Kerberos+LDAP+NFSv4

Kerberos

Kerberos é un protocolo de autenticación que permite a ordenadores nunha rede insegura identificarse mutuamente de xeito seguro. Tanto os clientes coma o servidor verificarán a identidade un do outro. Kerberos básase en criptografía de chave simétrica e precisa dun terceiro de confianza, ainda que existen extensións que permiten o uso de criptografía de chave asimétrica. Kerberos establece tamén unha duración das autorizacións, de xeito que únicamente é necesario autenticarse unha vez ata que caduque a concesión.

Kerberos permite evitar o envío de contrasinais sen cifrar pola rede, centralizar a xestión de usuarios e contrasinais, e almacenar as credenciais en unha única máquina.

O funcionamento de Kerberos emprega 2 entidades (servidores), o Servidor de Autenticación (SA) e o Servidor de Tickets de Acceso (TGS) co obxecto de asegurar o acceso a un servicio ofrecido por un Proveedor de Servizo (SS) como NFS. Estes dous servidores forman parte do servidor kerberos, que atenderá as solicitudes mediante o seguinte intercambio de mensaxes:

1. O usuario introduce no cliente o seu usuario e contrasinal
2. O cliente transforma o contrasinal con cifrado de un so sentido, creando a chave segreda do cliente.
3. O cliente envía unha mensaxe en claro ao SA solicitando servicio para o usuario identificado.
4. O SA verifica que o usuario está na súa base de datos obtendo a súa contrasinal da BBDD e xerando a chave segreda do cliente que cotexará coa recibida. Si coinciden se crearán dúas mensaxes que se envían ao cliente:

Mensaxe A

O SA Crea unha mensaxe cifrada coa chave segreda do cliente, chamada Client/TGS Session Key.

Mensaxe B

O SA obteń o contrasinal do TGS da BBDD e xenera con ela unha mensaxe cifrada que conten: ID de cliente, dirección IP do cliente, periodo de validez do ticket, e o Client/TGS Session Key. Esta mensaxe é o Ticket Granting Ticket (TGT).

5. O cliente descifra a Client/TGS Session Key da Mensaxe A, que se utilizará para a comunicación co TGS.

6. Cando o cliente precise un servicio, necesitará solicitarllo ao TGS mediante as seguintes mensaxes:

Mensaxe C

Composta polo TGT e a ID do servicio solicitado.

Debemos recordar que o cliente non ten acceso ao contido do TGT xa que está cifrado coa contrasinal do TGS.

Mensaxe D

Cifrado coa Client/TGS Session Key obtida da Mensaxe A e composta polo ID de cliente e unha marca de tempo, chamada Autenticador.

7. O TGS descifra o TGT da Mensaxe C obtendo a Client/TGS Session Key necesaria para descifrar a Mensaxe D (Autenticador) e obtendo así o ID de cliente e a marca de tempo

8. O TGS con esta información crea unha mensaxe composta pola ID de cliente,IP do cliente,Periodo de validez e a Client/Server Session Key xenerada para a comunicación. Esta mensaxe se cifra coa Chave Segreda do Servizo e se chama Client-To-Server Ticket (Mensaxe E). Tamén se crea outra mensaxe composta pola Client/Server Session Key cifrada coa Client/TGS Session Key (Mensaxe F). Se envían estas dúas mensaxes ao cliente

9. Unha vez recibidas estas mensaxes, o cliente poderá autenticarse para acceder ao servizo enviando ao Proveedor do Servizo (SS) a Mensaxe E, e unha nova mensaxe cifrada coa Client/Server Session Key obtida da Mensaxe F que terá o ID do cliente e unha Marca de Tempo.

10. O proveedor de servizo (SS) descifrará a Mensaxe E coas súa chave sergreda obtendo así a Client/Server Session Key que lle permitirá descifrar a Mensaxe F e crear unha mensaxe de autorización de acceso ao servizo (Mensaxe H) composta pola marca de tempo obtida da Mensaxe F+1 e cifrada coa Client/Server Session Key.

11. O cliente descifra a mensaxe de autorización e confirma a corrección da marca de tempo. Si é correcto, poderá empezar a utilizar o servizo.

Instalación de Kerberos

En Linux existen dúas versións de Kerberos: Heimdall e MIT. Utilizaremos MIT.

Os tickets kerberos teñen periodos de validez establecidos, polo que resulta importante a sincronización dos distintos ordenadores da rede. Para manter a sincronización podemos facer uso de ntp ou do paquete ntpdate, que combinado con cron nos permitirá manter o tempo en sincronía en todos os ordenadores da rede. Se recomenda a versión 5 de Kerberos, xa que a versión 4 ten diversas vulnerabilidades e debilidades no cifrado. E tamén necesario que todos os equipos que utilicen Kerberos sexan resoltos de modo axeitado, tanto de modo directo como inverso, polo que e convinte un servidor DNS, e incluso engadir ao /etc/hosts os servidores e clientes implicados para asegurar o posible fallo do DNS.

Kerberos soporta replicación a múltiples servidores, recomendándose o uso de polo menos dous, un maestro que será o servidor Primario (PDC) e outro Secundario que estará dispoñible para cubrir posibles fallos do maestro (BDC). Os clientes Kerberos utilizarán o servidor secundario automáticamente no caso de fallo do primario.

Para utilizar as ferramentas administrativas como kadmin e imprescindible a existencia dun servidor Primario. En caso de fallo do PDC será imposible a agregación ou modificación de entradas no dominio Kerberos mentras que o PDC non sexa posto de novo en liña

Instalaremos o servidor Kerberos:

1. Instalación do software:

 apt-get install krb5-kdc krb5-admin-server

Durante a instalación se solicitará:

• O nome do dominio Kerberos (Realm), que normalmente será o noso dominio en maiúsculas: IESRODEIRA.COM
• Os servidores Kerberos para o dominio, que serán en primeiro lugar o PDC, e logo o BDC: krbldap-pdc.iesrodeira.com krbldap-bdc.iesrodeira.com
• O nome do servidor administrativo (PDC): krbldap-pdc.iesrodeira.com

2. Debemos modificar /etc/krb5.conf para incluir a información do noso dominio kerberos na sección [domain-realm] e un apartado para configurar os log de kerberos

 mkdir /var/log/kerberos
 chmod 750 /var/log/kerberos

 [domain-realm]
       .iesrodeira.com = IESRODEIRA.COM
       iesrodeira.com = IESRODEIRA.COM
 [logging]
       kdc=FILE:/var/log/kerberos/krb5kdc.log
       admin_server=FILE:/var/log/kerberos/kadmin.log
       default=FILE:/var/log/kerberos/krb5lib.log

3. A continuación creamos a base de datos para Kerberos, para o que necesitará recolectar información aleatoria (tardará un pouco) e solicitarnos unha password que será imprescindible para o decodificado da base de datos:

 krb5_newrealm
 service krb5-admin-server restart && service krb5-kdc restart

4. Xa podemos empezar a engadir servidores e usuarios a base de datos Kerberos (principals) mediante a utilidade kadmin.local. Os principals Kerberos teñen a forma SPEC@REALMKERBEROS (no noso caso SPEC@IESRODEIRA.COM), donde SPEC normalmente ten a forma de usuario/rol ou servizo/hostname (por exemplo, root/admin, ou nfs/nfs.iesrodeira.com). Estas SPEC se poden utilizar logo no ficheiro /etc/krb5kdc/kadm5.acl para establecer ACLS especificando permisos.

As password para os principals poden organizarse mediante políticas (policies) que forzan distintos graos de fortaleza (-minlength, -minclasses, -maxlife, -minlife, -maxfailure, -failurecountinterval, -lockoutduration), creando primeiro as políticas como por exemplo:

  add_policy  -minlength 8  -minclasses 1 user
  add_policy  -minlength 8  -minclasses 3 admin

Para posteriormente crear o principal cunha política determiñada:

  addprinc -policy user root/admin

Ou cambiar de política un principal existente:

  modprinc -policy admin root/admin

Polo tanto, creamos as políticas e un principal para poder acceder a configuración Kerberos dende calqueira equipo cliente:

  add_policy -minlength 6 -minclasses 1 user
  add_policy -minlength 8 -minclasses 2 admin
  addprinc -policy admin root/admin

E editaremos /etc/krb5kdc/kadm5.acl, especificando */admin *, indicando que todos os usuarios co rol admin teñen todos os privilexios de administración. A partir deste momento poderemos administrar o servicio Kerberos dende calqueira cliente coa utilidade kadmin, crear tickets coa utilidade kinit, examinalos (klist) e eliminalos (kdestroy).

Nos clientes Kerberos será necesario instalar os paquetes krb5-config, krb5-clients e krb5-user. En caso de problemas se deberá verificar en /etc/krb5.conf que:

• [domain_realm] conten o mapeo ao dominio correcto
• default_realm ten o valor correcto
• o realm está definido na sección [realms]

Podemos comprobar o correcto funcionamento creando un ticket para o principal creado, listando o ticket (TGT) e destruíndolo:

 kinit -p root/admin
 klist
 kdestroy

5. Creamos un principal no PDC para o servidor PDC mediante a utilidade kadmin cunha chave aleatoria, xa que unha máquina non pode introducir unha chave, e creamos o ficheiro local para as chaves.

 addprinc -randkey host/krbldap-pdc.iesrodeira.com
 ktadd host/krbldap-pdc.iesrodeira.com

Unha boa idea sería crear o ficheiro /etc/logrotate.d/krb5-kdc cun contido similar a este:

 /var/log/kerberos/krb5lib.log  /var/log/kerberos/kadmin.log /var/log/kerberos/krb5lib.log {
       daily
 	missingok
 	rotate 7
 	compress
 	delaycompress
 	notifempty
 	postrotate
 		/etc/init.d/krb5-kdc restart > /dev/null
               /etc/init.d/krb5-admin-server restart > /dev/null
 	endscript
 }

Tamén sería unha boa práctica alterar a vida dos tickets:

 ~# kadmin.local
 Authenticating as principal root/admin@EXAMPLE.COM with password.
 kadmin.local:  modprinc -maxlife "1 day" -maxrenewlife "90 day" krbtgt/IESRODEIRA.COM@IESRODEIRA.COM
 Principal "krbtgt/IESRODEIRA.COM@IESRODEIRA.COM" modified.  
 kadmin.local:  q

e modificando o ficheiro /etc/krb5kdc/kdc.conf para reflexar os cambios cambiando as liñas:

 max_life = 1d 0h 0m 0s
 max_renewable_life = 90d 0h 0m 0s

Servidor Slave (BDC)

• Debemos instalar o paquete krb5-user e contestar ás preguntas:

 apt-get install krb5-user

O ficheiro /etc/krb5.conf e o script de rotación de logs /etc/logrotate.d/krb5-kdc serán idénticos aos do controlador primario (KDC).

• Creamos un principal no PDC para o servidor esclavo mediante a utilidade kadmin cunha chave aleatoria, xa que unha máquina non pode introducir unha chave, e creamos o ficheiro local para as chaves.

 addprinc -randkey host/krbldap-bdc.iesrodeira.com
 ktadd host/krbldap-bdc.iesrodeira.com

• Instalamos a parte servidor. Necesitaremos xinetd para configurar o servicio de propagación kpropd.

 apt-get install krb5-kdc xinetd

• Engadimos o servizo kpropd a xinetd creando o ficheiro /etc/xinetd.d/krb_prop e poñendo:

 service krb_prop
 {
       disable         = no
       socket_type     = stream
       protocol        = tcp
       user            = root
       wait            = no
       server          = /usr/sbin/kpropd
 }

• Inciamos o servizo xinetd

 service xinetd restart

• Configuramos a propagación da base de datos Kerberos do primario ao secundario

1. Creamos o ficheiro cos controladores Kerberos do noso reino en /etc/krb5kdc/kpropd.acl nos dous controladores. O contido será o seguinte:

  host/krbldap-pdc.iesrodeira.com@IESRODEIRA.COM
  host/krbldap-bdc.iesrodeira.com@IESRODEIRA.COM

2. No controlador primario creamos un backup da base de datos Kerberos e a enviamos ao controlador secundario

  kdb5_util dump /var/lib/krb5kdc/slave_datatrans
  kprop krbldap-bdc.iesrodeira.com

3. De volta no controlador secundario creamos un ficheiro cunha copia da chave mestra Kerberos:

  kdb5_util stash

4. Xa podemos iniciar o servizo co comando service krb5-kdc start

A propagación das modificacións da base de datos Kerberos no controlador primario non se propagan ao secundario de xeito automático, polo que é aconsellable crear un script que se encarge da migración de xeito periódico mediante a utilidade cron. Crearemos o ficheiro /etc/cron.hourly/krb5-prop co seguinte contido:

  #!/bin/sh
  slavekdcs=krbldap-bdc.iesrodeira.com
  /usr/sbin/kdb5_util dump /var/lib/krb5kdc/slave_datatrans
  error=$?
  if [ $error -ne 0 ]; then
  	echo "Kerberos database dump failed"
  	echo "with exit code $error. Exciting."
  	exit 1
  fi
  for kdc in $slavekdcs; do
  	/usr/sbin/kprop $kdc > /dev/null
  	error=$?
  	if [ $error -ne 0 ]; then
  		echo "Propagation of database to host $kdc"
  		echo "failed with exit code $error."
  	fi
   done
   exit 0

LDAP

LDAP (LightWeight Directory Access Protocol) é un protocolo de acceso a bases de datos de directorio (Servicios de Directorio) que implementa un subconxunto do estándar X.500. Os servicios de directorio caracterízanse por ser sistemas con moitos accesos de lectura e moi poucas insercións e actualizacións, polo tanto están optimizadas para consultas rápidas.

Este tipo de bases de datos poden almacenar e organizar, por exemplo, a información sobre usuarios dunha rede e os recursos da mesma.LDAP xunto con Kerberos forma o núcleo do sistema de Active Directory de Microsoft Windows, e de moitas outras implementacións como Novell eDirectory ou o RedHat Directory Service.

As bases de datos LDAP teñen forma de árbore, dandolle ao administrador a posibilidade de crear as distintas ramas (DIT, Directory Information Tree), especificando en primeiro lugar a raíz da árbore, que normalmente é o dominio da organización, como pode ser dc=iesrodeira, dc=com (dc é unha abreviatura de Domain Component).

As distintas entradas na árbore LDAP se representan habitualmente en formato LDIF (LDAP Data Interchange Format) que indican o nome (dn) da nova entrada e os seus atributos.

Realizaremos unha instalación de OpenLDAP para almacenar a base de datos dos usuarios do sistema e dos servicios Kerberos, e configuraremos os clientes do modo apropiado. Neste exemplo, o servicio LDAP e Kerberos estarán na mesma máquina, si estiveran en máquinas distintas sería convinte que a comunicación se realizase de xeito seguro mediante SSL.