[网络协议]红队笔记之Kerberos协议浅析

Kerberos是一种网络身份验证协议。其设计目标是通过密钥系统为客户机 / 服务器应用程序提供强大的认证服务。该认证过程的实现

• 不依赖于主机操作系统的认证。
• 无需基于主机地址的信任。
• 不要求网络上所有主机的物理安全。
• 并假定网络上传送的数据包可以被任意地读取、修改和插入数据。

在以上情况下， Kerberos 作为一 种可信任的第三方认证服务，是通过传统的密码技术(如:共享 密钥)执行认证服务的。

Kerberos协议架构 (三只狗头)

Kerberos协议由三部分组成，俗称三只狗头，这三只狗头在整个认证过程有着不同的角色，下面对协议的基本架构进行介绍

• Client：认证发起方

• Server：服务提供方

• KDC(Key Distribution Center) ：KDC负责管理票据、认证票据、分发票据，KDC不是一个独立的服务，它主要由两个服务组成：

  • 1、Authentication Service: 为client生成TGT的服务
  • 2、Ticket Granting Service: 为client生成某个服务的ticket
  • 备注1：整个认证的过程中KDC还要与DC(Domain Controller)中的AD（Account Database）进行交互，AD中存储所有Client的白名单，只有存在于白名单的client才能顺利申请到TGT
  • 备注2：KDC服务框架中包含一个默认的KRBTGT账户，其对应的NTLM Hash用例加密生成TGT

Kerberos认证流程

Kerberos认证流程简述

1、Client与AS交互

Client向AS服务请求，希望获取访问Server的权限。 AS得到了这个消息，首先调用AD获取Client白名单，如Client在白名单中则返回TGT给Client。

TGT（Ticket Granting Ticket）：入场券，通过入场券能够获得票据，是一种临时凭证。

2、Client与TGS交互

Client得到了TGT后，向TGS发送请求，希望获取访问Server的权限。TGS通过Client发送的TGT进行认证，如认证通过给Client发送可以访问Server的权限ticket。

Ticket:票据，是网络对象互相访问的凭证

3、Client与server交互

Client得到ticket后，将ticket发送给对应Server，Server认证通过后，Client最终获得访问Server权限。

Kerberos认证流程详解

为了表达方便，下文会采用“秘钥（密文）”的方式来表达被某种秘钥加密过的密文，如KEY1（B），将表达被秘钥KEY1加密B所产生的密文

1、Client与AS交互过程（身份认证）

• Client先向AS发送KRB_AS_REQ，消息主要为明文的用户名信息

  KRB_AS_REQ消息体内容大致为；

  1、Pre-Authentication Data：一个被Client Hash加密的Timestamp.用于AS验证客户端身份

  2、Client Info： Client标识，用于AS查询Client对应的NTLM Hash

  3、Server Info：KDC的Tioket Granting Service

• AS接到KRB_AS_REQ解析其中的用户名，调用AD进行查询，如用户名不在AD白名单中则认证终止，如在AD白名单中，AD将用户名对应的NTLM Hash发送给AS

• AS生成一个随机字符串，叫TGS Session Key ，并使用用户名对应的NTLM Hash将Session Key进行加密，后文称Client Hash（TGS Session Key）

• AS使用其默认账户KRBTGT对应的NTLM Hash对TGS Session Key，Client Info，TGT到期时间进行加密，生成KRBTGT Hash（TGS Session Key，Client Info，TGT到期时间），即TGT

• AS向Client返回KRB_AS_REP

  KRB_AS_REP消息体内容大致为；

  MSG 1、Client Hash（Session Key）：一个被Client Hash加密的Session Key，用于客户端接收后解密出Session Key

  MSG 2、KRBTGT Hash（TGS Session Key，Client Info，TGT到期时间）TGT：用于向TGS服务申请票据的凭证

• Client使用自己的NTLM Hash解密MSG 1,获取到TGS Session Key，因为无KRBTGT对应的NTLM Hash故无法解析MSG 2获取到TGT

  至此，Client证明了自己的合法身份，并获得了TGT

2、Client与TGS交互过程（服务授权）

• Client使用使用上一步解析出来的TGS Session Key重新加密Client Info与时间戳， TGS Session Key（Client Info+Timestamp）后文称Authenticator 1

• Client向TGS发送KRB_TGS_REQ

  KRB_TGS_REQ消息体内容大致为；

  MSG 1、Authenticator 1 ：TGS Session Key（Client Info+Timesramp）

  MSG 2、TGT：KRBTGT Hash（session key+client info+TGT到期时间），以及Server Info（要访问的服务）

• TGS接收到KRB_TGS_REQ后，使用账户KRBTGT对应的NTLM Hash对MSG 2中的TGT进行解密，得到TGS Session Key+client info+TGT到期时间

• TGS拿到TGS Session Key后解密MSG 1，得到Client Info+Timesramp

• TGS将TGT中解密出来的client info与MSG 1中解密出来的client info进行比较，如相同则认证通过，并生成一个用于与被访问服务做认证随机字符串，我们称之为Server Session Key

• TGS使用MSG 2中的Server Info信息从AD中取出Server 对应的NTLM Hash

• TGS使用Server对应NTLM Hash对Server SessionKey，Client Info，Ticket有效时间进行加密，生成Server Hash（Server SessionKey，Client Info，Ticket有效时间），即Ticket（票据）

• TGS使用TGS Session Key加密Server Session Key生成TGS Session Key（Server Session Key）

• TGS向Client发送KRB_TGS_REP

  KRB_TGS_REP消息体内容大致为；

  MSG 1:TGS Session Key（Server Session Key）,用于客户端解密出Server Session Key

  MSG 2：Ticket：Server Hash（Server SessionKey，Client Info，Ticket有效时间），用于服务端认证

• Client收到到KRB_TGS_REP后使用TGS Session Key解析出Server Session Key

至此，Client得到了访问Server的钥匙，Ticket

3、Client与Server交互（服务请求）

• Client使用上一步解析出来的Server Session Key重新加密Client Info与时间戳，生成Server Session Key（Client Info+Timestamp），后文称Authenticator 2

• Client向server发送KRB_AP_REQ

  KRB_AP_REQ消息体内容大致为；

  MSG 1、Authenticator 2：Server Session Key（Client Info+Timestamp）

  MSG 2、Ticket：Server Hash（Server SessionKey，Client Info，Ticket有效时间）

• Server接收到KRB_AP_REQ后使用自己的NTLM Hash对ticket进行解密得到Server SessionKey，Client Info，Ticket有效时间等信息

• Server使用Server SessionKey解密Authenticator 2得到Client Info

• 将Ticket解析出来的Client Info与Authenticator 2 中解析出来的Client Info进行比较，如相同则认证通过

• server使用Server SessionKey加密Authenticator 2 中所含的Timesramp，Server SessionKey（Timestamp）

• 服务端向Client发送KRB_AP_REP

  KRB_AP_REP消息体内容大致为；

  MSG 1、Server SessionKey（Timesramp）

• Client接收到KRB_AP_REP后使用Server SessionKey解析出Timestamp，与自己发送的Authenticator 2总所含Timestamp进行比较，如一致，则整个认证流程完成

• 校验通过后，认证成功，该票据会一直存在客户端内存中。

  至此，Client与Server成功完成了认证

为了您和您家人的幸福，请不要利用文中技术在用户未授权情况下开展渗透测试！！！

《中华人民共和国刑法》

第二百八十五条
违反国家规定，侵入国家事务、国防建设、尖端科学技术领域的计算机信息系统的，处三年以下有期徒刑或者拘役。
第二百八十六条
违反国家规定，对计算机信息系统功能进行删除、修改、增加、干扰，造成计算机信息系统不能正常运行，后果严重的，处五年以下有期徒刑或者拘役；后果特别严重的，处五年以上有期徒刑。

违反国家规定，对计算机信息系统中存储、处理或者传输的数据和应用程序进行删除、修改、增加的操作，后果严重的，依照前款的规定处罚。
故意制作、传播计算机病毒等破坏程序，影响计算机系统正常运行，后果严重的，依照第一款的规定处罚