По мере роста и усложнения компьютерных сетей предприятия, построенных на основе систем Windows, становится необходимым применение протокола, обеспечивающего более совершенную и надежную аутентификацию пользователей при доступе к распределенным ресурсам. В операционных системах Windows 2000 для этих целей начат применяться протокол аутентификации Kerberos версии 5, входящий в систему безопасности доменов Windows 2000, тесно интегрированную с Active Directory. Реализация протокола Kerberos версии 5 в Windows 2000 основана на RFC 1510. Этот документ широко обсуждался и корректировался многими организациями, работающими в области создания и применения защищенных средств передачи информации по компьютерным сетям. Аутентификация Kerberos полностью отвечает требованиям к протоколам подобного назначения и позволяет создать высокопроизводительную и защищенную сеть предприятия. Программное обеспечение Kerberos, созданное Microsoft, поддерживает всех клиентов, удовлетворяющих RFC 1510. Однако полную поддержку сетей Windows 2000 осуществляет только клиент Kerberos, разработанный Microsoft, поскольку версия Kerberos Microsoft обладает рядом расширений.

Системы Windows Server 2003 в полной мере используют все средства распределенной безопасности, внедренные в Windows 2000. Протокол Kerberos интегрирован в существующую модель распределенной безопасности Windows 2000/Server 2003. В этих системах используются расширения протокола Kerberos — так же, как и другие архитектуры безопасности, например ОСЕ и SESAME. Протокол Kerberos — один из протоколов безопасности, поддерживаемых Windows 2000/Server 2003. Кроме него, поддерживаются протоколы NTLM для совместимости с предыдущими версиями, SSL и стандарт IETF безопасности транспортного уровня. В качестве механизма безопасности применяется протокол защищенных переговоров (Simple Protected Negotiation, SPNEGO). Для обеспечения безопасности передачи данных на сетевом уровне применяется технология IP Security (IPSec).

Модель распределенной безопасности Windows Server 2003

Модель распределенной безопасности Windows Server 2003 основана на трех основных концепциях.

·  Каждая рабочая станция и сервер имеют прямой доверенный путь (trust path) к контроллеру домена, членом которого является данная машина. Доверенный путь устанавливается службой NetLogon с помощью аутентифицированного соединения RPC с контроллером домена. Защищенный канал устанавливается и с другими доменами с помощью междоменных доверительных отношений. Этот канал используется для проверки информации безопасности, включая идентификаторы безопасности (Security Identifiers, SID) пользователей и групп.

·  Перед выполнением запрошенных клиентом операций сетевые службы имперсонализируют контекст безопасности этого клиента. Имперсонализация основана на маркере адреса безопасности, созданном локальным администратором безопасности (Local Security Authority, LSA). Он представляет собой авторизацию клиента на сервере. Поток, находящийся на сервере и соответствующий данному клиенту, имперсонализирует контекст безопасности клиента и выполняет операции в соответствии с авторизацией данного клиента, а не в соответствии с идентификатором безопасности сервера. Имперсонализация поддерживается всеми службами Windows Server 2003, включая, например, службу удаленного файлового сервера CIFS/SNB. Аутентифицированный RPC и DCOM поддерживают имперсонализацию для распределенных приложений. Серверы семейства BackOffice: Exchange Server, SNA Server и Internet Information Server также поддерживают имперсонализацию.

·  Ядро Windows Server 2003 поддерживает объектно-ориентированное управление доступом, сравнивая SID в маркере доступа с правами доступа, определенными в списке управления доступом данного объекта. Каждый объект Windows Sewer 2003 (ключи реестра, файлы и каталоги NTFS, общие ресурсы, объекты ядра, очереди печати и т. д.) имеют собственные списки управления доступом. Ядро Windows Server 2003 проверяет разрешения при каждой попытке доступа к данному объекту. Управление доступом и аудит осуществляются с помощью настройки свойств безопасности объекта, позволяющих предоставить пользователю или группе доступ к объекту. Управление авторизацией выполняется централизованно посредством включения пользователей в локальные группы системы, которым предоставлены необходимые права доступа. В операционной системе Windows Server 2003 существуют дополнительные средства обеспечения безопасности — аутентификация клиента с помощью открытого ключа посредством SSL/TLS и протокола Kerberos версии 5, которые интегрированы в систему безопасности.

Интегрированная аутентификация Kerberos

В Windows Server 2003 аутентификация Kerberos реализована на уровне доменов, что позволяет выполнять одну регистрацию в системе при доступе ко всем ресурсам сети и поддерживать модель распределенной безопасности Windows Server 2003. На любом участке дерева доменов Active Directory протокол Kerberos обеспечивает взаимную аутентификацию, ускоренную аутентификацию и транзитное доверие на аутентификацию. Аутентификация Kerberos в Windows Server 2003 используется для выполнения интерактивной регистрации пользователя в домене. Расширение стандартной аутентификации Kerberos для применения открытого ключа позволяет применять регистрацию в Windows Server 2003 с помощью смарт-карты. Протокол Kerberos реачизован в виде поставщика безопасности, доступ к которому осуществляется с применением интерфейса поддержки поставщика безопасности (Security Support Provider Interface, SSPI).

Поставщик безопасности Kerberos используется клиентом и сервером SMB (Server Message Block). Он также доступен для DCOM, авторизованного RPC и любого протокола, использующего SSPI для обеспечения безопасности информации, передаваемой по сети. SSPI — это интерфейс безопасности Win32, который существует в составе Windows NT, начиная с версии 3.5. Он также поддерживается в Windows 95/98. В SSPI применяются те же архитектурные концепции, что и в наборе программных вызовов общих служб безопасности (Generic Security Services API, GSS-API), соответствующих RFC 1964. SSPI позволяет освободить приложения от непосредственного взаимодействия с протоколами сетевой безопасности. В системах Windows 2000 и Windows Server 2003 реализован Центр распространения ключей Kerberos (Kerberos Key Distribution Center, KDC). На каждом контроллере домена помимо службы Active Directory имеется служба KDC, выполняющаяся вместе с Active Directory как процесс в привилегированном режиме. Оба процесса осуществляют управление жизненно важной информацией, включая пароли учетных записей пользователей. Active Directory выполняет автоматическую репликацию служебной информации на всех контроллерах домена. Поэтому создавать новые учетные записи пользователей, настраивать членство пользователей в группах или переустанавливать пароли можно на любом контроллере домена. Это означает, что в отличие от Windows NT 4,0, где изменить административную информацию можно было только на главном контроллере домена (Primary Domain Controller, PDC) с последующим обновлением доступных только для чтения реплик на резервных контроллерах домена (Backup Domain Controller, BDC), в доменах Active Directory можно изменять любую реплику каталога, хранящуюся на некотором контроллере домена.

Клиенты и серверы используют протокол Kerberos для взаимной аутентификации. Запрос Kerberos содержит билет сеанса и аутентификатор, получаемый в КDС и позволяющий исключить возможность подмены билета сеанса. Поставщик безопасности Kerberos на стороне клиента интегрируется с локальным администратором безопасности, поддерживающим локальный кэш билетов. При инициализации клиентом контекста безопасности поставщик безопасности Kerberos считывает билет сеанса, соответствующий целевой службе, или запрашивает новый билет сеанса в КОС. Сообщение запроса Kerberos, созданного поставщиком безопасности Kerberos, соответствует форматам маркера механизма GSS KerbS, описанным в RFC 1964. Клиенты могут аутентифицироваться для любой службы домена или доверенного владения, поддерживающего механизм GSS. Поставщик безопасности Kerberos может воспринять запрос Kerberos, который сгенерирован любым клиентом, поддерживающим форматы маркера в стандарте GSS, RFC 1964.

Такой уровень взаимодействия позволяет осуществлять поддержку традиционной аутентификации Kerberos, основанной на именах, в многоплатфорных средах. Для имперсонализации и управления доступом в рамках принятой модели распределенной безопасности системным службам достаточно данных авторизации, находящихся в билете сеанса.

Протокол Kerberos и авторизация Windows Server 2003

Имперсонализация Windows Server 2003 требует, чтобы локальный администратор безопасности (LSA) сервера мог безопасно получать SID пользователя и список идентификаторов безопасности членов групп. Идентификаторы безопасности генерируются системой безопасности домена и используются в LSA при создании маркеров доступа для имперсонализации. После создания соединения связанный с ним поток имперсонализирует зарегистрировавшегося пользователя, после чего операционная система сравнивает маркер доступа клиента с ACL объекта, к которому пользователь пытается получить доступ. При аутентификации NTLM идентификаторы безопасности пользователя и группы передаются с помощью защищенного канала Net Logon прямо с контроллера домена или любого доверенного домена. При использовании протокола Kerberos идентификаторы безопасности пользователей и групп передаются в составе данных авторизации билета сеанса Kerberos. Данные авторизации, находящиеся в билете Kerberos, полученном из КDС, содержат список идентификаторов безопасности пользователей и идентификаторов, определяющих членство в группах. Локальному администратору безопасности данные авторизации нужны для поддержки имперсонализации поставщика безопасности Kerberos.

Протокол Kerberos позволяет обращаться к данным авторизации билета Kerberos, которые определяются приложением. Они полностью соответствуют RFC 1510. Кроме того, их структура преобразована для уменьшения проблем, возникающих при совместной работе с другими операционными системами.

При первоначальной регистрации пользователя в домене КDС помещает в TGT данные авторизации, включающие идентификаторы безопасности пользователей или групп домена учетных записей (account domain). Членство в группах также определяется при первоначальной регистрации. После этого КDС копирует данные авторизации из ТОТ в билеты сеанса, применяемые для аутентификации серверов приложений. В сети с несколькими доменами КОС, управляющий запросами на получение билетов сеанса, может добавлять в данные авторизации дополнительные группы целевого домена, к которым может принадлежать пользователь. По мере развития ОС Windows Server 2003 формат данных авторизации может изменяться. Но в любом случае эти данные будут содержать список идентификаторов безопасности, предназначенных для поддержки аутентификации Kerberos в много платформенных системах, а также подпись, обеспечивающую целостность данных и устанавливаемую КОС.

Применение Kerberos в сетях Windows 2000/Server 2003

Аутентификация Kerberos используется многими службами домена Active Directory. Интерфейс SSPI применяется для аутентификации в большинстве системных служб, поэтому их перевод с аутентификации NTLM на Kerberos требует минимальных усилий. Более сложные изменения необходимы на сервере SMB, который не использовал SSPI до версии Windows 2000. Многие новые распределенные службы Windows 2000 используют аутентификацию Kerberos. Примеры областей применения аутентификации Kerberos в Windows 2000/Server 2003:

·  аутентификация в Active Directory с применением LDAP для запросов или управления каталогом;

·  протокол удаленного доступа к файлам CIFS/SMB;

·  управление распределенной файловой системой DFS;

·  защищенное обновление адресов DNS;

·  службы печати;

·  необязательная взаимная аутентификация IPSec-хостов при работе протоколов ISAKMP/Oakley;

·  запросы резервирования для службы качества обслуживания (Quality of Service);

·  аутентификация интрасети в службах Internet Information Services;

·  аутентификация запросов сертификата открытого ключа, приходящих от пользователей и компьютеров домена, в службах Certificate Services;

·  удаленное управление сервером или рабочей станцией с помощью аутентифицированного RPC и DCOM.

Это первый шаг к основной цели, поставленной в Windows 2000, — полному исключению аутентификации NTLM в компьютерных сетях, основанных на этой операционной системе.

Совместная работа средств обеспечения безопасности сети

Домены Active Directory должны иметь возможность одновременно поддерживать клиентские компьютеры и серверы, на которых работает программное обеспечение Windows NT 3.x—4.0, Windows 9х/МЕ, а также Windows 2000/XP и Windows Server 2003. Для этого в Windows Server 2003 остается поддержка аутентификации NTLM, обеспечивающей совместимость с операционными системами более ранних версий. Обновленные версии клиента Active Directory обеспечивают расширенные возможности аутентификации по протоколу NTLM v.2; хотя протокол Kerberos не поддерживается.

Безопасность IP (IPSec)

Средства безопасности протокола IP позволяют управлять защитой всего IP-трафика от источника информации до ее получателя. Возможности технологии IP Security Management (Управление безопасностью IP) в Windows Server 2003 позволяют назначать и применять политику безопасности IP, которая гарантирует защищенный обмен информацией для всей сети. Механизм безопасности IP представляет собой прозрачную для пользователя реализацию протокола безопасности IP (IP Security, IPSec), причем администрирование безопасности централизовано и совмещает гарантии безопасного обмена информацией с легкостью применения. Потребность в защите сетей, основанных на протоколе IP, достаточно велика и растет с каждым годом. В настоящее время в тесно взаимосвязанном деловом мире сетей Интернет, интранет, экстранет (extranet — корпоративная сеть, части которой связаны через открытые сети, например, через Интернет), филиалов и удаленного доступа по сетям передается важная информация, конфиденциальность которой нельзя нарушать. Одним из основных требований, предъявляемых к сети со стороны сетевых администраторов и прочих профессионалов, обслуживающих и использующих сети, является требование гарантии, что этот трафик будет защищен от:

·  доступа субъектов, не имеющих на это прав;

·  перехвата, просмотра или копирования;

·  модификации данных во время пути по сети.

Эти проблемы характеризуются такими показателями, как целостность данных, конфиденциальность и подлинность. Кроме того, защита от повторного использования (replay protection) предотвращает принятие повторно посланного пакета.

Примечание Реализация безопасности IP в Windows Server 2003 основана на стандартах RFC, разработанных консорциумом Internet Engineering Task Force (IETF), рабочей группой IP Security (IPSEC).

Достоинства IP Security

Сетевые атаки могут привести к неработоспособности системы, считыванию конфиденциальных данных и другим дорогостоящим нарушениям. Для защиты информации требуются методы "сильного" шифрования и сертификации, основанные на криптографических алгоритмах. Однако высокий уровень безопасности не должен ухудшать производительность труда пользователей или увеличивать затраты на администрирование. IP Security в системах Windows 2000 и Windows Server 2003 обеспечивает следующие преимущества, которые помогают достичь высокого уровня безопасности взаимодействия при низких затратах.

·  Централизованное администрирование политикой безопасности, что уменьшает затраты на административные издержки. Политика IPSec может быть создана и назначена на уровне домена (при этом она хранится в Active Directory), что устраняет необходимость индивидуального конфигурирования каждого компьютера. Однако, если компьютер имеет уникальные требования, или это автономный компьютер, политика может быть назначена непосредственно.

·  Прозрачность безопасности IP для пользователей и прикладных программ. Не нужно иметь отдельные программные средства безопасности для каждого протокола в стеке TCP/IP, поскольку приложения, использующие TCP/IP, передают данные уровню протокола IP, где они шифруются. Установленная и настроенная служба IPSec прозрачна для пользователя и не требует обучения.

·  Гибкость конфигурирования политики безопасности, которая помогает решать задачи в различных конфигурациях. Внутри каждой политики можно настроить службы безопасности, чтобы обеспечить потребности на всех уровнях, начиная с уровня индивидуального пользователя и заканчивая уровнем серверов или предприятия. Политику можно сконфигурировать в соответствии с экспортными правилами и ограничениями.

·  Конфиденциальные службы, предотвращающие попытки несанкционированного доступа к важным данным во время передачи этих данных между поддерживающими связь сторонами.

·  Туннелирование. Данные могут быть посланы через безопасные туннели для обмена информацией в Интернете и корпоративных сетях.

·  Усиленная служба аутентификации, которая предотвращает перехват данных путем подмены идентификаторов.

·  Ключи большой длины и динамический повторный обмен ключами в течение текущих сеансов связи, что помогает защитить соединение от атак.

· Безопасная связь от начала до конца для частных пользователей сети внутри одного и того же домена или через любой доверенный (trusted) домен внутри корпоративной сети.

·  Безопасная связь между пользователями в любом домене корпоративной сети, основанной на протоколе IP.

·  Отраслевой стандарт IPSec открыт для реализации других технологий шифрования IP, что позволяет взаимодействовать с другими платформами и продуктами.

·  Сертификаты с -открытым ключом и поддержка ключей pre-shared (заранее известных). Это требуется для разрешения установления безопасной связи с компьютерами, которые не являются частью доверенного домена.

·  IPSec работает во взаимодействии с другими механизмами защиты, сетевыми протоколами и базовыми механизмами безопасности операционной системы.

·  Поддерживается шифрование сообщений RSVP для реализации служб QoS и ACS, т. е. IPSec не мешает использовать все преимущества приоритетного управления шириной полосы пропускания, обеспечиваемые этими службами.

Возможности стандарта IPSec и подробности реализации очень сложны и описаны подробно в ряде RFC и проектов IETF, а также в документах Microsoft. IPSec использует криптографическую защиту для обеспечения управления доступом, целостности без установления логического соединения, удостоверения подлинности данных, защиты от повторного использования, полной и ограниченной конфиденциальности потока данных. Поскольку протокол IPSec работает на уровне IP, его услуги доступны протоколам верхнего уровня в стеке и, очевидно, существующим приложениям.

IPSec дает системе возможность выбрать протоколы защиты, решить, какой (какие) алгоритм(ы) использовать для служб(ы), а также устанавливать и поддерживать криптографические ключи для каждой защищенной связи.

IPSec может защищать пути между компьютерами, между шлюзами защиты или между шлюзами защиты и компьютерами. Услуги, доступные и требуемые для трафика, настраиваются с использованием политики IPSec. Политика IPSec может быть настроена локально на отдельном компьютере или может быть назначена через механизм групповых политик в Active Directory. Политика IPSec определяет, как компьютеры доверяют друг другу. Самое простое — полагаться на применение доменов доверия Active Directory, основанных на протоколе Kerberos. Для того чтобы доверять компьютерам в том же самом или в другом доверенном домене, задается предопределенная политика IPSec.

Каждая датаграмма на уровне протокола IP сравнивается с набором фильтров, предоставляемых политикой безопасности, которая поддерживается администратором для компьютера, пользователя, организационной единицы (OU) или всего домена. С любой датаграммой службы IP могут выполнить одно из трех действий:

·  передать на обработку службам IPSec;

·  передать ее без изменений;

·  игнорировать ее.

Установка IPSec включает описание характеристик трафика для фильтрации (IP-адрес источника/адресата, протокол, порт и т. д.) и определение того, какие механизмы требуется применить для трафика, соответствующего фильтру (фильтрам). Например, в очень простом случае два автономных компьютера могут быть сконфигурированы для использования IPSec между ними в одном и том же домене Active Directory и активизации политики блокировки (lockdown). Если два компьютера — не элементы одного и того же или доверенного домена, то доверие должно быть сконфигурировано с использованием пароля или ключа pre-shared в режиме "закрытый". Для этого выполняются операции:

·  установка фильтра, который определяет весь трафик между двумя компьютерами;

·  выбор метода опознавания (выбор ключа pre-shared или ввод пароля);

·  выбор политики переговоров (в режиме "закрытый", при этом весь трафик, соответствующий фильтру (фильтрам), должен использовать IPSec);

·  определение типа подключения (ЛВС, коммутируемое соединение или оба типа подключения).

Применение политики блокировки также ограничит все другие типы трафика от достижимых адресатов, которые не понимают IPSec или не являются частью той же самой доверенной группы. Безопасная политика инициатора обеспечивает установки, применяемые лучше всего к тем серверам, для которых предпринята защита трафика, но если клиент "не понимает" IPSec, то результатом переговоров будет возобновление посылки "чистых" текстовых пакетов. Когда IPSec применяется для шифрования данных, производительность сети понижается из-за непроизводительных затрат на обработку и шифрование. Один из возможных методов уменьшения воздействия этих непроизводительных затрат — обработка на аппаратном уровне. Поскольку интерфейс NDIS 5.1 поддерживает такую функцию, можно включить аппаратные средства шифрования в сетевой адаптер. Адаптер, обеспечивающий перегрузку IPSec на аппаратные средства, скоро представят на рынке несколько поставщиков аппаратного обеспечения.