Kerberos 的原理
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2025-11-02
Kerberos 的原理
Kerberos 的三大核心组件
要理解 Kerberos，必须先了解它的三个关键角色：
- 客户端（Client）：想要访问服务的用户或机器
- 服务器（Server）：提供服务的机器，例如文件服务器、Web 服务器等
- 密钥分发中心（KDC）：这是 Kerberos 认证的核心，由两部分组成：
- 认证服务器（AS - Authentication Server）：负责验证客户端的身份
- 票据授予服务（TGS - Ticket Granting Service）：负责发放访问特定服务的票据
Kerberos 的工作原理：三步认证流程
Kerberos 的认证过程可以分为三个主要步骤。整个过程都围绕着**票据（Ticket）和会话密钥（Session Key）**展开。
第一步：客户端获取“票据授予票据”（TGT）
这是 Kerberos 认证的起点
- 客户端请求：客户端向 AS 发送一个认证请求，包含它的用户名。注意，这里没有明文密码
- AS 验证：AS 在其数据库中查找这个用户名。如果找到，它会生成一个会话密钥（
Client/TGS Session Key），并用客户端的密码哈希对这个会话密钥进行加密 - AS 颁发 TGT：AS 还会生成一个票据授予票据（TGT - Ticket-Granting Ticket）。这个 TGT 包含了客户端的身份信息和前面生成的会话密钥，并用TGS 的密钥进行加密。AS 将加密后的会话密钥和 TGT 一起返回给客户端
- 客户端解密：客户端收到响应后，会使用自己的密码哈希来解密会话密钥。**这是整个过程中唯一使用到客户端密码哈希的地方。**如果解密成功，客户端就获得了 TGT 和一个会话密钥
现在，客户端拥有了 TGT，它可以使用这个票据向 TGS 请求其他服务的访问权限。
第二步：客户端请求“服务票据”（ST）
当客户端需要访问某个服务时，它会向 TGS 请求一个服务票据
- 客户端请求：客户端将 TGT 和想要访问的服务名发送给 TGS
- TGS 解密：TGS 使用自己的密钥解密 TGT。如果解密成功，就证明 TGT 是合法的。TGS 从 TGT 中提取出客户端/TGS 会话密钥
- TGS 颁发 ST：TGS 生成一个客户端/服务会话密钥，并用客户端/TGS 会话密钥对其加密。同时，TGS 还生成一个服务票据（ST - Service Ticket），包含了客户端的身份信息和客户端/服务会话密钥，并用服务端的密钥加密。TGS 将这两部分一起返回给客户端
- 客户端解密：客户端使用自己的客户端/TGS 会话密钥来解密，从而获得客户端/服务会话密钥和 ST
现在，客户端拥有了 ST，它可以拿着这个票据去访问目标服务
第三步：客户端访问服务
这是认证的最后一步，也是 Kerberos 核心安全性的体现
- 客户端请求：客户端将 ST 和一个认证数据（Authenticator）发送给目标服务器。认证数据中包含一个时间戳，并用客户端/服务会话密钥加密
- 服务器解密：服务器使用自己的密钥解密 ST，提取出客户端/服务会话密钥。然后，服务器使用这个会话密钥解密认证数据，并检查时间戳是否有效
- 服务器验证：如果所有检查都通过，服务器就认为客户端是合法的，并允许其访问服务