Технологии аутентификации

Первым шагом на пути аутентификации было использование паролей, но для поддержания высокого уровня безопасности пароли приходится часто менять. Методы использования одноразовых паролей применяются по-прежнему широко.

Среди них можно упомянуть методы аутентификации по протоколу S/Key или при помощи специальных аппаратных средств (token password authentication). Механизм аутентификации по протоколу Point-to-Point Protocol (PPP) часто применяется в среде модемного доступа и включает использование протоколов Password Authentication Protocol (PAP), Challenge Handshake Protocol (CHAP) и Extensible Authentication Protocol (EAP). Разработка протокола EAP все еще продолжается, но уже сейчас он дает возможность более гибкого использования существующих и только появляющихся технологий аутентификации в каналах PPP. TACACS+ и Remote Access Dial-In User Service (RADIUS) — это протоколы, которые поддерживают масштабируемые решения в области аутентификации.

TACACS+

TACACS+ является протоколом последнего поколения из серии протоколов TACACS. TACACS — это простой протокол управления доступом, основанный на стандартах User Datagram Protocol (UDP) и разработанных компанией Bolt, Beranek and Newman, Inc. (BBN) для военной сети Military Network (MILNET).

Компания Cisco несколько раз совершенствовала и расширяла протокол TACACS, и в результате появилась ее собственная версия TACACS, известная как TACACS+.

TACACS+ пользуется транспортным протоколом TCP. «Демон» сервера «слушает» порт 49, который является портом протокола IP, выделенным для протокола TACACS. Этот порт зарезервирован для выделенных номеров RFC в протоколах UDP и TCP. Все текущие версии TACACS и расширенные варианты этого протокола используют порт 49.

Протокол TACACS+ работает по технологии клиент/сервер, где клиентом TACACS+ обычно является NAS, а сервером TACACS+, как правило, считается «демон» (процесс, запускаемый на машине UNIX или NT). Фундаментальным структурным компонентом протокола TACACS+ является разделение аутентификации, авторизации и учета (AAA — Authentication, Authorization, Accounting). Это позволяет обмениваться аутентификационными сообщениями любой длины и содержания, и, следовательно, использовать для клиентов TACACS+ любой аутентификационный механизм, в том числе PPP PAP, PPP CHAP, аппаратные карты и Kerberos. Аутентификация не является обязательной. Она рассматривается как опция, которая конфигурируется на месте. В некоторых местах она вообще не требуется, в других местах она может применяться лишь для ограниченного набора услуг.

Авторизация — это процесс определения действий, которые позволены данному пользователю. Обычно аутентификация предшествует авторизации, однако это необязательно. В запросе на авторизацию можно указать, что аутентификация пользователя не проведена (личность пользователя не доказана). В этом случае лицо, отвечающее за авторизацию, должно самостоятельно решить, допускать такого пользователя к запрашиваемым услугам или нет. Протокол TACACS+ допускает только положительную или отрицательную авторизацию, однако этот результат допускает настройку на потребности конкретного заказчика.

Авторизация может проводиться на разных этапах, например, когда пользователь впервые входит в сеть и хочет открыть графический интерфейс или когда пользователь запускает PPP и пытается использовать поверх PPP протокол IP с конкретным адресом IP. В этих случаях «демон» сервера TACACS+ может разрешить предоставление услуг, но наложить ограничения по времени или потребовать список доступа IP для канала PPP.

Учет обычно следует за аутентификацией и авторизацией. Учет представляет собой запись действий пользователя. В системе TACACS+ учет может выполнять две задачи. Во-первых, он может использоваться для учета использованных услуг (например, для выставления счетов). Во-вторых, его можно использовать в целях безопасности. Для этого TACACS+ поддерживает три типа учетных записей. Записи «старт» указывают, что услуга должна быть запущена. Записи «стоп» говорят о том, что услуга только что окончилась. Записи «обновление» (update) являются промежуточными и указывают на то, что услуга все еще предоставляется. Учетные записи TACACS+ содержат всю информацию, которая используется в ходе авторизации, а также другие данные, такие как время начала и окончания (если это необходимо) и данные об использовании ресурсов.

Транзакции между клиентом TACACS+ и сервером TACACS+ идентифицируются с помощью общего «секрета», который никогда не передается по каналам связи. Обычно этот секрет вручную устанавливается на сервере и на клиенте. TACACS+ можно настроить на шифрование всего трафика, который передается между клиентом TACACS+ и демоном сервера TACACS+.

На рисунке 17 показано взаимодействие между пользователем, с одной стороны, и клиентом и сервером TACACS+, с другой.

В ходе аутентификации TACACS+ используются пакеты трех типов: START, CONTINUE и REPLY.

START и CONTINUE всегда отправляются клиентом, а REPLY всегда отправляется сервером.

Аутентификация начинается, когда клиент отправляет серверу сообщение START. Сообщение START описывает тип будущей аутентификации и может содержать имя пользователя и некоторые аутентификационные данные. Пакет START отправляется только в качестве первого сообщения аутентификационной сессии TACACS+ или сразу же после повторного запуска этой сессии. (Повторный запуск может проводиться по просьбе сервера, которая содержится в пакете REPLY.) Пакет START всегда имеет порядковый номер, равный единице.

В ответ на пакет START сервер отправляет пакет REPLY. Сообщение REPLY указывает, завершилась ли аутентификация или ее следует продолжить. Если пакет REPLY требует продолжения аутентификации, он также указывает, какую дополнительную информацию ему нужно предоставить. Клиент собирает эту информацию и отправляет ее серверу в сообщении CONTINUE.

По завершении аутентификации клиент может начать процесс авторизации (если она требуется).

Сессия авторизации состоит из двух сообщений: сообщения REQUEST (запрос) и следующего за ним сообщения RESPONSE (ответ). Сообщение REQUEST содержит фиксированное количество полей, которые описывают пользователя или процесс, и переменный набор аргументов, которые описывают услуги и опции, требующие авторизации.

На рисунках 18 и 19 показаны процессы аутентификации и авторизации TACACS+.

RADIUS

Протокол RADIUS был разработан компанией Livingston Enterprises, Inc. в качестве протокола аутентификации серверного доступа и учета. В июне 1996 года пятый проектный вариант протокола RADIUS был представлен на рассмотрение IETF. В настоящее время спецификация RADIUS (RFC 2058) и стандарт учета RADIUS (RFC 2059) предложены для утверждения в качестве общепринятых стандартов.

Связь между NAS и сервером RADIUS основана на UDP. В целом считается, что протокол RADIUS не имеет отношения к подключению. Все вопросы, связанные с доступностью сервера, повторной передачей данных и отключениями по истечении времени ожидания, контролируются устройствами, работающими под управлением протокола RADIUS, но не самим протоколом передачи.

Протокол RADIUS основан на технологии клиент/сервер. Клиентом RADIUS обычно является NAS, а сервером RADIUS считается «демон», работающий на машине UNIX или NT. Клиент передает пользовательскую информацию на определенные серверы RADIUS, а затем действует в соответствии с полученными от сервера инструкциями. Серверы RADIUS принимают запросы пользователей на подключение, проводят аутентификацию пользователей, а затем отправляют всю конфигурационную информацию, которая необходима клиенту для обслуживания пользователя. Для других серверов RADIUS или аутентификационных серверов других типов сервер RADIUS может выступать в роли клиента-посредника (proxy).

На рисунке 20 показано взаимодействие между пользователем, с одной стороны, и клиентом и сервером RADIUS, с другой.

Сервер RADIUS может поддерживать разные методы аутентификации пользователя. Если пользователь предоставит ему свое имя и оригинальный пароль, этот сервер может поддержать PPP PAP или CHAP, UNIX login и другие механизмы аутентификации. Обычно регистрация пользователя состоит из запроса (Access Request), который поступает из NAS на сервер RADIUS, и соответствующего ответа (положительного или отрицательного), который дает сервер. Пакет Access Request содержит имя пользователя, зашифрованный пароль, IP-адрес системы NAS и номер порта. Формат запроса дает возможность пользователю запросить определенный тип сессии. Например, если запрос производится в алфавитно-цифровом режиме, из этого следует, что запрашивается услуга одного типа («Service-Type = Exec-User»), но если запрос делается в пакетном режиме PPP, значит услуга должна быть другой («Service Type = Framed User» или «Framed Type = PPP»).

Когда сервер RADIUS получает от NAS запрос Access Request, он проводит поиск указанного имени пользователя в базе данных. Если в базе данных такого имени нет, то сервер загружает стандартный профиль, используемый по умолчанию, или отправляет пользователю отрицательный ответ. Этот отрицательный ответ может при необходимости сопровождаться текстом, поясняющим причины отказа.

В системе RADIUS функции аутентификации и авторизации совмещены. Если имя пользователя найдено в базе данных и если пароль указан правильно, сервер RADIUS дает положительный ответ, в котором приводится список пар атрибутов для данной сессии. Типичными параметрами этого типа являются тип услуги (shell или framed), тип протокола, адрес IP, присваиваемый пользователю (статический или динамический), список объектов доступа или статический маршрут, который необходимо добавить в таблицу маршрутизации NAS. Конфигурационная информация на сервере RADIUS определяет, какие средства следует установить на машине NAS. На рисунке 21 показана процедура аутентификации и авторизации RADIUS.

Учетные функции протокола RADIUS могут использоваться независимо от функций аутентификации и авторизации. Учетные функции RADIUS позволяют в начале и в конце каждой сессии отправлять данные о количестве ресурсов (то есть времени, пакетов, байтов и т. д.), использованных в ходе этой сессии. Провайдер услуг Интернет (ISP) может использовать программные средства контроля доступа и учета RADIUS для удовлетворения специальных требований безопасности и биллинга.

Транзакции между клиентом и сервером RADIUS аутентифицируются с помощью общего «секрета», который никогда не передается по сетевым каналам. Кроме того, обмен любыми пользовательскими паролями между клиентом и сервером RADIUS идет только в зашифрованном виде, что исключает подслушивание чужих паролей и последующее злоупотребление ими.