Авторизация в системе безопасности windows это

Обновлено: 01.07.2024

Сегодня расскажем, как можно быстро и просто настроить двухфакторную аутентификацию и зашифровать важные данные, причем даже с возможностью использования биометрии. Решение будет актуально для небольших компании или просто для персонального компьютера или ноутбука. Важно, что для этого нам не потребуется инфраструктура открытых ключей (PKI), сервер с ролью центра сертификации (Certificate Services) и даже не потребуется домен (Active Directory). Все системные требования будут сводиться к операционной системе Windows и наличию у пользователя электронного ключа, а в случае биометрической аутентификацией еще и считывателю отпечатка пальцев, который, например, может быть уже встроен в ваш ноутбук.

Для аутентификации будем использовать ПО нашей разработки – JaCarta SecurLogon и электронный ключ JaCarta PKI в качестве аутентификатора. Инструментом шифрования будет штатный Windows EFS, доступ к зашифрованным файлам будет осуществляться также через ключ JaCarta PKI (тот же, который используется для аутентификации).

Напомним, JaCarta SecurLogon — сертифицированное ФСТЭК России программно-аппаратное решение компании Аладдин Р.Д., позволяющее осуществить простой и быстрый переход от однофакторной аутентификации на основе пары логин-пароль к двухфакторной аутентификации в ОС по USB-токенам или смарт-картам. Суть работы решения довольно проста — JSL генерирует сложный пароль (

63 символа) и записывает его в защищенную память электронного ключа. При этом пароль может быть неизвестен самому пользователю, пользователь знает только ПИН-код. Вводя ПИН-код при аутентификации, происходит разблокировка устройства, и пароль передается системе для аутентификации. Опционально можно заменить ввод ПИН-кода сканированием отпечатка пальца пользователя, а также можно применить комбинацию ПИН + отпечаток пальца.

EFS также как и JSL умеет работать в режиме standalone, не требуя кроме самой ОС ничего. Во всех операционных системах Microsoft семейства NT, начиная с Windows 2000 и новее (кроме home версий), существует встроенная технология шифрования данных EFS (Encrypting File System). EFS-шифрование основано на возможностях файловой системы NTFS и архитектуре CryptoAPI и предназначено для быстрого шифрования файлов на жестком диске компьютера. Для шифрования в EFS используется закрытый и открытый ключи пользователя, которые генерируются при первом использовании пользователем функции шифрования. Данные ключи остаются неизменными все время, пока существует его учетная запись. При шифровании файла EFS случайным образом генерирует уникальный номер, так называемый File Encryption Key (FEK) длиной 128 бит, с помощью которого и шифруются файлы. Ключи FEK зашифрованы мастер-ключом, который зашифрован ключом пользователей системы, имеющего доступ к файлу. Закрытый ключ пользователя защищается хэшем пароля этого самого пользователя. Данные, зашифрованные с помощью EFS, могут быть расшифрованы только с помощью той же самой учетной записи Windows с тем же паролем, из-под которой было выполнено шифрование. А если хранить сертификат шифрования и закрытый ключ на USB-токене или смарт-карте, то для доступа к зашифрованным файлам потребуется еще и этот USB-токен или смарт-карта, что решает проблему компрометации пароля, так как будет необходимо наличие и дополнительного устройства в виде электронного ключа.

Аутентификация

Как уже отметили, для настройки не нужен AD или центр сертификации, нужен любой современный Windows, дистрибутив JSL и лицензия. Настройка проста до безобразия.

Нужно установить файл лицензии.

Добавить профиль пользователя.

И начать пользоваться двухфакторной аутентификацией.

Биометрическая аутентификация

Есть возможность использовать биометрическую аутентификацию по отпечатку пальца. Решение работает по технологии Match On Card. Хэш отпечатка записывается на карту при первичной инициализации и в дальнейшем сверяется с оригиналом. Из карты никуда не уходит, в каких-то базах не хранится. Для разблокировки такого ключа используется отпечаток или комбинация ПИН + отпечаток, ПИН или отпечаток.

Для начала использования нужно просто инициализировать карту с необходимыми параметрами, записать отпечаток пользователя.

В дальнейшем такое же окно будет всплывать перед входом в ОС.

В настоящем примере карта инициализирована с возможностью аутентификации по отпечатку или ПИН-коду, о чем и сообщает окно аутентификации.

После предъявления отпечатка или ПИН-кода, пользователь попадет в ОС.

Шифрование данных

Настройка EFS тоже не очень сложная, сводится к настройке сертификата и выпуску его на электронный ключ и настройки директорий шифрования. Как правило, шифровать весь диск не требуется. Действительно важные файлы, получать доступ к которым третьим лицам не желательно, обычно находятся в отдельных директориях, а не разбросаны абы как по диску.

Для выпуска сертификата шифрования и закрытого ключа откройте учетную запись пользователя, выберите — Управление сертификатами шифрования файлов. В открывшемся мастере, создайте самозаверенный сертификат на смарт-карте. Так как мы продолжаем использовать смарт-карту с BIO-апплетом, для записи сертификата шифрования нужно предъявить отпечаток или ПИН.

На следующем шаге укажите директории, которые будут связаны с новым сертификатом, при необходимости можно указать все логические диски.

Далее система еще раз попросит ввести ПИН или предьявить отпечаток, произойдет непосредственный выпуск сертификата на смарт-карту.

Далее нужно настроить конкретные директории. В нашем примере — это папка Документы в хомяке пользователя. Откройте свойства папки и укажите — Шифровать содержимое для защиты данных.

Далее укажите применять настройки только к текущей папке или включить все вложенные поддиректории.

Сама шифрованная директория и файлы в ней будут подсвечены другим цветом.

Доступ к файлам осуществляется только при наличии электронного ключа, по предъявлению отпечатка пальца либо ПИН-кода, в зависимости от того что выбрано.

На этом вся настройка окончена.

Можно использовать оба сценария (аутентификация и шифрование), можно остановиться на чем-то одном.

В операционной системе Windows 7 реализовано новое поколение технологий безопасности для рабочего стола и одна из них аутентификация и авторизация. Часть технологий направлена на укрепление общей инфраструктуры Windows, а остальные на оказание помощи в управлении системой и пользовательскими данными.

Прежде чем устанавливать в Windows 7 эффективные меры безопасности, например, для совместного пользования файлами и папками, важно понимать используемые во время настройки безопасности типы учетных записей пользователей, и как сетевой протокол аутентифицирует и авторизует вход пользователей в систему.

Что такое аутентификация и авторизация?

Аутентификация — это процесс, используемый для подтверждения личности пользователя, при обращении его к компьютерной системе или дополнительным системным ресурсам. В частных и государственных компьютерных сетях (включая Интернет) наиболее часто для аутентификации предполагается проверка учетных данных пользователя; то есть, имя пользователя и пароль. Однако для типов критических транзакций, например обработка платежей, проверки подлинности имени пользователя и пароля не достаточно, так как пароли могут быть украдены или взломаны. По этой причине, основная часть интернет-бизнеса, а также многие другие сделки теперь используют цифровые сертификаты, которые выдаются и проверяются центром сертификации.

Аутентификация логически предшествует авторизации. Авторизация позволяет системе определить, может ли заверенный пользователь получить доступ и возможность обновить защищенные системные ресурсы. Авторизация позволяет установить директивный доступ к папкам и файлам, часы доступа, размер разрешенного места для хранения, и так далее.

Есть два варианта авторизации:

Изменения системных ресурсов первоначально разрешены системным администратором.
При попытке пользователя получить доступ или обновить системный ресурс разрешение на действие оценивается системой или приложением.

Последний вариант позволяет пользователю получить доступ без аутентификации и авторизации. Он используется в случае, когда требуется предоставить доступ для анонимных не проходящих аутентификацию пользователей. Такой доступ, как правило, весьма ограничен.

Процесс авторизации и аутентификации.

Для получения доступа к файлам в сети пользователи для проверки их личности должны проходить аутентификацию. Это делается во время процесса входа в сеть. Операционная система Windows 7 для входа в сеть имеет следующие методы аутентификации:

Протокол Kerberos версии 5: Основной метод аутентификации клиентов и серверов под управлением операционных систем Microsoft Windows. Он используется для проверки подлинности учетных записей пользователей и учетных записей компьютеров.
Windows NT LAN Manager (NTLM): используется для обратной совместимости с операционными системами более старыми, чем Windows 2000 и некоторых приложений. Он менее гибок, эффективен и безопасен, чем протокол Kerberos версии 5.
Сопоставление сертификатов: обычно используется для проверки подлинности при входе в сочетании со смарт-картой. Сертификат, записанный на смарт-карте, связан с учетной записью пользователя. Для чтения смарт-карт и аутентификации пользователя используется считыватель смарт-карт.

Новые функции аутентификации в Windows 7.

Целый ряд улучшений, связанных с процессами входа и проверки подлинности пользователя был добавлен еще в Windows Vista ®. Эти усовершенствования увеличили базовый набор функции проверки подлинности, чтобы помогло обеспечить лучшую безопасность и управляемость. В Windows 7 Microsoft продолжает начатые в Windows Vista усовершенствования, предоставляя следующие новые функции аутентификации:

Смарт-карты
Биометрия
Интеграция личности в Интернете.

Смарт-карты.

Использование смарт-карт самый распространенный метод аутентификации. Для поощрения применения организациями и пользователями смарт-карт, Windows 7 предлагает новые возможности, облегчающие их использование и развертывание. Эти новые возможности позволяют использовать смарт-карты для выполнения разнообразных задач, включая:

Смарт-карты Plug and Play
Личные удостоверения проверки (PIV), стандарт национального института стандартов и технологий США (NIST)
Поддержка для входа смарт-карты Kerberos.
Шифрование дисков BitLocker
Документы и электронная почта
Использование с бизнес-приложениями.

Биометрия.

Биометрия - все более популярная технология, обеспечивающая удобный доступ к системам, услугам и ресурсам. Биометрия для однозначного определения человека использует измерение его неизменных физических характеристик. Одна из наиболее часто используемых биометрических характеристик - отпечатки пальцев.

До сих пор в Windows не было стандартной поддержки биометрических устройств. Чтобы решить эту проблему, Windows 7 вводит Windows Biometric Framework (WBF). WBF предоставляет новый набор компонентов, поддерживающий снятие отпечатка пальца с помощью биометрические устройства. Эти компоненты увеличивают безопасность пользователей.

Windows Biometric Framework упрощает пользователям и администраторам настройку и управление биометрическими устройствами на локальном компьютере или в домене.

Интеграция личности в Интернете.

Управление аккаунтом - стратегия обеспечения безопасности. Для разрешения или запрета проверки подлинности определенных компьютеров или всех компьютеров, которыми вы управляете онлайн, используется Групповая политика.

В Windows 7 пользователи в небольшой сети могут выбрать обмен данными между определенными компьютерам на отдельной пользовательской основе. Эта функция в Windows 7 дополняет функцию домашней группы с помощью сетевых удостоверений для идентификации лиц в сети.

Для того, чтобы разрешить эту идентификацию пользователи должны связать свою учетную запись пользователя Windows ID онлайн. Включение в Windows протокола Public Key Cryptography Based User-to-User (PKU2U) разрешает проходить идентификацию при помощи свидетельств.

Интеграцией онлайн идентификации можно управлять политикой группы. Политика, настроенная как: “Сетевая безопасность: Позволить этому компьютеру при запросе идентификации PKU2U использовать ID онлайн”, управляет возможностью ID онлайн подтвердить подлинность этого компьютера при помощи протокола PKU2U. Этот параметр политики не влияет на способность учетных записей доменов или локальных учетных записей пользователей входить на этот компьютер.

Работая в среде Windows каждый системный администратор так или иначе сталкивается с системами аутентификации. Но для многих этот механизм представляет собой черный ящик, когда суть происходящих процессов остается неясна. В тоже время от правильной настройки аутентификации напрямую зависит безопасность сети, поэтому важно не только знать способы и протоколы, но и представлять их работу, хотя бы на общем уровне.

В рамках данного материала мы будем рассматривать сознательно упрощенное представление процедур аутентификации, достаточное для понимания базового принципа работы, впоследствии данные знания могут быть углублены путем изучения специализированной литературы.

Для начала внесем ясность в термины. Многие путают понятия аутентификации и авторизации, хотя это различные процедуры.

Аутентификация - происходит от английского слова authentication, которое можно перевести как идентификация или проверка подлинности. Это полностью отражает суть процесса - проверка подлинности пользователя, т.е. мы должны удостовериться, что пользователь, пытающийся получить доступ к системе именно тот, за кого себя выдает.
Авторизация - перевод слова authorization означает разрешение, т.е. проверка прав доступа к какому-либо объекту. Процесс авторизации может быть применен только к аутентифицированному пользователю, так как перед тем, как проверять права доступа, мы должны выяснить личность объекта, которому мы собираемся предоставить какие-либо права.

Чтобы проще представить себе этот процесс проведем простую аналогию. Вы находитесь за границей и вас останавливает полицейский, вы предъявляете свой паспорт. Полицейский проверяет данные в паспорте и сверяет фотографию - это процесс аутентификации. Убедившись, что вы это вы, полицейский просит показать визу - это процесс авторизации, т.е. вашего права здесь находиться.

Точно также, сотрудник полиции, остановив трудового мигранта и проверив его паспорт, просит разрешение на работу, если разрешения нет, то зарубежный гость успешно прошел аутентификацию, но провалил авторизацию. Если аутентификация не пройдена, то до авторизации дело не дойдет.

Для аутентификации в компьютерных системах традиционно используется сочетания имени пользователя и некой секретной фразы (пароля), позволяющей определить, что пользователь именно тот, за кого себя выдает. Существуют также и иные способы аутентификации, например, по смарт-карте, но в данной статье мы их касаться не будем.

Локальная аутентификация

Прежде всего начнем с локальной аутентификации, когда пользователь хочет войти непосредственно на рабочую станцию, не входящую в домен. Что происходит после того, как пользователь ввел свой логин и пароль? Сразу после этого введенные данные передаются подсистеме локальной безопасности (LSA), которая сразу преобразует пароль в хэш, хэширование - это одностороннее криптографическое преобразование, делающее восстановление исходной последовательности невозможным. В открытом виде пароль нигде в системе не хранится и не фигурирует, пользователь - единственный кто его знает.

Затем служба LSA обращается к диспетчеру учетных записей безопасности (SAM) и сообщает ему имя пользователя. Диспетчер обращается в базу SAM и извлекает оттуда хэш пароля указанного пользователя, сгенерированный при создании учетной записи (или в процессе смены пароля).

Затем LSA сравнивает хэш введенного пароля и хэш из базы SAM, в случае их совпадения аутентификация считается успешной, а хэш введенного пароля помещается в хранилище службы LSA и находится там до окончания сеанса пользователя.

В случае входа пользователя в домен, для аутентификации используются иные механизмы, прежде всего протокол Kerberos, однако, если одна из сторон не может его использовать, по согласованию могут быть использованы протоколы NTLM и даже устаревший LM. Работу этих протоколов мы будем рассматривать ниже.

LAN Manager (LM)

Протокол LAN Manager возник на заре зарождения локальных сетей под управлением Windows и впервые был представлен в Windows 3.11 для рабочих групп, откуда перекочевал в семейство Windows 9.х. Мы не будем рассматривать этот протокол, так как в естественной среде он уже давно не встречается, однако его поддержка, в целях совместимости, присутствует до сих пор. И если современной системе поступит запрос на аутентификацию по протоколу LM, то, при наличии соответствующих разрешений, он будет обработан.

Что в этом плохого? Попробуем разобраться. Прежде всего разберемся, каким образом создается хэш пароля для работы с протоколом LM, не вдаваясь в подробности обратим ваше внимание на основные ограничения:

Пароль регистронезависимый и приводится к верхнему регистру.
Длина пароля - 14 символов, более короткие пароли дополняются при создании хэша нулями.
Пароль делится пополам и для каждой части создается свой хэш по алгоритму DES.

Исходя из современных требований к безопасности можно сказать, что LM-хэш практически не защищен и будучи перехвачен очень быстро расшифровывается. Сразу оговоримся, прямое восстановление хэша невозможно, однако в силу простоты алгоритма шифрования возможен подбор соответствующей паролю комбинации за предельно короткое время.

А теперь самое интересное, LM-хэш, в целях совместимости, создается при вводе пароля и хранится в системах по Windows XP включительно. Это делает возможной атаку, когда системе целенаправленно присылают LM-запрос и она его обрабатывает. Избежать создания LM-хэша можно изменив политику безопасности или используя пароли длиннее 14 символов. В системах, начиная с Windows Vista и Server 2008, LM-хэш по умолчанию не создается.

NT LAN Manager (NTLM)

Новый протокол аутентификации появился в Windows NT и благополучно, с некоторыми изменениями, дожил до наших дней. А до появления Kerberos в Windows 2000 был единственным протоколом аутентификации в домене NT.

Сегодня протокол NTLM, точнее его более современная версия NTLMv2, применяются для аутентификации компьютеров рабочих групп, в доменных сетях Active Directory по умолчанию применяется Kerberos, однако если одна из сторон не может применить этот протокол, то по согласованию могут быть использованы NTLMv2, NTLM и даже LM.

Принцип работы NTLM имеет много общего с LM и эти протоколы обратно совместимы, но есть и существенные отличия. NT-хэш формируется на основе пароля длиной до 128 символов по алгоритму MD4, пароль регистрозависимый и может содержать не только ACSII символы, но и Unicode, что существенно повышает его стойкость по сравнению с LM.

Как происходит работа по протоколу NTLM? Рассмотрим следующую схему:

Допустим локальный компьютер хочет получить доступ к некоторому файловому ресурсу на другом ПК, который мы будем считать сервером, при этом совсем не обязательно наличие на этом ПК северной ОС или серверных ролей. С точки зрения протокола NTLM клиент это тот, кто обращается, сервер - к кому обращаются.

Зашифрованный хэшем пароля запрос сервера называется ответом NTLM и передается обратно серверу, сервер извлекает из хранилища SAM хэш пароля того пользователя, чье имя было ему передано и выполняет аналогичные действия с запросом сервера, после чего сравнивает полученный результат с ответом NTLM. Если результаты совпадают, значит пользователь клиента действительно тот, за кого себя выдает, и аутентификация считается успешной.

В случае доменной аутентификации процесс протекает несколько иначе. В отличие от локальных пользователей, хэши паролей которых хранятся в локальных базах SAM, хэши паролей доменных пользователей хранятся на контроллерах доменов. При входе в систему LSA отправляет доступному контроллеру домена запрос с указанием имени пользователя и имени домена и дальнейший процесс происходит как показано выше.

В случае получения доступа к третьим ресурсам схема также немного изменяется:

Как видим, хэш пароля ни при каких обстоятельствах по сети не передается. Хэш введенного пароля хранит служба LSA, хэши паролей пользователей хранятся либо в локальных хранилищах SAM, либо в хранилищах контроллера домена.

Но несмотря на это, протокол NTLM на сегодняшний день считаться защищенным не может. Слабое шифрование делает возможным достаточно быстро восстановить хэш пароля, а если использовался не только NTLM, а еще и LM-ответ, то и восстановить пароль.

Но и перехваченного хэша может оказаться вполне достаточно, так как NTLM-ответ генерируется на базе пароля пользователя и подлинность клиента сервером никак не проверяется, то возможно использовать перехваченные данные для неавторизованного доступа к ресурсам сети. Отсутствие взаимной проверки подлинности также позволяет использовать атаки плана человек посередине, когда атакующий представляется клиенту сервером и наоборот, устанавливая при этом два канала и перехватывая передаваемые данные.

NTLMv2

Осознавая, что протокол NTLM не соответствует современным требованиям безопасности, с выходом Windows 2000 Microsoft представила вторую версию протокола NTLMv2, который был серьезно доработан в плане улучшений криптографической стойкости и противодействия распространенным типам атак. Начиная с Windows 7 / Server 2008 R2 использование протоколов NTLM и LM по умолчанию выключено.

Сразу рассмотрим схему с контроллером домена, в случае его отсутствия схема взаимодействия не меняется, только вычисления, производимые контроллером домена, выполняются непосредственно на сервере.

Как и в NTLM, клиент при обращении к серверу сообщает ему имя пользователя и имя домена, в ответ сервер передает ему случайное число - запрос сервера. В ответ клиент генерирует также случайное число, куда, кроме прочего, добавляется метка времени, которое называется запрос клиента. Наличие метки времени позволяет избежать ситуации, когда атакующий первоначально накапливает перехваченные данные, а потом с их помощью осуществляет атаку.

Запрос сервера объединяется с запросом клиента и от этой последовательности вычисляется HMAC-MD5 хэш. После чего от данного хэша берется еще один HMAC-MD5 хэш, ключом в котором выступает NT-хэш пароля пользователя. Получившийся результат называется NTLMv2-ответом и вместе с запросом клиента пересылается серверу.

Криптостойкость данного алгоритма является актуальной и на сегодняшний день, известно только два случая взлома данного хэша, один из них произведен компанией Symantec в исследовательских целях. Можно с уверенностью сказать, что в настоящий момент нет массовых инструментов для атак на NTLMv2, в отличие от NTLM, взломать который может любой вдумчиво прочитавший инструкцию школьник.

Сервер, получив NTLMv2-ответ и запрос клиента, объединяет последний с запросом сервера и также вычисляет HMAC-MD5 хэш, затем передает его вместе с ответом контроллеру домена. Тот извлекает из хранилища сохраненный хэш пароля пользователя и производит вычисления над HMAC-MD5 хешем запросов сервера и клиента, сравнивая получившийся результат с переданным ему NTLMv2-ответом. В случае совпадения серверу возвращается ответ об успешной аутентификации.

При этом, как вы могли заметить, NTLMv2, также, как и его предшественник, не осуществляет взаимную проверку подлинности, хотя в некоторых материалах в сети это указывается.

Настройки безопасности

Теперь, когда вы имеете представление о работе протоколов аутентификации самое время поговорить о настройках безопасности. NTLMv2 вполне безопасный протокол, но если система настроена неправильно, то злоумышленник может послать NTLM или LM запрос и получить соответствующий ответ, который позволит успешно осуществить атаку.

За выбор протокола аутентификации отвечает локальная или групповая политика. Откроем редактор политик и перейдем в Конфигурация компьютера - Конфигурация Windows - Политики безопасности - Локальные политики - Параметры безопасности, в этом разделе найдем политику Сетевая безопасность: уровень проверки подлинности LAN Manager.

В этом же разделе находится политика Сетевая безопасность: не хранить хэш-значения LAN Manager при следующей смене пароля, которая запрещает создание LM-хэша, по умолчанию активна начиная с Vista / Server 2008.

В нашей же политике мы видим широкий выбор значений, очевидно, что сегодня безопасными могут считаться политики начиная с Отправлять только NTLMv2-ответ и ниже по списку.

Эти же значения можно задать через реестр, что удобно в сетях уровня рабочей группы, для этого в разделе HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Lsa нужно создать параметр DWORD с именем LmCompatibilityLevel, который может принимать значения от 0 до 5. Рассмотрим их подробнее:

Наименование настройки	Клиентский компьютер	Контроллер домена	Lm Compatibility Level
Отправлять LM- и NTLM-ответы	Клиентские компьютеры используют LM и NTLM аутентификацию , и никогда не используют сеансовую безопасность NTLMv2.	Контроллеры домена допускают проверку подлинности LM, NTLM и NTLMv2.	0
Отправлять LM- и NTLM- использовать сеансовую безопасность NTLMv2	Клиентские компьютеры используют LM и NTLM аутентификацию, и используют сеансовую безопасность NTLMv2, если сервер поддерживает ее.	Контроллеры домена допускают проверку подлинности LM, NTLM и NTLMv2.	1
Отправлять только NTLM-ответ	Клиентские компьютеры используют проверку подлинности NTLMv1, и используют сеансовую безопасность NTLMv2, если сервер поддерживает ее.	Контроллеры домена допускают проверку подлинности LM, NTLM и NTLMv2.	2
Отправлять только NTLMv2-ответ	Клиентские компьютеры используют проверку подлинности NTLMv2, и используют сеансовую безопасность NTLMv2, если сервер поддерживает ее.	Контроллеры домена допускают проверку подлинности LM, NTLM и NTLMv2.	3
Отправлять только NTLMv2-ответ. Отказывать LM.	Клиентские компьютеры используют проверку подлинности NTLMv2, и используют сеансовую безопасность NTLMv2, если сервер поддерживает ее.	Контроллеры домена отказываются принимать аутентификацию LM, и будут принимать только NTLM и NTLMv2.	4
Отправлять только NTLMv2-ответ. Отказывать LM и NTLM.	Клиентские компьютеры используют проверку подлинности NTLMv2, и используют сеансовую безопасность NTLMv2, если сервер поддерживает ее.	Контроллеры домена отказываются принимать аутентификацию LM и NTLM, и будут принимать только NTLMv2.	5

Внимательный читатель, изучая данную таблицу, обязательно обратит внимание на сеансовую безопасность NTLMv2. Данная возможность, как и вообще все взаимодействие по NTLMv2, довольно плохо документированы, поэтому многие понимают смысл этой возможности неправильно. Но на самом деле все довольно несложно.

После того, как клиент пройдет аутентификацию формируется ключ сеанса, который используется для подтверждения подлинности при дальнейшем взаимодействии. Ключ сеанса NTLM основан только на NT-хэше и будет одинаковым до тех пор, пока клиент не поменяет пароль пользователя. Какие угрозы безопасности это несет пояснять, нам кажется, не надо. Сеансовая безопасность NTLMv2 подразумевает вычисление ключа сеанса с использованием не только NT-хэша, но и запросов сервера и клиента, что делает ключ уникальным и гораздо более стойким к возможным атакам. При этом данная возможность может быть использована совместно с NTLM или LM аутентификацией.

Мы надеемся, что данный материал поможет вам глубже понять процессы аутентификации в системах Windows. В следующей части мы подробно остановимся на устройстве и работе протокола Kerberos.

Аутентификация — это незаменимая процедура для каждого пользователя, компьютера и служебной учетной записи Windows, но ее механизм не изучается системными администраторами досконально. Каждый знает, что для регистрации в компьютере необходимо указать верный пароль, но многим ли известно, что происходит потом? Аутентификация Windows и связанные с ней протоколы активизируются каждый раз, когда пользователь, компьютер или служба регистрируются локально или на контроллере домена (DC). В данной статье речь пойдет сначала об основных принципах аутентификации Windows, а затем о связанных с ней протоколах. В заключение приводятся краткие рекомендации по повышению надежности процедуры аутентификации в сети Windows.

Аутентификация: общие принципы

Аутентификация представляет собой один из компонентов любой компьютерной системы управления доступом. Как показано на экране 1, системы управления доступом обеспечивают идентификацию, аутентификацию, авторизацию и отчетность.

Аутентификация или проверка подлинности (authentication). После того как субъект безопасности вводит с клавиатуры или иным способом предоставляет необходимую для идентификации информацию (например, имя пользователя, маркер безопасности), он должен ввести с клавиатуры или представить частную информацию для аутентификации (например, пароль и PIN-код). В Windows субъект безопасности вводит эту информацию на экране регистрации с помощью программ Microsoft Graphical Identification and Authentication DLL (msgina.dll) и Winlogon.exe. Протокол аутентификации и механизм системы кодируют представленную информацию на настольном компьютере и передают запрос аутентификации. Служба аутентификации Windows может быть базой данных SAM или AD. База данных SAM обслуживает локальные процедуры регистрации и регистрацию на контроллерах домена Windows NT 4.0. AD аутентифицирует запросы в Windows 2000 или доменах более поздних версий этой операционной системы. Протокол аутентификации (например, LAN Manager, NT LAN Manager, NTLM, NTLMv2, Kerberos) используется для транспортировки запросов аутентификации и последующих транзакций между экраном регистрации и службой аутентификации. Чуть ниже каждый протокол аутентификации будет рассмотрен отдельно.

Авторизация (authorization). Если служба аутентификации удостоверяет комбинацию идентификатора и «секретных» данных аутентификации, то подлинность субъекта безопасности считается успешно подтвержденной. Затем система собирает информацию о членстве субъекта безопасности (т. е. пользователя) в группах. Нередко пользователь принадлежит к нескольким точно определенным группам — локальным (local), доменным (domain local), глобальным (global) и универсальным (universal) — в результате обычных процедур назначения членства. Система сверяет локальные группы с локальной базой данных SAM и проверяет локальные и глобальные группы на контроллерах DC в домашнем домене пользователя, а также универсальные группы на DC, который содержит глобальный каталог Global Catalog. Прямо или косвенно система собирает все сведения о членстве в группах, чтобы получить информацию о разрешениях безопасности.

Сразу после аутентификации система собирает идентификаторы SID учетной записи и сведения о членстве в группах в объекте, называемом маркером доступа (access token). Возможно, пользователю придется выйти и вновь зарегистрироваться в системе, чтобы новые разрешения безопасности вступили в силу. Если пользователю нужно получить доступ к объекту (например, файлу, папке, принтеру, разделу реестра), защищенному разрешениями NTFS, то процесс (например, Windows Explorer), выступающий от имени пользователя, предоставляет свой маркер доступа. Каждый объект NTFS располагает списком элементов управления доступом (access control entry, ACE), которые, в сущности, представляют собой знакомые разрешения NTFS (например, Allow Read, Allow Write). Набор элементов ACE, назначенных пользователям и группам, составляет список управления доступом (ACL) данного объекта. Примечательно, что ACL объекта представлен разрешениями безопасности, которые можно просмотреть в Windows Explorer.

Маркер доступа, содержащий учетную запись и группы, с которыми связан пользователь, определяет эффективные разрешения пользователя. Процесс авторизации заключается в разрешении или отказе в доступе к определенному объекту на основе сравнения маркера доступа с ACL объекта. Авторизацию обеспечивает Security Reference Monitor системы Windows (экран 1). В примере, показанном на экране 1, пользователь имеет разрешения Read, Write и Modify. Однако группа Everyone, к которой принадлежит пользователь, не имеет разрешения Modify. Члены других групп располагают разрешениями Read и Modify, но разрешение Deny группы Everyone отменяет разрешение Modify. Объект также располагает списками ACL, которые отказывают в разрешении Full Control группе HR, но пользователь к этой группе не принадлежит. Таким образом, эффективные разрешения пользователя по отношению к объекту на экране 2 — Read и Write.

Отчетность (accounting). Если в Windows режим аудита активизирован, то система сохраняет событие аутентификации в журнале Security, и это последний компонент системы управления доступом — отчетность. Большинство сложных событий начальной регистрации и последующей авторизации происходят за несколько секунд и скрыты от пользователя. Все сложные операции возлагаются на протокол аутентификации.

Задачи протокола

Протокол аутентификации должен выполнять по крайней мере две задачи. Во-первых, он должен безопасно передавать транзакции от запросчика в базу данных аутентификации и на любой другой компьютер, на котором размещен соответствующий ресурс. Во-вторых, он должен безопасно и надежно хранить пароль или маркер. Последнее представляет особый интерес для взломщиков паролей. Протокол аутентификации должен защитить введенную пользователем информацию при пересылке в базу данных аутентификации (т. е. SAM или AD). Для этого протокол подписывает, скрывает или шифрует транзакцию. Кроме того, ей присваивается временная метка, чтобы взломщик не мог воспользоваться учетными данными в будущем. Чтобы не позволить немедленно извлечь пароль пользователя из базы данных, протокол должен обеспечить скрытное хранение паролей в базе данных аутентификации.

В течение более чем десяти лет протоколы аутентификации в основном обеспечивали защиту путем сохранения паролей в скрытой форме (обычно хешированной) в базе данных аутентификации и полного запрета на передачу паролей между запросчиком и базой данных аутентификации простым текстом (даже в скрытой форме). Процесс запрос—ответ выглядит следующим образом:

Компьютер получает данные для идентификации и аутентификации от пользователя и запрашивает аутентификацию на соответствующем сервере.
Сервер аутентификации генерирует случайное произвольное значение (называемое запросом - challenge) и посылает его запросчику.
Запросчик получает запрос и производит над ним и скрытой формой пароля математические операции, а затем передает результат (называемый ответом - response) серверу аутентификации.
Сервер аутентификации также выполняет математические манипуляции с запросом методом, идентичным используемому на рабочей станции, и сравнивает результат с полученным ответом. Если результаты совпадают, то запросчик считается успешно аутентифицированным.

В протоколах аутентификации используется процесс запрос—ответ, поэтому пароль никогда не передается через сеть.

Локальная и доменная регистрация

При регистрации пользователя одна из первых задач Windows — определить, относится ли процедура только к локальной машине или к учетной записи домена. Пользователи, регистрирующиеся от имени локальной учетной записи, имеют доступ только к ресурсам своего компьютера и только если информация об учетной записи пользователя содержится в локальной базе данных SAM. Если пользователям нужно обратиться к ресурсам на удаленном компьютере без аутентификации в домене, то их учетные записи должны быть продублированы в локальной базе данных SAM каждого доступного компьютера. Учетные записи в каждом компьютере-участнике должны быть синхронизированы (одинаковые имена регистрации, пароли и сроки действия учетных данных на всех машинах). В противном случае положение значительно усложняется. Трудно обслуживать одноранговые (P2P) сети средних размеров, в которых применяются только локальные процедуры регистрации.

Протоколы аутентификации Windows

Как отмечалось выше, в Windows применяется четыре основных протокола аутентификации: LAN Manager, NTLM, NTLMv2 и Kerberos. LAN Manager появился во времена DOS и продолжал использоваться с первыми версиями Windows. NTLM был выпущен вместе с NT. Новшеством пакета обновлений NT Server 4.0 Service Pack 4 (SP4) стал NTLMv2, а Windows 2000 привнесла Kerberos. По умолчанию все компьютеры с Windows 2000 и более новыми операционными системами совместимы со всеми четырьмя протоколами аутентификации. Передавая в эти системы соответствующие команды, другие рабочие станции и серверы могут выбирать протокол для обработки запроса аутентификации. Системы Windows 9x и более поздние с полным набором программных исправлений совместимы с LM, NTLM и NTLMv2. На платформе Microsoft Kerberos может использоваться только клиентами Windows 2000 (или более новыми) при обращениях в домены Windows 2000 (и выше). Компьютер с Windows 2000 или более новой версией операционной системы должен иметь Kerberos и по крайней мере еще один из протоколов аутентификации.

Исследования в области безопасности показали, что более старые протоколы (LM и NTLM) уязвимы в случае прослушивания и атак с разгадыванием пароля.

Поэтому, если возможно, рекомендуется использовать только Kerberos и NTLMv2. Чтобы убедиться в правильности этого совета, следует оценить возможности каждого протокола.

LAN Manager

Компания IBM разработала протокол LAN Manager, применив его в ранних версиях Windows и сетях Windows. Как все протоколы аутентификации Microsoft, LAN Manager генерирует хеш паролей (LM hash), который хранится и используется отправителем и получателем в процессе аутентификации. LAN Manager формирует LM-хеши, изменяя все буквы пароля на верхний регистр, разбивая пароль на две 7-символьные половины, а затем шифруя. В дальнейшем LM-хеш используется в нескольких последовательных операциях, аналогичных процессу запрос—ответ, описанному выше.

Если раньше LAN Manager был вполне приемлем, то сейчас он считается очень ненадежным. С помощью специальных инструментов пароли, зашифрованные методом хеширования LAN Manager, можно всего за несколько секунд преобразовать в простой текст. LM-хешам свойственны принципиальные недостатки, а также имеется ряд уязвимых мест:

пароли могут состоять из ограниченной последовательности 128 символов ASCII;
длина пароля не превышает 14 символов;
если пароль содержит менее 14 символов, то отсутствующие символы заменяются легко угадываемой хешированной формой, что позволяет точно определить длину пароля;
перед кэшированием LAN Manager преобразует все буквенные символы пароля в верхний регистр.

Почему LAN Manager до сих пор не вышел из употребления? В целях обратной совместимости он активен по умолчанию во всех компьютерах Windows, в том числе Windows Server 2003. В новейших базах данных аутентификации Windows слабый LM-хеш хранится наряду с более надежными просто на случай, если придется выполнить транзакцию LAN Manager. Если на предприятии не используются другие приложения, требующие аутентификации LAN Manager, то можно (и нужно) LAN Manager отключить.

NTLMv2

Kerberos

Компания Microsoft приняла Kerberos в качестве выбираемого по умолчанию протокола доменной аутентификации для доменов Windows 2000, а затем и AD. Kerberos — открытый стандарт, пригодный для взаимодействия с инородными доменами (называемыми областями — realm — в UNIX и Linux). Каждый DC в доменах AD играет роль сервера распределения (Kerberos Distribution Server, KDC) и может участвовать в процедуре аутентификации. Безопасность повышается благодаря следующим характеристикам Kerberos:

взаимная аутентификация между клиентом и сервером;
надежная защита пароля, так как Windows пересылает пароль только при начальном обращении, а не в каждом событии аутентификации и все сеансы связи шифруются;
последовательность запрос-ответ с меткой времени не позволяет взломщику использовать перехваченный пароль по прошествии определенного времени;
серверный процесс может обращаться к удаленному ресурсу от имени пользователя;
интероперабельность.

Краткое описание работы Kerberos:

После успешной обычной аутентификации компьютер пользователя запрашивает билет безопасности из сервера Kerberos (DC) для будущих запросов аутентификации.
Сервер Kerberos выдает запросчику билет для участия в будущих событиях аутентификации и авторизации без повторного предъявления первоначальных учетных данных аутентификации.
Когда запросчику нужно обратиться к ресурсу сервера-участника, он получает другой билет доступа от сервера Kerberos и предъявляет его серверу ресурса для проверки.
Первоначальные учетные данные аутентификации не передаются по сетевым каналам ни в одном из последующих сеансов аутентификации (до тех пор, пока не истечет срок действия билета, выданного на этапе 2).

Следует обратить внимание, что, хотя принцип работы Kerberos напоминает инфраструктуру с частным открытым ключом (public key infrastructure, PKI), вся информация защищается с использованием симметричных ключей (в отличие от асимметричных ключей, применяемых в большинстве служб аутентификации).

Смарт-карты

Надежность паролей и других методов аутентификации на основе одного параметра быстро снижается. Электронная коммерция проникает в повседневную жизнь и возрастает как число способов кражи личных данных (спам, мошенничество с URL), так и вероятность злоупотреблений паролями. Многие специалисты считают, что аутентификация с двумя параметрами — в форме смарт-карт, USB-устройств или других криптографических устройств — в будущем станет обычным явлением для транзакций в Internet. Разработчики Microsoft встраивают в свои решения функции для работы с цифровыми сертификатами и смарт-картами. Для использования смарт-карт необходимо установить службу Certificate Services и распространить сертификаты смарт-карт. Конечно, нужны также физические смарт-карты, устройства считывания и программное обеспечение поставщика. Затем при необходимости пользователи могут вставлять свои смарт-карты в локальные устройства чтения для доступа к компьютеру Windows. При грамотном использовании смарт-карты могут существенно повысить надежность аутентификации.

Защита протокола аутентификации

В некоторых статьях ошибочно утверждается, что взломать механизм аутентификации Microsoft по-прежнему просто. В действительности из 20 существующих инструментов взлома пароля только два работают с NTLMv2 и лишь один — с Kerberos. Но, предприняв несколько простых шагов, можно отвести и эту угрозу. Для предотвращения попыток разгадывания и сброса пароля нужно принять следующие меры (большинство параметров можно настроить локально или с помощью Group Policy).

Обязанности пользователей

Благодаря NTLMv2, Kerberos и смарт-картам Windows располагает надежными механизмами аутентификации, устойчивыми к подслушиванию и атакам с применением метода перебора. Но оптимальные процедуры и надежные протоколы аутентификации не помогут, если пользователи назначают слабые пароли. Необходимо научить пользователей правильно выбирать пароли и добиться, чтобы пароли были сложными и надежными.

Читайте также: