что такое предварительная аутентификация

Защита беспроводных сетей, WPA: теория и практика (часть первая)

Тема безопасности беспроводных сетей по-прежнему остается актуальной, хотя уже достаточно давно существуют надежные (на сегодняшний момент, конечно же) методы защиты этих сетей. Разумеется, речь идет о технологии WPA (Wi-Fi Protected Access).

Большинство существующего на данный момент Wi-Fi оборудования имеет поддержку данной технологии, но, к сожалению, до сих пор в нашей лаборатории попадаются экземпляры, не знающие о WPA. Это более чем странно — заканчивается 2005 год, а некоторые производители до сих пор считают, что технология WEP спасет пользователей беспроводной сети от утечки информации. WEP уже давно устарела. На смену этой технологии пришел WPA, а также на горизонте виднеется новый стандарт 802.11i (некоторые производители преподносят его, как WPA2).

За шифрование данных в WPA отвечает протокол TKIP, который, хотя и использует тот же алгоритм шифрования — RC4 — что и в WEP, но в отличие от последнего, использует динамические ключи (то есть ключи часто меняются). Он применяет более длинный вектор инициализации и использует криптографическую контрольную сумму (MIC) для подтверждения целостности пакетов (последняя является функцией от адреса источника и назначения, а также поля данных).

RADIUS-протокол предназначен для работы в связке с сервером аутентификации, в качестве которого обычно выступает RADIUS-сервер. В этом случае беспроводные точки доступа работают в enterprise-режиме.

Если в сети отсутствует RADIUS-сервер, то роль сервера аутентификации выполняет сама точка доступа — так называемый режим WPA-PSK (pre-shared key, общий ключ). В этом режиме в настройках всех точек доступа заранее прописывается общий ключ. Он же прописывается и на клиентских беспроводных устройствах. Такой метод защиты тоже довольно секьюрен (относительно WEP), очень не удобен с точки зрения управления. PSK-ключ требуется прописывать на всех беспроводных устройствах, пользователи беспроводных устройств его могут видеть. Если потребуется заблокировать доступ какому-то клиенту в сеть, придется заново прописывать новый PSK на всех устройствах сети и так далее. Другими словами, режим WPA-PSK подходит для домашней сети и, возможно, небольшого офиса, но не более того.

В этой серии статей будет рассмотрена работа WPA совместно с внешним RADIUS-сервером. Но прежде чем перейти к ней, немного подробнее остановимся на механизмах работы WPA. А перед этим рассмотрим технологию WPA2.

Технология WPA являлась временной мерой до ввода в эксплуатацию стандарта 802.11i. Часть производителей до официального принятия этого стандарта ввели в обращение технологию WPA2, в которой в той или иной степени используются технологии из 802.11i. Такие как использование протокола CCMP (Counter Mode with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol), взамен TKIP, в качестве алгоритма шифрования там применяется усовершенствованный стандарт шифрования AES (Advanced Encryption Standard). А для управления и распределения ключей по-прежнему применяется протокол 802.1x.

Как уже было сказано выше, протокол 802.1x может выполнять несколько функций. В данном случае нас интересуют функции аутентификации пользователя и распределение ключей шифрования. Необходимо отметить, что аутентификация происходит «на уровне порта» — то есть пока пользователь не будет аутентифицирован, ему разрешено посылать/принимать пакеты, касающиеся только процесса его аутентификации (учетных данных) и не более того. И только после успешной аутентификации порт устройства (будь то точка доступа или умный коммутатор) будет открыт и пользователь получит доступ к ресурсам сети.

Кроме вышеперечисленных, следует отметить следующие два метода, EAP-TTLS и EAP-PEAP. В отличие от предыдущих, эти два метода перед непосредственной аутентификацией пользователя сначала образуют TLS-туннель между клиентом и сервером аутентификации. А уже внутри этого туннеля осуществляется сама аутентификация, с использованием как стандартного EAP (MD5, TLS), или старых не-EAP методов (PAP, CHAP, MS-CHAP, MS-CHAP v2), последние работают только с EAP-TTLS (PEAP используется только совместно с EAP методами). Предварительное туннелирование повышает безопасность аутентификации, защищая от атак типа «man-in-middle», «session hihacking» или атаки по словарю.

На рис.1 показана структура EAP кадра. Протокол PPP засветился там потому, что изначально EAP планировался к использованию поверх PPP туннелей. Но так как использование этого протокола только для аутентификации по локальной сети — излишняя избыточность, EAP-сообщения упаковываются в «EAP over LAN» (EAPOL) пакеты, которые и используются для обмена информацией между клиентом и аутентификатором (точкой доступа).

Описанный процесс проиллюстрирован на рис.3 (там показан один из простейших методов EAP):

Как видно из рисунка, для коммуникации между клиентом (supplicant) и точкой доступа (authenticator) используются пакеты EAPOL. Протокол RADIUS используется для обмена информацией между аутентификатором (точкой доступа) и RADIUS-сервером (сервером аутентификации). При транзитной пересылке информации между клиентом и сервером аутентификации пакеты EAP переупаковываются из одного формата в другой на аутентификаторе.

Детальное рассмотрение алгоритмов шифрования, а также методы генерации сессионных ключей шифрования, пожалуй, выходят за рамки данного материала, поэтому рассмотрю их лишь вкратце.

Первоначальная аутентификация производится на основе общих данных, о которых знают и клиент, и сервер аутентификации (как то логин/пароль, сертификат и т.д.) — на этом этапе генерируется Master Key. Используя Master Key, сервер аутентификации и клиент генерируют Pairwise Master Key (парный мастер ключ), который передается аутентификатору со стороны сервера аутентификации. А уже на основе Pairwise Master Key и генерируются все остальные динамические ключи, которым и закрывается передаваемый трафик. Необходимо отметить, что сам Pairwise Master Key тоже подлежит динамической смене.

Теперь перейдем от сухой теории к реальности, а именно реализации WPA в Windows XP. Нормальная поддержка WPA (с поддержкой AES) появилась, только начиная с windows service pack 2.

Во второй части статьи будет рассмотрена настройка Windows-клиентов (Windows XP SP2), RADIUS-сервера (FreeRadius), и PKI на основе OpenSSL. Последние два компонента работают в операционной системе Gentoo Linux.

Источник

WPA2-Enterprise, или правильный подход к безопасности Wi-Fi сети

В последнее время появилось много «разоблачающих» публикаций о взломе какого-либо очередного протокола или технологии, компрометирующего безопасность беспроводных сетей. Так ли это на самом деле, чего стоит бояться, и как сделать, чтобы доступ в вашу сеть был максимально защищен? Слова WEP, WPA, 802.1x, EAP, PKI для вас мало что значат? Этот небольшой обзор поможет свести воедино все применяющиеся технологии шифрования и авторизации радио-доступа. Я попробую показать, что правильно настроенная беспроводная сеть представляет собой непреодолимый барьер для злоумышленника (до известного предела, конечно).

Основы

Любое взаимодействие точки доступа (сети), и беспроводного клиента, построено на:

Параметры беспроводной сети, в первую очередь ее имя (SSID), регулярно анонсируются точкой доступа в широковещательных beacon пакетах. Помимо ожидаемых настроек безопасности, передаются пожелания по QoS, по параметрам 802.11n, поддерживаемых скорости, сведения о других соседях и прочее. Аутентификация определяет, как клиент представляется точке. Возможные варианты:

Комбинация Open Authentication, No Encryption широко используется в системах гостевого доступа вроде предоставления Интернета в кафе или гостинице. Для подключения нужно знать только имя беспроводной сети. Зачастую такое подключение комбинируется с дополнительной проверкой на Captive Portal путем редиректа пользовательского HTTP-запроса на дополнительную страницу, на которой можно запросить подтверждение (логин-пароль, согласие с правилами и т.п).

Шифрование WEP скомпрометировано, и использовать его нельзя (даже в случае динамических ключей).

Широко встречающиеся термины WPA и WPA2 определяют, фактически, алгоритм шифрования (TKIP либо AES). В силу того, что уже довольно давно клиентские адаптеры поддерживают WPA2 (AES), применять шифрование по алгоритму TKIP нет смысла.

Разница между WPA2 Personal и WPA2 Enterprise состоит в том, откуда берутся ключи шифрования, используемые в механике алгоритма AES. Для частных (домашних, мелких) применений используется статический ключ (пароль, кодовое слово, PSK (Pre-Shared Key)) минимальной длиной 8 символов, которое задается в настройках точки доступа, и у всех клиентов данной беспроводной сети одинаковым. Компрометация такого ключа (проболтались соседу, уволен сотрудник, украден ноутбук) требует немедленной смены пароля у всех оставшихся пользователей, что реалистично только в случае небольшого их числа. Для корпоративных применений, как следует из названия, используется динамический ключ, индивидуальный для каждого работающего клиента в данный момент. Этот ключ может периодический обновляться по ходу работы без разрыва соединения, и за его генерацию отвечает дополнительный компонент — сервер авторизации, и почти всегда это RADIUS-сервер.

Все возможные параметры безопасности сведены в этой табличке:

Если с WPA2 Personal (WPA2 PSK) всё ясно, корпоративное решение требует дополнительного рассмотрения.

WPA2 Enterprise

Здесь мы имеем дело с дополнительным набором различных протоколов. На стороне клиента специальный компонент программного обеспечения, supplicant (обычно часть ОС) взаимодействует с авторизующей частью, AAA сервером. В данном примере отображена работа унифицированной радиосети, построенной на легковесных точках доступа и контроллере. В случае использования точек доступа «с мозгами» всю роль посредника между клиентов и сервером может на себя взять сама точка. При этом данные клиентского суппликанта по радио передаются сформированными в протокол 802.1x (EAPOL), а на стороне контроллера они оборачиваются в RADIUS-пакеты.

Применение механизма авторизации EAP в вашей сети приводит к тому, что после успешной (почти наверняка открытой) аутентификации клиента точкой доступа (совместно с контроллером, если он есть) последняя просит клиента авторизоваться (подтвердить свои полномочия) у инфраструктурного RADIUS-сервера:

При этом контроллер внимательно наблюдает за происходящим обменом информацией, и дожидается успешной авторизации, либо отказа в ней. При успехе RADIUS-сервер способен передать точке доступа дополнительные параметры (например, в какой VLAN поместить абонента, какой ему присвоить IP-адрес, QoS профиль и т.п.). В завершении обмена RADIUS-сервер дает возможность клиенту и точке доступа сгенерировать и обменяться ключами шифрования (индивидуальными, валидными только для данной сеcсии):

Все эти методы (кроме EAP-FAST) требуют наличия сертификата сервера (на RADIUS-сервере), выписанного удостоверяющим центром (CA). При этом сам сертификат CA должен присутствовать на устройстве клиента в группе доверенных (что нетрудно реализовать средствами групповой политики в Windows). Дополнительно, EAP-TLS требует индивидуального клиентского сертификата. Проверка подлинности клиента осуществляется как по цифровой подписи, так (опционально) по сравнению предоставленного клиентом RADIUS-серверу сертификата с тем, что сервер извлек из PKI-инфраструктуры (Active Directory).

Поддержка любого из EAP методов должна обеспечиваться суппликантом на стороне клиента. Стандартный, встроенный в Windows XP/Vista/7, iOS, Android обеспечивает как минимум EAP-TLS, и EAP-MSCHAPv2, что обуславливает популярность этих методов. С клиентскими адаптерами Intel под Windows поставляется утилита ProSet, расширяющая доступный список. Это же делает Cisco AnyConnect Client.

Насколько это надежно

В конце концов, что нужно злоумышленнику, чтобы взломать вашу сеть?

Для Open Authentication, No Encryption — ничего. Подключился к сети, и всё. Поскольку радиосреда открыта, сигнал распространяется в разные стороны, заблокировать его непросто. При наличии соответствующих клиентских адаптеров, позволяющих прослушивать эфир, сетевой трафик виден так же, будто атакующий подключился в провод, в хаб, в SPAN-порт коммутатора.
Для шифрования, основанного на WEP, требуется только время на перебор IV, и одна из многих свободно доступных утилит сканирования.
Для шифрования, основанного на TKIP либо AES прямое дешифрование возможно в теории, но на практике случаи взлома не встречались.

Конечно, можно попробовать подобрать ключ PSK, либо пароль к одному из EAP-методов. Распространенные атаки на данные методы не известны. Можно пробовать применить методы социальной инженерии, либо терморектальный криптоанализ.

Получить доступ к сети, защищенной EAP-FAST, EAP-TTLS, PEAP-MSCHAPv2 можно, только зная логин-пароль пользователя (взлом как таковой невозможен). Атаки типа перебора пароля, или направленные на уязвимости в MSCHAP также не возможны либо затруднены из-за того, что EAP-канал «клиент-сервер» защищен шифрованным туннелем.

Доступ к сети, закрытой PEAP-GTC возможен либо при взломе сервера токенов, либо при краже токена вместе с его паролем.

Доступ к сети, закрытой EAP-TLS возможен при краже пользовательского сертификата (вместе с его приватным ключом, конечно), либо при выписывании валидного, но подставного сертификата. Такое возможно только при компрометации удостоверяющего центра, который в нормальных компаниях берегут как самый ценный IT-ресурс.

Поскольку все вышеозначенные методы (кроме PEAP-GTC) допускают сохранение (кэширование) паролей/сертификатов, то при краже мобильного устройства атакующий получает полный доступ без лишних вопросов со стороны сети. В качестве меры предотвращения может служить полное шифрование жесткого диска с запросом пароля при включении устройства.

Запомните: при грамотном проектировании беспроводную сеть можно очень хорошо защитить; средств взлома такой сети не существует (до известного предела)

Источник

Аутентификация и авторизация в микросервисных приложениях

Автор: Вячеслав Михайлов, Solutions Architect

Это вводная часть материала, основанного на докладе, прочитанном мной прошлым летом. Печатный материал предполагает больше информации, т.к. в одном докладе обычно не получается рассказать обо всех деталях.

Что такое аутентификация?

На процессах аутентификации и авторизации основано разделения прав доступа, без которого не обходится ни одно более или менее серьезное приложение. Поэтому понимать, как они происходили раньше и происходят теперь, очень важно, но, прежде чем углубиться в описание технологии, давайте разберемся с ключевыми терминами.

Идентификация — процесс определения, что за человек перед нами. Аутентификация — процесс подтверждения, что этот человек именно тот, за кого себя выдает. Авторизация — процесс принятия решения о том, что именно этой аутентифицированной персоне разрешается делать. То есть, это три разных, последовательных и взаимно не заменяемых понятия. Идентификацию часто подразумевают в составе аутентификации. Самое главное — четко различать аутентификацию и авторизацию.

В ходе аутентификации мы удостоверяемся, что человек, который к нам пришел, обладает доказательствами, подтверждающими личность. В этой статье речь в основном пойдет как раз об аутентификации.

Способы аутентификации

При использовании HTTP-протокола простейший способ аутентификации — Basic access authentication. В принципе этот протокол устарел и уже редко используется в интернете, особенно в незащищенных соединениях, но еще сохраняется во внутрикорпоративных системах, просто потому что некоторые из них созданы достаточно давно. Стоит разобраться, как он работает.

HTTP Basic Authentication

Первым, что при обращении к защищенному ресурсу сервер выдаст пользователю, не имеющему доступа, будет ошибка 401 Unauthorized. При этом ответ также содержит информацию о типе аутентификации (в нашем случае – Basic), который он может принимать, и контекст, в рамках которого эта аутентификация действует (Realm). Пользователь вводит логин и пароль, они упаковываются в Base64 и отправляются на сервер для проверки. Здесь существуют различные опасности. Самая распространенная — угроза man-in-the-middle attack, или атаки посредника, в ходе которой при использовании незащищенного соединения учетные данные могут перехватить злоумышленники в момент передачи от клиента к серверу или обратно.

HTTP Digest Authentication

Следующим этапом развития технологии стала чуть более сложная система HTTP digest authentication, которая исключает передачу учетных данных в открытом виде — здесь для проверки используется MD5-хеш с некоторыми примесями, что позволяет избежать подбора логина и пароля. Конечно, этот алгоритм выглядит более надежным, но и он подвержен целому ряду не самых сложных атак. Например, вот тут можно почитать об атаках более подробно.

Forms Authentication

Позднее появился процесс Forms authentication, при котором аутентификация происходит на более высоком уровне модели абстракции. HTTP-сервер при этом не сообщает об ошибке доступа, а просто перенаправляет неаутентифицированного пользователя на другую страницу. Обычно на этой странице отображаются поля для ввода логина и пароля, после заполнения которых формируется POST-запрос с данными и через защищенный канал направляется на сервер. Серверная сторона в свою очередь возвращает пользователю токен или идентификатор сессии, который сохраняется в Cookies и в дальнейшем используется для доступа к защищенному ресурсу.

Token Authentication

На схеме хорошо видно, как и в какой последовательности приложения обмениваются информацией при использовании аутентификацией по токенам.

На следующей схеме дополнительно отражены те этапы взаимодействия, в которых пользователь принимает непосредственное участие. Этот момент и является недостатком подобной схемы — нам всегда нужен пользователь, чтобы получить доступ к ресурсу.

OAuth2 & Open ID Connect

Дальнейшее усовершенствование процесса понадобилось ввиду того, что токен-аутентификация требует присутствия пользователя в момент получения доступа к защищенному ресурсу. Потому что Identity provider при передаче ему управления будет с пользователем взаимодействовать, запрашивая, например, логин и пароль.

В случае сервиса, который от имени пользователя должен через определенные промежутки времени опрашивать некий третий ресурс, — допустим, получать доступ к списку контактов в социальной сети — токен-аутентификация работать уже не будет. Дело в том, что идентификаторы сессии обычно живут очень недолго, чтобы в случае их перехвата злоумышленники получили доступ к сервису лишь на ограниченное время. Но из-за короткого срока действия токена не хватает, например, на ночной процесс.

В 2006 году в ходе работы над реализацией протокола Open ID для Twitter обнаружилась потребность в новом открытом протоколе авторизации. В 2007 инженеры Google и AOL начали совместную работу над ним, а в 2009 Twitter предложил своим пользователям решение, делегировавшее сторонним сервисам доступ к аккаунтам и основанное на протоколе OAuth. Три года спустя была опубликована новая версия — OAuth 2, упростившая разработку клиентских приложений и получившая целый ряд новых возможностей, среди которых оказалось и обновление токена без участия пользователя. Многие сервисы начали использовать этот протокол еще до его официального утверждения.

Разбираемся детально ху из ху

OpenID 1.0 (2006) & OpenID 2.0 (2007) позволяли приложению(арб) запрашивать у доверенного сервера (authority) проверку пользователя(user). Отличия между версиями для нас несущественны.

Взгляд сверху

Обычно в системах встречаются разные компоненты: пользователи, работающие через браузер, пользователи, взаимодействующие с сервером через мобильные приложения, и просто серверные приложения, нуждающиеся в принадлежащих вам данных, хранящихся на других серверах, доступ к которым осуществляется через Web API.

Single sign-on — технология единого входа — позволяет пользователю переключаться между различными приложениями без повторной аутентификации. Используя SSO можно избежать множественных логинов, так что пользователь просто не будет замечать этих переключений. При этом ситуации, когда в рамках вашей инфраструктуры таких приложений будет больше одного, встречаются постоянно. Технология единого входа особенно удобна в больших энтерпрайз-системах, состоящих из десятков приложений, слабо связанных между собой. Вряд ли пользователи будут довольны, вводя логин и пароль при каждом обращении к системе учета рабочего времени, корпоративному форуму или внутренней базе документов.

В качестве реализации мы рассматриваем протокол OAuth2. В принципе, существуют и другие, например, Kerberos, успешно взаимодействующий с Windows, но в случае гетерогенной сети, в которой существуют компьютеры, использующие и Windows-, и Mac-, и UNIX-системы, использовать проприетарные протоколы зачастую неудобно. Тем более, это касается случаев, когда доступ к вашим сервисам осуществляется через веб — здесь OAuth2 оказывается лучшим кандидатом.

На рисунке выше показано, какие именно протоколы используются при каждом типе взаимодействия.

Как мы знаем из раздела «разбираемся детально ху из ху», OpenID Сonnect нужен, чтобы получить у пользователя его учетные данные и проверить их. OAuth 2.0 нужен, чтобы получать токены доступа и с ними обращаться к ресурсам.

Терминология OAuth2 & OpenID Connect

Сервис выдачи токенов

Open ID Connect Provider — важнейший объект всей конструкции централизованного сервиса аутентификации, он также может называться Security Token Service, Identity Provider authorization server и т. д. Различные источники называют его по-разному, но по смыслу это сервис, который выдает токены клиентам.

Клиент

Client — устройство или программа (браузер, приложение), которым требуется либо токен для аутентификации пользователя, либо токен для доступа к какому-то ресурсу (подразумевается, что данный ресурс «знаком» с тем конкретным «Security Token Service» у которого клиент запрашивает токен для доступа).

Пользователь

User — собственно конечный пользователь — человек.

Область (scope)

Scope — идентификатор ресурса, к которому клиент хочет получить доступ. Список scope посылается в адрес сервиса выдачи токенов в составе запроса на аутентификацию.

По умолчанию все клиенты имеют возможность запрашивать любые области, но это можно (и нужно) ограничивать в конфигурации сервиса выдачи токенов.

Scopes бывают двух видов:

Запрос на аутентификацию

Authentication/Token Request — процесс запроса аутентификации.

Токен личности

Identity Token — подтверждение аутентификации. Этот токен содержит минимальный набор информации о пользователе.

Токен доступа

Access Token — информация, что конкретному пользователю разрешается делать. Клиент запрашивает Access Token и затем использует его для доступа к ресурсам (Web APIs). Access Token содержит информацию о клиенте и пользователе, если она присутствует. Важно понимать, что есть такие типы авторизации, при которых пользователь в процессе непосредственно не участвует (подробнее об этом в следующей части)

Токен обновления

Refresh Token — токен, по которому STS вернет новый Access Token. В зависимости от режима работы, Refresh Token может быть многоразовым и одноразовым. В случае с одноразовым токеном, при запросе нового Access Token будет также сформирован готовый Refresh Token, который следует использовать при повторном обновлении. Очевидно, что одноразовые токены более безопасны.

Более подробно о составе токенов в разделе «структура токена».

Процесс аутентификации

При обращении пользователя к клиенту, тот перенаправляет пользователя на Open ID Connect Provider, который запрашивает у пользователя логин и пароль. В случае успешного прохождения проверки параметров аутентификации он возвращает назад identity token и access token, с которыми пользователь может обращаться к защищенному ресурсу.

Структура токена

Формат

В реализации OAuth2 используется так называемый jwt-токен, который состоит из трех частей. Допустим, при обращении к Identity provider вы отправляете логин/пароль и в ответ получаете токен. Он будет включать в себя: Header (заголовок), Payload (контент) и Signature (подпись). На сайте jwt.io его можно декодировать и посмотреть содержимое формате JSON. На этом сайте вы также найдете описание правил формирования jwt-токенов.

В том, что токены в процессе обмена передаются незашифрованными, ничего страшного нет. Мы изначально исходим из предположения, что коммуникация происходит по защищенному HTTPS-каналу, и повторное шифрование токена было бы избыточным. Единственное, в чем нам нужно убедиться – то, что токен не был подменен или сфальсифицирован на клиентской стороне, для этого достаточно иметь подпись и проверять ее на сервере. Кроме того, токен не содержит никакой критически важной информации.

Кроме identity tokens, есть еще и аccess tokens, которые содержат информацию о выданных пользователю клеймах. Срок действия access token достаточно короткий, потому что его хищение может обеспечить несанкционированный доступ к ресурсу. Т. е. злоумышленник, если ему удастся заполучить токен этого типа, доступ получит на очень непродолжительное время. Для получения нового access token используется refresh token, который обычно не фигурирует в незащищенных средах, в частности в режиме доступа из браузера он вообще не используется. Какие именно токены будут возвращены клиенту в процессе аутентификации, разберемся в следующей части.

Основные поля

Кратко остановимся на том, какие есть стандартные полях в токене и зачем они нужны:

Заключение первой части

В этой статье мы постарались дать теоретический и терминологический фундамент, который понадобится нам создании работающего решения в следующих статьях.

Минимальная реализация интеграция Identity Server в ваше приложение выглядит так:

Минимальная реализация интеграции веб-клиента с Identity Server:

Минимальная реализация интеграции веб-API с Identity Server:

Источник