Smartcard Based Authentication
TODO:
-CRL
-Smartcard entsperren
-Kann der User seine PIN ändern?
Lizenz
Copyright (c) Esther Fuhrmann, Carsten Krüger, Henryk Plötz
Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation;
with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts.
A copy of the license is included in the section entitled "GNU Free Documentation License".
Einleitung
Es gibt viele Anwendungsfälle, bei denen man sich authentifizieren muss, zum Beispiel gegenüber Webseiten oder Rechnern. Dabei kommen meist Kombinationen aus Nutzername und Passwort zum Einsatz. Dieses Verfahren bietet zahlreiche Angriffspunkte, schwache Passwörter können schnell erraten werden, Nutzer schreiben ihre Passwörter auf Zettel, die an den Monitor geklebt werden usw. Smartcards umgehen viele dieser Probleme, da sie die Authentifizierung per Passwort durch ein zertifikatsbasiertes Anmeldeverfahren ersetzen. Dadurch braucht man nicht mehr viele verschiedene Passwörter, sondern nur noch eine Karte und eine PIN.
Hintergründe
Überblick über den Software-Stack
+----------------------------------------+ | Applikation (z.B. PAM) | +------------------pkcs11----------------+ | OpenSC (PKCS#11) | +-----------------PC/SC------------------+ | PC-SC-Lite | +---------------ifdhandler---------------+ | Treiber (z.B. omnikey) | +----------------------------------------+ | Linux-Kernel | +----------------------------------------+
Was ist PAM?
Ein PAM (Pluggable Authentication Modules) kapselt die Authentifikation und stellt Applikationen (z.B. login, ftpd, screensaver) eine einheitliche Schnittstelle bereit, so dass man die Authentifikationsmethode (z.B. Passwort, Biometrie, Smartcard) flexibel auswechseln kann, ohne dass Applikationen daran angepasst werden müssen.
Was ist OpenSC?
OpenSC ist eine Sammlung von Bibliotheken, die der Kommunikation mit Smartcards dient. Unter anderem werden die Standards PKCS#11 (Cryptoki [CRYPTOGRAPHIC TOKEN INTERFACE) und PKCS#15 implementiert.
Was ist PC-SC-Lite?
Was ist eine CA?
Was wird gebraucht?
Hardware
- Cardreader (z.B. Omnikey Cardman 2020 USB, http://www.omnikey.com/)
- Smartcard (z.B. Schlumberger Cryptoflex 32k e-gate, http://www.axalto.com/)
Software
- SuSE 9.3 Professional
http://www.novell.com/products/linuxprofessional/downloads/ftp/germ_mirrors.html - Treiber (Kernelmodul) für den SmartCard Reader
http://www.omnikey.com/ - Support - Downloads - PCSC-Lite 1.2.9 Beta 6 (schon enthalten)
- OpenCT 0.6.2-4 (schon enthalten)
- OpenSC 0.9.6 (das bei SuSE 9.3 enthaltene OpenSC 0.9.4-4 ist kaputt)
http://www.opensc.org/download.php - pam_PKCS11
http://www.opensc.org/pam_pkcs11/- pam-devel (schon enthalten)
- openldap2-devel (schon enthalten)
- openssl 0.9.7e-3 (schon enthalten)
- openssl-devel 0.9.7e-3
- Apt for SuSE (nicht notwendig, aber sehr praktisch)
http://linux01.gwdg.de/apt4rpm/ - stow (nicht notwendig, aber sehr praktisch)
http://www.gnu.org/software/stow/stow.html
Installation
SuSE
- SuSE 9.3 Standard-System mit KDE, C/C++ Compiler (komplett), kernel-sources, Erfahrener Benutzer (komplett)
- Onlineupdate
- Reboot (wg. Kernelupdate)
apt4suse
cd wget http://linux01.gwdg.de/~scorot/install-apt4suse.rpm rpm -Uvh install-apt4suse.rpm install-apt4suse
stow
Da wir keine aktuellen RPMs von OpenSC und pam_PKCS11 für SuSE gefunden haben und es uns auch nicht gelungen ist welche zu erzeugen, benutzten wir im folgenden Stow:
GNU Stow is a program for managing the installation of software packages, keeping them separate (/usr/local/stow/emacs vs. /usr/local/stow/perl, for example) while making them appear to be installed in the same place (/usr/local).[1]
apt-get install stow mkdir /usr/local/stow
omnikey
- Download: http://www.omnikey.com/ - Support - Downloads
- Installation mit Parameter -nopcsc, da die Prüfung, ob PCSC schon enthalten ist, bei beta6 fehlschlägt
cd tar xfz cm2020_installer_v2_4_0_src.tar.gz cd cm2020_installer_v2_4_0_src ./install --nopcscd ln -s /usr/local/pcsc/drivers/ifd-cm2020.bundle/ /usr/lib/readers/ mknod /dev/usb/cm0 c 180 224
opensc
apt-get install openssl-devel pam-devel openldap2-devel cd wget http://www.opensc.org/files/opensc-0.9.6.tar.gz tar xfz opensc-0.9.6.tar.gz cd opensc-0.9.6 ./configure --prefix=/usr/local/stow/opensc-0.9.6 make make install cp etc/opensc.conf /etc/opensc.conf cd /usr/local/stow/ stow opensc-0.9.6 mkdir /usr/local/stow/opensc-0.9.6/etc ln -s --backup /etc/opensc.conf /usr/local/stow/opensc-0.9.6/etc/opensc.conf
Pfad in /etc/opensc.conf wie folgt anpassen:
profile_dir = /usr/local/share/opensc
openssl
mkdir /etc/openssl /etc/openssl/certs /etc/openssl/crl /etc/openssl/private /etc/openssl/pkcs12 chmod 700 /etc/openssl/private/ /etc/openssl/pkcs12/
die Datei /etc/ssl/openssl.cnf anpassen
[ CA_default ] dir = /etc/openssl
[ req ] req_extensions = v3_req [ v3_req ] basicConstraints = critical,CA:FALSE
pam_PKCS11
cd wget http://www.dit.upm.es/~jantonio/pam-pkcs11/downloads/pkcs11_login-0.5.1.tar.gz tar xfz pkcs11_login-0.5.1.tar.gz cd pkcs11_login-0.5.1 ./configure --prefix=/usr/local/stow/pkcs11_login-0.5.1 make make install mkdir /etc/pkcs11 cp etc/pam_pkcs11.conf.example /etc/pkcs11/pam_pkcs11.conf cd /usr/local/stow/ stow pkcs11_login-0.5.1
pam_pkcs11.conf editieren und alle Pfade anpassen: /usr/ -> /usr/local/
use_first_pass = true; ca_dir = /etc/openssl
Wenn das Login funktioniert debug auf false setzen
Skripte
makeca.sh
#!/bin/sh rm -rf /etc/openssl echo "Erzeuge Verzeichnisse..." mkdir /etc/openssl cd /etc/openssl mkdir certs crl private pkcs12 chmod 700 private/ chmod 700 pkcs12/ echo "Erzeuge CAkey..." openssl genrsa -aes256 -out private/cakey.pem 2048 echo "Erzeuge CAcert..." openssl req -new -x509 -days 3650 -key private/cakey.pem -out cacert.pem -set_serial 1 \ -subj '/C=DE/ST=Berlin/L=Berlin/O=Humboldt-Universitaet zu Berlin/OU=Informatik/OU=ca-test/CN=ca' touch index.txt echo 01 > serial make_hash_link.sh /etc/openssl/
makeclient.sh
#!/bin/sh
if [ "x"$1 == "x" ]; then
echo "Bitte einen Clientparameter angeben."
else
cd /etc/openssl
echo "Erzeuge Client-Key und CSR..."
openssl req -new -newkey rsa:1024 -out certs/${1}csr.pem -nodes -keyout private/${1}key.pem -days 365 -subj '/C=DE/ST=Berlin/L=Berlin/O=Humboldt-Universitaet zu Berlin/OU=Informatik/OU=ca-test/CN='${1}
echo "Erzeuge Client-Cert..."
openssl x509 -req -in certs/${1}csr.pem -out certs/${1}cert.pem -CA cacert.pem -CAkey private/cakey.pem -CAserial /etc/openssl/serial
rm certs/${1}csr.pem
echo "PKCS#12-File erzeugen..."
openssl pkcs12 -export -chain -out pkcs12/${1}.pkcs12 -in certs/${1}cert.pem -inkey private/${1}key.pem -CAfile cacert.pem -passout pass:
fi
writecard.sh
#!/bin/sh
if [ "x"$1 == "x" ] || [ "x"$2 == "x" ]; then
echo "usage: ./writecard.sh <username> <pin>"
echo
else
cd /etc/openssl
echo "Karte loeschen und neu anlegen..."
pkcs15-init -E -C -p pkcs15+onepin --pin ${2} --puk 4321 -T
echo "Daten auf Karte uebertragen..."
pkcs15-init -S pkcs12/${1}.pkcs12 -f PKCS12 -a 1 --pin ${2} -T
fi
pam
/etc/pam.d/login und /etc/pam.d/xdm editieren am Anfang folgende 2 Zeilen einfügen
auth sufficient pam_unix2.so auth sufficient pam_pkcs11.so
und Ende folgende Zeile einfügen
auth required pam_deny.so
Quellen
RSA-Labs - PKCS
PKCS #11: Cryptographic Token Interface Standard
PKCS #12: Personal Information Exchange Syntax Standard
PKCS #15: Cryptographic Token Information Format Standard
OpenSC
openssl