souboru chybi/prebejva cislice "5"