Самостоятельная регистрация второго фактора для двухфакторной аутентификации, основанной на протоколе RADIUS / Хабр

Протокол авторизации RADIUS является ключевой частью большинства биллинговых систем. Для лучшего понимания принципов работы ExpertBilling System советуем вам ознакомиться с данной статьей.Здесь присутствуют элементы документации RFC 2865 и RFC 2866.

Oсновные составные части службы идентификации удаленных пользователей (Remote Authentication Dial-In User Service, RADIUS) описываются двумя RFC от IETF: RFC 2865 под названием Remote Authentication Dial-In User Service (RADIUS) в форме проекта стандарта и RFC 2866 под названием RADIUS Accounting в виде «информационного RFC».

Изначально концепция RADIUS состояла в обеспечении удаленного доступа через коммутируемое телефонное соединение. Со временем выкристаллизовались и другие области применения этой технологии. К ним относятся серверы виртуальных частных сетей (Virtual Private Network, VPN) — они в большинстве своем поддерживают Rаdius, — а также точки доступа беспроводных локальных сетей (Wireless LAN, WLAN), и это далеко не все.

Концепция службы идентификации удаленных пользователей подразумевает, что клиент RADIUS — обычно сервер доступа, сервер VPN или точка доступа беспроводной локальной сети — отсылает серверу RADIUS параметры доступа пользователя (в англоязычной документации они часто называются Credentials, т. е. мандат, куда, к примеру, входят его настройки безопасности и права доступа), а также параметры соответствующего соединения. Для этого клиент использует специальный формат, так называемый RADIUS-Message (сообщение RADIUS). В ответ сервер начинает проверку, в ходе которой он аутентифицирует и авторизует запрос клиента RADIUS, а затем пересылает ему ответ — RADIUS-Message-response. После этого клиент передает на сервер RADIUS учетную информацию.

Сами по себе сообщения RADIUS передаются в форме пакетов UDP. Причем информация об аутентификации направляется на порт UDP с номером 1812. Некоторые серверы доступа используют, однако, порты 1645 (для сообщений об аутентификации) или, соответственно, 1646 (для учета) — выбор должен определять своим решением администратор. В поле данных пакета UDP (так называемая полезная нагрузка) всегда помещается только одно сообщение RADIUS. В соответствии с RFC 2865 и RFC 2866 определены следующие типы сообщений:

Сообщение RADIUS всегда состоит из заголовка и атрибутов, каждый из которых содержит ту или иную информацию о попытке доступа: например, имя и пароль пользователя, запрашиваемые услуги и IP-адрес сервера доступа. Таким образом, главной задачей атрибутов RADIUS является транспортировка информации между клиентами и серверами RADIUS. Атрибуты RADIUS определены в нескольких RFC, а именно: RFC 2865, RFC 2866, RFC 2867, RFC 2868, RFC 2869 и RFC 3162.

RADIUS может совместно работать с различными протоколами аутентификации. Наиболее часто используются протокол аутентификации пароля (Password Authentication Protocol, РАР), протокол аутентификации с предварительным согласованием (Challenge Handshake Authentication Protocol, CHAP), а также MS-CHAP (CHAP от Microsoft в первой версии или MS-CHAPv2 — во второй).

Протокол CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol)— это протокол проверки подлинности типа «запрос-ответ», использующий стандартную схему хеширования Message Digest 5 (MD5) для шифрования ответа. Протокол CHAP используется множеством поставщиков серверов и клиентов доступа к сети. Сервер, использующий маршрутизацию и удаленный доступ, поддерживает CHAP таким образом, что выполняется проверка подлинности клиента удаленного доступа, требующего данный протокол. Так как CHAP требует использования обратимо зашифрованного пароля, рекомендуется использовать другой протокол проверки подлинности, например MS-CHAP версии 2.

Операционные системы семейства Windows Server 2003 поддерживают протокол MS-CHAP v2, обеспечивающий взаимную проверку подлинности, создание более надежных начальных ключей шифрования данных для MPPE (Microsoft Point-to-Point Encryption) и разные ключи шифрования для отправки и приема данных. Чтобы свести к минимуму риск раскрытия пароля во время обмена паролями, из протокола исключена поддержка старых методов обмена паролями MS-CHAP.

Поскольку версия MS-CHAP v2 обеспечивает более надежную защиту, чем MS-CHAP, при подключении сначала предлагается использовать именно ее (если она доступна), а затем уже MS-CHAP.

Протокол MS-CHAP v2 поддерживается на компьютерах, работающих под управлением Windows XP, Windows 2000, Windows 98, Windows Millennium Edition и Windows NT 4.0. Компьютеры, работающие под управлением Windows 95, поддерживают MS-CHAP v2 только для подключений VPN, но не для подключений удаленного доступа.

Кроме того, возможно применение RADIUS вместе с PPP, протоколом передачи «точка-точка» (Point-to-Point Protocol). Результаты сеанса аутентификации между сервером доступа и действующим клиентом передаются на сервер RADIUS, который их потом удостоверяет.

Для защиты сообщений клиент и сервер RADIUS обладают «общим секретом» или, проще говоря, ключом. При этом речь, как правило, идет о цепочке символов, имеющейся как на серверах, так и на клиенте RADIUS.

НЕПРАВИЛЬНО СКОНФИГУРИРОВАННЫЙ ОБЩИЙ СЕКРЕТ

Еще одна потенциально слабая точка реализации RADIUS касается «общего секрета» (Shared Secret). Это связано с тем, что очень часто один и тот же «общий секрет» служит для поддержки максимального количества пар «клиент-сервер» в службе RADIUS. К тому же в большинстве случаев криптологически он недостаточно устойчив против атаки с перебором слов по словарю в автономном режиме. Значение поля Response Authenticator и содержимое атрибута Message Authenticator легко вычисляются. Потом эти данные сравниваются с перехваченным сообщением Access-Accept, Access-Reject или Access-Challenge. Таким образом, легко разгадываемый «общий секрет» может быть быстро скомпрометирован.

Сложившаяся ситуация усугубляется также некоторыми вариантами реализации RADIUS — довольно часто длина «общего секрета» не может превышать определенной величины, или же набор символов, из которых образуется ключевое слово, ограничен. В качестве примера приведем распространенную установку на использование только тех символов из набора ASCII, которые находятся непосредственно на клавиатуре — то есть лишь 94 из доступных 256 символов ASCII.

Важно знать, что в случае, если выбор ограничен только возможностями клавиатуры, последовательность символов должна состоять как минимум из 22 знаков и при этом содержать примерно в одинаковой пропорции строчные и прописные буквы, цифры и специальные символы. Если же «общий секрет» может быть задан в виде строки из шестнадцатеричных чисел, следует задавать не менее 32 цифр.

RFC 2865 предписывает использование 16 символов в «общем ключе». Однако для достижения энтропии (в теории информации энтропия отражает количество информации в последовательности символов) равной 128 бит каждый отдельный символ должен иметь энтропию 8 бит. В случае же, когда выбор символов ограничен имеющимися на клавиатуре, энтропия 8-битного символа уменьшается до 5,8 бит. Поэтому, чтобы добиться уровня энтропии в 128 бит, необходимо 22 символа. В среде Windows 2000 максимально возможная длина «общего секрета» может быть равна 64 символам (из имеющихся на клавиатуре).

Качественно улучшить результаты позволяет использование программ для генерирования «общего секрета», поскольку при этом обычно получаются лучшие, по сравнению с ручным вводом, значения энтропии. Кроме того, пара «клиент-сервер», использующая RADIUS, всегда должна быть защищена одним и тем же «общим секретом».

ПРИМЕНЕНИЕ RADIUS

Соблюдение некоторых принципов при вводе RADIUS в эксплуатацию поможет свести различные риски к минимуму. При этом следует использовать алгоритм шифрования Triple DES. Такой метод описан также в документе RFC 3162. Путем шифрования всего сообщения RADIUS защищаются особо чувствительные его части — такие, как поле удостоверения запроса в сообщении запроса доступа — и атрибуты RADIUS (к примеру, пароль пользователя или атрибуты ключа МРРЕ). Тому, кто предпримет попытку проникновения в систему, понадобится сначала расшифровать защищенное с помощью ESP сообщение RADIUS, и лишь после этого он сможет анализировать его содержимое. Чтобы предотвратить атаки на сервер RADIUS извне, рекомендуется установить программное обеспечение для аутентификации с использованием сертификатов. Помимо этого, возможны и другие варианты защиты.

Нижеперечисленные советы помогут в реализации дополнительной защиты аутентификации:

Следует пользоваться ЕАР или схемами типа ЕАР с поддержкой сильных методов аутентификации. Хороший пример подобного метода – ЕАР-TLS. Он требует обмена сертификатами между клиентом, пытающимся получить доступ, и сервером RADIUS. Все сообщения ЕАР должны иметь атрибуты удостоверения сообщения для защиты сообщений запроса доступа.

Желательно выбирать методы аутентификации, рассчитанные на двустороннюю аутентификацию. При таком подходе противоположные конечные точки соединения аутентифицируют свои системы. Если с какой-либо стороны аутентификация пройдет неудачно, то в установлении соединения будет отказано. Примерами подобных методов служат ЕАР-TLS и MS-CHAPv2. Так, в случае ЕАР-TLS сервер RADIUS проводит проверку пользовательского сертификата клиента, пытающегося получить доступ, а клиент в свою очередь – сертификата сервера RADIUS.

Если аутентификация производится посредством РАР, то эту опцию следует отключить. При аутентификации с помощью однократных паролей или токенов происходит откат к PAP. Но поскольку IEEE 802.1x не поддерживает РАР, в подобных случаях чаще всего пользуются соединениями РРР.

РАСШИРЕННЫЙ ПРОТОКОЛ АУТЕНТИФИКАЦИИ

Расширенный протокол аутентификации (Extensible Authentication Protocol, EAP) изначально задумывался как дополнение к РРР для поддержки различных механизмов аутентификации доступа к сети. Протоколы аутентификации для РРР, например CHAP, MS-CHAP и MS-CHAPv2, определяют механизм аутентификации во время фазы установления соединения. На этом этапе необходимо применять согласованный протокол аутентификации, с целью «верификации» соединения. В данном случае речь идет о заранее определенной последовательности сообщений, причем они должны отсылаться в соответствии с заданной схемой, а точнее, в указанной очередности.

При использовании EAP в процессе установления соединения в рамках РРРспециальный механизм аутентификации не определяется. Лишь на этапе аутентификации участники взаимодействуют по специальной схеме аутентификации EAP, обозначаемой также как «схема типа EAP». ЕАР позволяет осуществлять обмен сообщениями между клиентом, запрашивающим доступ, и аутентифицирующим сервером (в его роли часто выступает сервер RADIUS). При этом обмен сообщениями может варьироваться с учетом особенностей различных соединений; он состоит собственно из запросов, в которых требуется предоставление информации об аутентификации, а также из соответствующих ответов. Длительность и конкретные детали сеанса аутентификации зависят от заданной схемы EAP.

В архитектурном плане ЕАР задумывался таким образом, чтобы аутентификацию можно было выполнять с помощью подключенных модулей с обеих сторон соединения: от клиента и от сервера. Если библиотечный файл ЕАР установить на обоих концах, то в любой момент можно применить новую схему аутентификации. Тем самым ЕАР предоставляет гибкую среду для внедрения безопасных методов аутентификации. ЕАР удобен при таких видах аутентификации, как токены (Generic Token Card), однократные пароли (One Time Password), запрос/ответ (MD5-Challenge) или защита на транспортном уровне (Transport Level Security). Кроме того, эта концепция открыта для применения лучших технологий аутентификации в будущем. Однако ЕАР используется не только вместе с РРР. Он, помимо всего, поддерживается на канальном уровне стандарта IEEE 802.

К примеру, службу RRAS операционной системы Windows 2000 можно настроить таким образом, что система с каждым сообщением запроса доступа станет отправлять атрибут удостоверение сообщения (Message-Authenticator). При этом в соответствующем диалоговом окне необходимо выбрать в свойствах опцию always use digital signatures («всегда использовать цифровую подпись»). Служба аутентификации в Internet (Internet Authentication Service, IAS) настраивается со стороны Windows 2000 так, чтобы при получении любого сообщения запроса доступа проверялось наличие атрибута Message-Authenticator. Администратор должен установить соответствующий флажок в свойствах клиента RADIUS, чтобы клиент постоянно пересылал в запросе атрибут подписи.

Если по каким-либо причинам такой вариант невозможен, в этом случае остается один выход: Windows 2000 обладает механизмом «учета и блокировки аутентификации». Благодаря ему клиент не может превысить заданное количество попыток аутентификации за установленное время. Если же это происходит, система сразу прервет с ним связь.