Управление ключами

Ключи сеанса

KDC создает ключ засекречивания для каждого абонента. Этот ключ засекречивания может использоваться только между абонентом и KDC, а не между двумя членами сообщества. Если Алиса должна связаться тайно с Бобом, она нуждается в ключе засекречивания между собой и Бобом. KDC может создать ключ сеанса между Алисой и Бобом, используя их ключи с центром. Ключи Алисы и Боба используются, чтобы подтвердить доступность и полномочность Алисы и Боба к центру и друг к другу перед тем, как будет установлен ключ сеанса. После того как связь закончена, ключ сеанса больше не нужен.

Были предложены несколько различных подходов, чтобы создать ключ сеанса, используя идеи, рассмотренные в "Установление подлинности объекта" для установления подлинности объекта.

Простой протокол, использующий KDC

Давайте посмотрим, как KDS может создать сеансовый ключ K_AB между Алисой и Бобом. рис. 5.4 показывает предпринимаемые шаги.

увеличить изображение
Рис. 5.4. Первый метод, использующий KDC

1. Алиса передает сообщение исходного текста KDC, чтобы получить симметричный ключ сеанса между собой и Бобом. Сообщение содержит ее зарегистрированный опознавательный код (слово Алиса или рисунок) и опознавательный код Боба (слово Боб или рисунок). Зашифровано ли сообщение или общедоступно - KDC это не беспокоит.
2. KDC получает сообщение и создает то, что называется билетом. Билет зашифрован с помощью ключа Боба ( К_B ). Билет содержит идентификаторы Алисы и Боба и ключ сеанса ( K_AB ). Билет с копией ключа сеанса передают Алисе. Алиса получает сообщение, расшифровывает его и извлекает ключ сеанса. Она не может расшифровать билет Боба; билет, предназначенный для Боба, недоступен Алисе. Обратите внимание, что сообщение содержит двойное шифрование: зашифрован билет, а также зашифровано полное сообщение. Во втором сообщении Алиса фактически зарегистрирована в KDC, поэтому только Алиса может открыть целое сообщение, используя свой ключ засекречивания с KDC.
3. Алиса передает билет Бобу. Боб открывает билет и знает, что Алиса должна передать ему сообщение, использующее K_AB как ключ сеанса. Обратите внимание, что в этом сообщении Боб зарегистрирован в KDC, поэтому только Боб может открыть билет. Поскольку Боб зарегистрирован в KDC, он также зарегистрирован Алисой, которая доверяет KDC. Тем же самым способом Алиса также зарегистрирована Бобом, потому что Боб доверяет KDC, и KDC передал Бобу билет, который включает опознавательный код Алисы.

К сожалению, этот простой протокол имеет недостаток. Ева может применить атаку ответа, рассмотренную раньше, - то есть она может сохранить сообщение шага 3 и использовать его позже.

Протокол Ниидома-Шрёдера

Другой подход - изящный протокол Ниидома-Шрёдера (Needham-Schreder), который является основой многих протоколов. Этот протокол использует множество действий вызова-ответа между сторонами, чтобы достигнуть безупречного протокола. Ниидом и Шрёдер применяют два nonce: R_А и R_B. рис. 5.5 показывает пять шагов, используемых в этом протоколе. Мы кратко представляем каждый шаг.

1. Алиса передает сообщение KDC, в которое включает свой nonce R_А, свой опознавательный код и опознавательный код Боба.
2. KDC передает зашифрованное сообщение Алисы, которое включает nonce Алисы, опознавательный код Боба, ключ сеанса и зашифрованный билет для Боба. Все сообщение зашифровано ключом Алисы.
3. Алиса передает билет Боба ему.
4. Боб передает свой запрос Алисе ( R_B ), зашифрованный ключом сеанса.
5. Алиса отвечает на запрос Боба. Обратите внимание, что ответ передается R_B - 1 вместо R_B.

увеличить изображение
Рис. 5.5. Протокол Ниидома-Шрёдера

Протокол Отвея-Рисса

Третий подход - протокол Отвея-Рисса (Otway-Rees) - другой, не менее изящный протокол. рис. 5.6 показывает этот протокол с пятью шагами.

увеличить изображение
Рис. 5.6. Протокол Отвея - Рииса

Ниже кратко описываются шаги этого протокола.

1. Алиса передает сообщение Бобу, которое включает nonce R, идентификационные признаки Алисы и Боба и билет для KDC - в билет входят once Алисы R_A (свидетельство для пользования KDC), копия общего nonce R и идентификаторы Алисы и Боба.
2. Боб создает тот же самый тип билета, но с собственным его, Боба, nonce R_B. Оба билета передают KDC.
3. KDC создает сообщение, которое содержит R, общий nonce, билет для Алисы и билет для Боба; сообщение передают Бобу. Билеты содержат соответствующий once R_A или R_B и ключ сеанса K_AB.
4. Боб передает Алисе ее билет.
5. Алиса передает короткое сообщение, зашифрованное ее сеансовым ключом K_AB, чтобы показать, что она имеет ключ сеанса.