15.7. Kerberos5

Beigetragen von Tillman Hodgson. Beruht auf einem Beitrag von Mark Murray.

Kerberos ist ein Netzwerk-Protokoll, das Benutzer mithilfe eines sicheren Servers authentifiziert. Mit Risiken behaftete Dienste, wie das Anmelden an entfernten Systemen oder das Kopieren von Daten auf entfernte Systeme, werden durch Kerberos erheblich sicherer und lassen sich leichter steuern.

Kerberos hat eine Aufgabe: Die sichere Prüfung der Identität eines Benutzers (Authentifizierung) über das Netzwerk. Das System überprüft weder die Berechtigungen der Benutzer (Autorisierung), noch verfolgt es die durchgeführten Aktionen (Audit). Daher sollte Kerberos zusammen mit anderen Sicherheits-Systemen eingesetzt werden, die diese Funktionen bereitstellen. Die Daten einer Kommunikation können verschlüsselt werden, nachdem die Kommunikationspartner mit Kerberos ihre Identität geprüft haben.

Die folgenden Anweisungen beschreiben, wie Sie das mit FreeBSD gelieferte Kerberos einrichten. Eine vollständige Beschreibung des Systems entnehmen Sie bitte den entsprechenden Hilfeseiten.

Die Beschreibung der Kerberos-Installation benutzt folgende Namensräume:

Anmerkung: Benutzen Sie echte Domain-Namen, wenn Sie Kerberos einrichten. Damit vermeiden Sie DNS-Probleme und stellen die Zusammenarbeit mit anderen Kerberos-Realms sicher.

15.7.1. Geschichte

Das MIT entwickelte Kerberos, um Sicherheitsprobleme auf dem Netzwerk zu lösen. Das Kerberos-Protokoll verwendet starke Kryptographie, sodass ein Server die Identität eines Clients (der umgekehrte Vorgang ist auch möglich) über ein unsicheres Netzwerk feststellen kann.

Der Begriff Kerberos wird sowohl für das Protokoll als auch für Programme verwendet, die Kerberos benutzen (wie Kerberos-Telnet). Die aktuelle Protokollversion ist 5 und wird in RFC 1510 beschrieben.

Mehrere Implementierungen des Protokolls stehen frei zur Verfügung und decken viele Betriebssysteme ab. Das Massachusetts Institute of Technology (MIT), an dem Kerberos ursprünglich entwickelt wurde, entwickelt seine Kerberos-Version weiter. In den USA wird diese Version häufig eingesetzt, unterlag aber Export-Beschränkungen, da sie in den USA entwickelt wurde. Die MIT-Version von Kerberos befindet sich im Port security/krb5. Heimdal ist eine weitere Implementierung der Protokollversion 5. Sie wurde außerhalb der USA entwickelt und unterliegt daher keinen Export-Beschränkungen. Heimdal-Kerberos befindet sich im Port security/heimdal und das Basissystem von FreeBSD enthält eine minimale Installation von Heimdal.

Um möglichst viele Benutzer anzusprechen, verwenden die folgenden Beispiele die in FreeBSD enthaltene Heimdal-Distribution.

15.7.2. Das Heimdal KDC einrichten

Kerberos authentifiziert Benutzer an einer zentralen Stelle: dem Key Distribution Center (KDC). Das KDC verteilt Tickets, mit denen ein Dienst die Identität eines Benutzers feststellen kann. Alle Mitglieder eines Kerberos-Realms vertrauen dem KDC, daher gelten für das KDC erhöhte Sicherheitsanforderungen.

Obwohl das KDC wenig Ressourcen eines Rechners benötigt, sollte es wegen der Sicherheitsanforderungen auf einem separaten Rechner installiert werden.

Das KDC wird in /etc/rc.conf wie folgt aktiviert:

kerberos5_server_enable="YES"
kadmind5_server_enable="YES"

Danach wird die Konfigurationsdatei von Kerberos, /etc/krb5.conf, erstellt:

[libdefaults]
    default_realm = EXAMPLE.ORG
[realms]
    EXAMPLE.ORG = {
        kdc = kerberos.example.org
	admin_server = kerberos.example.org
    }
[domain_realm]
    .example.org = EXAMPLE.ORG

Diese Einstellungen setzen voraus, dass der voll qualifizierte Name des KDCs kerberos.example.org ist. Wenn Ihr KDC einen anderen Namen hat, müssen Sie in der DNS-Zone einen Alias-Eintrag (CNAME-Record) für das KDC hinzufügen.

Anmerkung: Auf großen Netzwerken mit einem ordentlich konfigurierten BIND DNS-Server kann die Datei verkürzt werden:

[libdefaults]
      default_realm = EXAMPLE.ORG

Die Zonendatei von example.org muss dann die folgenden Zeilen enthalten:

_kerberos._udp      IN  SRV     01 00 88 kerberos.example.org.
_kerberos._tcp      IN  SRV     01 00 88 kerberos.example.org.
_kpasswd._udp       IN  SRV     01 00 464 kerberos.example.org.
_kerberos-adm._tcp  IN  SRV     01 00 749 kerberos.example.org.
_kerberos           IN  TXT     EXAMPLE.ORG

Anmerkung: Damit Klienten die Kerberos-Dienste benutzen können, muss die Datei /etc/krb5.conf entweder die vollständige Konfiguration enthalten oder eine minimale Konfiguration enthalten und zusätzlich ein DNS-Server richtig eingerichtet sein.

Im nächsten Schritt wird die Kerberos-Datenbank eingerichtet. Die Datenbank enthält die Schlüssel aller Prinzipale und ist mit einem Passwort geschützt. Dieses Passwort brauchen Sie nicht zu behalten, da ein davon abgeleiteter Schlüssel in der Datei /var/heimdal/m-key gespeichert wird. Den Schlüssel erstellen Sie, indem Sie das Programm kstash aufrufen und ein Passwort eingeben.

Nachdem Sie den Schlüssel in /var/heimdal/m-key erstellt haben, können Sie die Datenbank mit dem Kommando kadmin initialisieren. Verwenden Sie hierbei die Option -l (lokal). Mit dieser Option wird die Datenbank lokal modifiziert. Normal würde der kadmind-Dienst benutzt, der aber zu diesem Zeitpunkt noch nicht läuft. An der Eingabeaufforderung von kadmin können Sie mit dem Kommando init die Datenbank des Realms einrichten.

Zuletzt erstellen Sie mit dem Kommando add Ihren ersten Prinzipal. Benutzen Sie die voreingestellten Optionen; Sie können die Einstellungen später mit dem Kommando modify ändern. An der Eingabeaufforderung zeigt das Kommando ? Hilfetexte an.

Zusammengefasst wird die Datenbank wie folgt eingerichtet:

# kstash
Master key: xxxxxxxx
Verifying password - Master key: xxxxxxxx

# kadmin -l
kadmin> init EXAMPLE.ORG
Realm max ticket life [unlimited]:
kadmin> add tillman
Max ticket life [unlimited]:
Max renewable life [unlimited]:
Attributes []:
Password: xxxxxxxx
Verifying password - Password: xxxxxxxx

Jetzt kann das KDC gestartet werden. Führen Sie zum Start der Dienste die Kommandos /etc/rc.d/kerberos start und /etc/rc.d/kadmind start aus. Obwohl zu diesem Zeitpunkt noch keine kerberisierten Dienste laufen, können Sie die Funktion des KDCs schon überprüfen. Für den eben angelegten Benutzer können Sie sich vom KDC Tickets holen und diese Tickets anzeigen:

% kinit tillman
tillman@EXAMPLE.ORG's Password:

% klist
Credentials cache: FILE: /tmp/krb5cc_500
        Principal: tillman@EXAMPLE.ORG

  Issued           Expires          Principal
Aug 27 15:37:58  Aug 28 01:37:58  krbtgt/EXAMPLE.ORG@EXAMPLE.ORG

Dieses Ticket kann, nachdem Sie Ihre Arbeit beendet haben, zurückgezogen werden:

% kdestroy

15.7.3. Kerberos-Dienste einrichten

Alle Rechner, die kerberisierte Dienste anbieten, müssen eine Kopie der Kerberos-Konfigurationsdatei /etc/krb5.conf besitzen. Sie können die Datei einfach vom KDC kopieren.

Anschließend müssen Sie die Datei /etc/krb5.keytab erzeugen. Im Gegensatz zu normalen Workstations benötigt jeder Server eine keytab. Diese Datei enthält den Schlüssel des Servers, mit dem sich der Server und das KDC gegenseitig authentifizieren können. Die Datei muss sicher auf den Server transportiert werden (beispielsweise mit scp(1) oder einer Diskette). Unter keinen Umständen darf die Datei im Klartext, zum Beispiel mit FTP, übertragen werden, da sonst die Sicherheit des Servers gefährdet ist.

Sie können die keytab auch mit dem Programm kadmin übertragen. Da Sie mit kadmin sowieso einen Host-Prinzipal für den Server einrichten müssen, ist das ganz praktisch.

Sie müssen allerdings schon ein Ticket besitzen und berechtigt sein, kadmin auszuführen. Die Berechtigung erhalten Sie durch einen Eintrag in der Zugriffskontrollliste kadmind.acl. Weitere Informationen über Zugriffskontrolllisten erhalten Sie in den Heimdal-Info-Seiten (info heimdal) im Abschnitt “Remote administration”. Wenn der Zugriff auf kadmin von entfernten Maschinen verboten ist, müssen Sie sich sicher auf dem KDC anmelden (lokale Konsole, ssh(1) oder kerberisiertes Telnet) und die keytab lokal mit kadmin -l erzeugen.

Nachdem Sie die Datei /etc/krb5.conf installiert haben, können Sie das Kommando kadmin benutzen. An der Eingabeaufforderung von kadmin erstellt das Kommando add --random-key den Host-Prinzipal und das Kommando ext extrahiert den Schlüssel des Prinzipals in eine Datei:

# kadmin
kadmin> add --random-key host/myserver.example.org
Max ticket life [unlimited]:
Max renewable life [unlimited]:
Attributes []:
kadmin> ext host/myserver.example.org
kadmin> exit

Das Kommando ext (von extract) speichert den extrahierten Schlüssel in der Datei /etc/krb5.keytab.

Wenn auf dem KDC, vielleicht aus Sicherheitsgründen, kadmind nicht läuft, können Sie das Kommando kadmin von entfernten Rechnern nicht benutzen. In diesem Fall legen Sie den Host-Prinzipal host/myserver.EXAMPLE.ORG direkt auf dem KDC an. Den Schlüssel extrahieren Sie in eine temporäre Datei (damit die Datei /etc/krb5.keytab nicht überschrieben wird):

# kadmin
kadmin> ext --keytab=/tmp/example.keytab host/myserver.example.org
kadmin> exit

Anschließend müssen Sie die erzeugte example.keytab sicher auf den Server kopieren (mit scp oder mithilfe einer Diskette). Geben Sie auf jeden Fall einen anderen Namen für die keytab an, weil sonst die keytab des KDCs überschrieben würde.

Wegen der Datei krb5.conf kann der Server nun mit dem KDC kommunizieren und seine Identität mithilfe der Datei krb5.keytab nachweisen. Jetzt können wir kerberisierte Dienste aktivieren. Für telnet muss die folgende Zeile in /etc/inetd.conf eingefügt werden:

telnet    stream  tcp     nowait  root    /usr/libexec/telnetd  telnetd -a user

Ausschlaggebend ist, dass die Authentifizierungs-Methode mit -a auf user gesetzt wird. Weitere Details entnehmen Sie bitte der Hilfeseite telnetd(8).

Nachdem sie die Zeile in /etc/inetd.conf eingefügt haben, starten Sie inetd(8) mit dem Kommando /etc/rc.d/inetd restart durch.

15.7.4. Kerberos-Clients einrichten

Ein Client lässt sich leicht einrichten. Sie benötigen nur die Kerberos-Konfigurationsdatei /etc/krb5.conf. Kopieren Sie die Konfigurationsdatei einfach vom KDC auf den Client.

Sie können jetzt mit kinit Tickets anfordern, mit klist Tickets anzeigen und mit kdestroy Tickets löschen. Sie können mit Kerberos-Anwendungen kerberisierte Server ansprechen. Wenn das nicht funktioniert, Sie aber Tickets anfordern können, hat wahrscheinlich der kerberisierte Server ein Problem und nicht der Client oder das KDC.

Wenn Sie eine Anwendung wie telnet testen, können Sie mit einem Paket-Sniffer (beispielsweise tcpdump(1)) überprüfen, dass Passwörter verschlüsselt übertragen werden. Probieren Sie auch die Option -x von telnet, die den gesamten Datenverkehr verschlüsselt (analog zu ssh).

Zu Heimdal gehören noch weitere Anwendungen. Allerdings enthält das FreeBSD-Basissystem nur eine minimale Heimdal-Installation mit nur einer kerberisierten Anwendung: telnet.

Der Heimdal-Port enthält noch mehr kerberisierte Anwendungen wie ftp, rsh, rcp und rlogin. Der MIT-Port enthält ebenfalls weitere kerberisierte Anwendungen.

15.7.5. .k5login und .k5users

Normalerweise wird ein Kerberos-Prinzipal wie tillman@EXAMPLE.ORG auf ein lokales Benutzerkonto, beispielsweise tillman, abgebildet. Daher benötigen Client-Anwendungen (zum Beispiel telnet) keinen Benutzernamen.

Manchmal wird aber Zugriff auf ein lokales Benutzerkonto benötigt, zu dem es keinen passenden Kerberos-Prinzipal gibt. Der Prinzipal tillman@EXAMPLE.ORG bräuchte beispielsweise Zugriff auf das Konto webdevelopers. Ebenso könnten andere Prinzipale auf dieses Konto zugreifen wollen.

Die Dateien .k5login und .k5users im Heimatverzeichnis eines Benutzerkontos gewähren Zugriffe ähnlich wie die Dateien .hosts und .rhosts. Um den Prinzipalen tillman@example.org und jdoe@example.org auf das Konto webdevelopers zu geben, wird im Heimatverzeichnis von webdevelopers die Datei .k5login mit folgendem Inhalt angelegt:

tillman@example.org
jdoe@example.org

Die angegebenen Prinzipale haben nun ohne ein gemeinsames Passwort Zugriff auf das Konto.

Einzelheiten entnehmen Sie bitte den Hilfeseiten zu diesen Dateien. Die Datei .k5users wird in der Hilfeseite des Kommandos ksu beschrieben.

15.7.6. Tipps und Fehlersuche

15.7.7. Unterschiede zum MIT-Port

Der Hauptunterschied zwischen MIT-Kerberos und Heimdal-Kerberos ist das Kommando kadmin. Die Befehlssätze des Kommandos (obwohl funktional gleichwertig) und das verwendete Protokoll unterscheiden sich in beiden Varianten. Das KDC lässt sich nur mit dem kadmin Kommando der passenden Kerberos-Variante verwalten.

Für dieselbe Funktion können auch die Client-Anwendungen leicht geänderte Kommandozeilenoptionen besitzen. Folgen Sie bitte der Anleitung auf der Kerberos-Seite (http://web.mit.edu/Kerberos/www/) des MITs. Achten Sie besonders auf den Suchpfad für Anwendungen. Der MIT-Port wird standardmäßig in /usr/local/ installiert. Wenn die Umgebungsvariable PATH zuerst die Systemverzeichnisse enthält, werden die Systemprogramme anstelle der MIT-Programme ausgeführt.

Anmerkung: Wenn Sie den MIT-Port security/krb5 verwenden, erscheint bei der Anmeldung mit telnetd und klogind die Fehlermeldung “incorrect permissions on cache file”. Lesen Sie dazu bitte die im Port enthaltene Datei /usr/local/share/doc/krb5/README.FreeBSD. Wichtig ist, dass zur Authentifizierung die Binärdatei login.krb5 verwendet wird, die für durchgereichte Berechtigungen die Eigentümer korrekt ändert.

In der Datei rc.conf müssen folgende Zeilen aufgenommen werden:

kerberos5_server="/usr/local/sbin/krb5kdc"
kadmind5_server="/usr/local/sbin/kadmind"
kerberos5_server_enable="YES"
kadmind5_server_enable="YES"

Diese Zeilen sind notwendig, weil die Anwendungen von MIT-Kerberos Binärdateien unterhalb von /usr/local installieren.

15.7.8. Beschränkungen von Kerberos

15.7.8.1. Kerberos muss ganzheitlich verwendet werden

Jeder über das Netzwerk angebotetene Dienst muss mit Kerberos zusammenarbeiten oder auf anderen Wegen gegen Angriffe aus dem Netzwerk geschützt sein. Andernfalls können Berechtigungen gestohlen und wiederverwendet werden. Es ist beispielsweise nicht sinnvoll, für Anmeldungen mit rsh und telnet Kerberos zu benutzen, dagegen aber POP3-Zugriff auf einen Mail-Server zu erlauben, da POP3 Passwörter im Klartext versendet.

15.7.8.2. Kerberos ist für Einbenutzer-Systeme gedacht

In Mehrbenutzer-Umgebungen ist Kerberos unsicherer als in Einbenutzer-Umgebungen, da die Tickets im für alle lesbaren Verzeichnis /tmp gespeichert werden. Wenn ein Rechner von mehreren Benutzern verwendet wird, ist es möglich, dass Tickets gestohlen werden.

Dieses Problem können Sie lösen, indem Sie mit der Kommandozeilenoption -c oder besser mit der Umgebungsvariablen KRB5CCNAME einen Ort für die Tickets vorgeben. Diese Vorgehensweise wird leider selten benutzt. Es reicht, die Tickets im Heimatverzeichnis eines Benutzers zu speichern und mit Zugriffsrechten zu schützen.

15.7.8.3. Das KDC ist verwundbar

Das KDC muss genauso abgesichert werden wie die auf ihm befindliche Passwort-Datenbank. Auf dem KDC dürfen keine anderen Dienste laufen und der Rechner sollte physikalisch gesichert sein. Die Gefahr ist groß, da Kerberos alle Passwörter mit einem Schlüssel, dem Haupt-Schlüssel, verschlüsselt. Der Haupt-Schlüssel wiederum wird in einer Datei auf dem KDC gespeichert.

Ein kompromittierter Haupt-Schlüssel ist nicht ganz so schlimm wie allgemein angenommen. Der Haupt-Schlüssel wird nur zum Verschlüsseln der Passwort-Datenbank und zum Initialisieren des Zufallsgenerators verwendet. Solange der Zugriff auf das KDC abgesichert ist, kann ein Angreifer wenig mit dem Haupt-Schlüssel anfangen.

Wenn das KDC nicht zur Verfügung steht, vielleicht wegen eines Denial-of-Service Angriffs oder wegen eines Netzwerkproblems, ist eine Authentifizierung unmöglich. Damit können die Netzwerk-Dienste nicht benutzt werden; das KDC ist also ein optimales Ziel für einen Denial-of-Service Angriff. Sie können diesem Angriff ausweichen, indem Sie mehrere KDCs (einen Master und einen oder mehrere Slaves) verwenden. Der Rückfall auf ein sekundäres KDC oder eine andere Authentifizierungs-Methode (dazu ist PAM bestens geeignet) muss sorgfältig eingerichtet werden.

15.7.8.4. Mängel von Kerberos

Mit Kerberos können sich Benutzer, Rechner und Dienste gegenseitig authentifizieren. Allerdings existiert kein Mechanismus, der das KDC gegenüber Benutzern, Rechnern oder Diensten authentifiziert. Ein verändertes kinit könnte beispielsweise alle Benutzernamen und Passwörter abfangen. Die von veränderten Programmen ausgehende Gefahr können Sie lindern, indem Sie die Integrität von Dateien mit Werkzeugen wie security/tripwire prüfen.

15.7.9. Weiterführende Dokumentation

Wenn Sie Fragen zu FreeBSD haben, schicken Sie eine E-Mail an <de-bsd-questions@de.FreeBSD.org>.
Wenn Sie Fragen zu dieser Dokumentation haben, schicken Sie eine E-Mail an <de-bsd-translators@de.FreeBSD.org>.