Secure Remote Password

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Secure Remote Password
Seminar Verteilte Systeme und Netzwerkmanagement

• Ein Authentifizierungs- und Schlüsselaustauschsyst
  em
• Moritz Bunkus
• 20. Februar 2001

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Secure Remote Password
Traditionelle Authentifizierungsverfahren
Benutzer/ Client
Rechner/ Server
Username
Ack/Passwort bitte
Passwort
Ok/Falsches Passwort

• Beispiele
• Login an einem Unix-Rechner
• FTP
• Telnet
• POP3 (E-Mail)

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Secure Remote Password

• Weitere Möglichkeiten
• Stimmvergleich
• Netzhautscan
• Smartcards
• Nachteil dieser Möglichkeiten technisch aufwändig

Nachteil der Passwortmethode Das Passwort wird
über das Netzwerk geschickt. Daher muss es gut
geschützt werden. Telnet, FTP und POP3
verschicken das Passwort aber nur unverschlüsselt.
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Challenge-Response-Verfahren
Benutzer/ Client
Rechner/ Server
Username, Random
Ack, Random (Challenge)
Berechne Response
Berechne Response und vergleiche
Response f(Passwort, Challenge)
Ok/Falsches Passwort
Anfällig gegen dictionary attacks.
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Diese Verfahren sind plaintext equivalent das
Passwort oder ein daraus abgeleiteter Wert wird
auf dem Server gespeichert.
verifier based nur der öffentliche Schlüssel
eines asymmetrischen Schlüsselpaares wird auf dem
Server gespeichert.
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AKE asymmetrisches Schlüsselaustauschprotokoll
mit zwei Schlüsselpaaren
x,z
private Schlüssel
w,y
Einmalschlüssel
P(x)
Einwegfunktion, z.B. eine Hash-Funktion (MD5, SHA)
Q(x,y) und R(x,y)
Mischfunktionen für private und öffentliche
Parameter
S(x,y)
Funktion zur Erzeugung des Sitzungsschlüssels
K
Der Sitzungsschlüssel selber
Voraussetzung für die Funktionstüchtigkeit
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Secure Remote Password
Ablauf des Protokolls
Client
Server
P(x) P(z)
wählt sein Passwort x
wählt sein Passwort z
P(w) P(y)
wählt zufälliges w
wählt zufälliges y
berechnet KS(R(P(y),P(z)),Q(w,x))
berechnet KS(R(P(w),P(x)),Q(y,z))
Diese beiden K sind gleich.
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SRP
Berechnungen erfolgen im Galois-Feld GF(n) alle
Operationen modulo n Einwegfunktion P(x)
gx Q(w,x) w ux R(w,x) wxu S(w,x) wx u
f(w,x), wobei f eine Zufallsfunktion ist (z.B.
SHA1)
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• Passwortgenerierung
• Client wählt sein Passwort P und einen
  Zufallswert s (das Salz)
• berechnet x H(s,P) (x ist das private
  Passwort, H eine
• Hashfunktion)
• berechnet den Verifier v gx
• Server speichert den Verifier v und das Salz s.

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Ablauf des Protokolls
Client
Server
Username
holt v und s aus der Datenbank
1)
s
priv. Schlüssel x H(s,P)
2)
öff. Schlüssel A
zufälliges a A ga
3)
öff. Schlüssel B
zufälliges b B v gb
4)
5)
S (Avu)b
S (B - gx)a ux
Sitzungsschlüssel K H(S)
Sitzungsschlüssel K H(S)
6)
M1
7)
M1 H(A,B,K)
Überprüfung von M1
M2
8)
Überprüfung von M2
M2 H(A,M1,K)
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Beide S sind gleich
SClient (B - gx)a ux
B v gb
(v gb - gx)a ux
v gx
(gb)a ux
gba bux
A ga
SServer (Avu)b
(gavu)b
v gx
(ga(gx)u)b
(ga ux)b
gba bux
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Sicherheitsanforderungen

• Keine Informationen über Passwort P oder
  Sitzungsschlüssel K aus Nachrichtenverkehr
  ableitbar.
• Aus entwendetem Passwort P dürfen keine alten
  Sitzungsschlüssel ableitbar sein.
• Aus entwendetem Sitzungsschlüssel K darf das
  Passwort P nicht ableitbar sein.
• Ein Lauscher darf sich nicht als Client oder
  Server ausgeben können.
• Aus entwendetem Verifier v darf das Passwort P
  nicht ableitbar sein.

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• SRP ist sicher
• auf Diffie-Hellman reduzierbar
• Berechnung des diskreten Logarithmus nötig, um
  aus
• v P(x) gx das x zu bestimmen.

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Geschwindigkeit
Optimierung durch Verwendung von nur vier
Nachrichten C S Username, A C
S s, B C S M1 C S
M2
Zeitvergleich auf einer SUN ULTRASparc-1 mit 167
MHz
Protokoll Zeit relativ zu DH-EKE
Diffie-Hellman-EKE 625ms 1.000
SPEKE 758ms 1.212
SRP 873ms 1.395
A-EKE 1252ms 2.003
B-SPEKE 1384ms 2.214
plaintext equivalent
verifier based
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• Vorhandene Produkte
• verschiedene Telnet- und SSH-Clients für
  UNIX/Windows/MAC
• ein Dateisystem
• ein Online-Rollenspiel
• der FTP-Server ProFTPD

Weitere Informationen unter http//www-cs-student
s.stanford.edu/tjw/srp/
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