56.3. Аутентификация SASL #
SASL — это инфраструктура аутентификации для протоколов, ориентированных на соединения. На данный момент Postgres Pro Shardman реализует два механизма SASL: SCRAM-SHA-256 и SCRAM-SHA-256-PLUS, а в будущем могут появиться и другие. Далее описывается, как в принципе осуществляется аутентификация SASL, а в следующем подразделе более подробно рассматриваются SCRAM-SHA-256 и SCRAM-SHA-256-PLUS.
Поток сообщений аутентификации SASL
Чтобы начать обмен по схеме аутентификации SASL, сервер передаёт сообщение AuthenticationSASL. Оно содержит список механизмов аутентификации SASL, с которыми может работать сервер, в порядке предпочтений сервера.
Клиент выбирает один из поддерживаемых механизмов из списка и передаёт серверу сообщение SASLInitialResponse. Это сообщение содержит имя выбранного механизма и может содержать «Начальный ответ клиента», если это использует выбранный механизм.
За этим следует одно или нескольких сообщений вызова со стороны сервера и ответов со стороны клиента. Все вызовы сервер передаёт в сообщениях AuthenticationSASLContinue, а клиент отвечает на них сообщениями SASLResponse. Частные детали сообщений зависят от конкретного механизма.
Наконец, когда обмен аутентификационной информацией заканчивается успешно, сервер передаёт сообщение AuthenticationSASLFinal и сразу за ним сообщение AuthenticationOk. В сообщении AuthenticationSASLFinal передаются дополнительные данные от сервера клиенту, содержимое которых определяется выбранным механизмом аутентификации. Если механизм аутентификации не требует передавать дополнительные данные в завершение обмена, сообщение AuthenticationSASLFinal опускается.
В случае ошибки сервер может прервать процесс аутентификации на любом этапе и передать сообщение ErrorMessage.
56.3.1. Аутентификация SCRAM-SHA-256 #
На данный момент реализованы два механизма SASL: SCRAM-SHA-256 и его вариация со связыванием каналов, SCRAM-SHA-256-PLUS. Они подробно описываются в RFC 7677 и RFC 5802.
Когда в Postgres Pro Shardman задействуется SCRAM-SHA-256, сервер игнорирует имя пользователя, которое клиент передаёт в client-first-message. Вместо этого используется имя, переданное ранее в стартовом сообщении. Согласно спецификации SCRAM, имя пользователя должно быть в UTF-8, но Postgres Pro Shardman поддерживает разные кодировки символов, и значит, имя пользователя Postgres Pro Shardman не всегда будет представимо в UTF-8.
В спецификации SCRAM говорится, что пароль также должен передаваться в UTF-8 и обрабатываться алгоритмом SASLprep. Однако Postgres Pro Shardman не требует, чтобы пароль представлялся в UTF-8. Когда устанавливается пароль пользователя, он обрабатывается алгоритмом SASLprep как пароль в UTF-8, вне зависимости от фактической кодировки. Однако если он представлен недопустимой для UTF-8 последовательностью байтов либо содержит комбинации байтов UTF-8, которые не принимает алгоритм SASLprep, это не будет считаться ошибкой — при аутентификации будет использоваться исходный пароль, без обработки SASLprep. Это позволяет нормализовать пароли, представленные в UTF-8, и при этом использовать пароли не в UTF-8, а также не требует, чтобы система знала, в какой кодировке задан пароль.
Связывание каналов поддерживается в Postgres Pro Shardman при сборке с использованием SSL. Для SCRAM со связыванием каналов в качестве имени механизма SASL выбрано SCRAM-SHA-256-PLUS. Postgres Pro Shardman использует тип связывания tls-server-end-point.
В SCRAM без связывания каналов сервер выбирает случайное число, которое передаётся клиенту для смешивания с введённым пользователем паролем и получения передаваемого в ответ хеша. Хотя это препятствует повторному воспроизведению пароля в последующем сеансе, поддельный сервер между настоящим сервером и клиентом может прозрачно передать случайное число сервера и затем успешно пройти аутентификацию.
SCRAM со связыванием каналов позволяет предотвратить такие атаки посредника, подмешивая подпись сертификата сервера в передаваемый хеш пароля. Хотя поддельный сервер может повторить передачу сертификата настоящего сервера, у него не будет доступа к закрытому ключу, соответствующему этому сертификату, поэтому он не сможет подтвердить, что является его владельцем, и, как следствие, установить SSL-соединение.
Пример
Сервер передаёт сообщение AuthenticationSASL. Оно содержит список механизмов аутентификации SASL, с которыми может работать сервер. Этот список будет включать
SCRAM-SHA-256-PLUSиSCRAM-SHA-256, если сервер собран с поддержкой SSL, а иначе — только последнее значение.Клиент в ответ передаёт сообщение SASLInitialResponse, информирующее о выбранном механизме,
SCRAM-SHA-256илиSCRAM-SHA-256-PLUS. (Клиент волен выбрать любой механизм, но для большей безопасности следует выбирать вариацию со связыванием каналов, если он это поддерживает.) В поле «Начальный ответ клиента» это сообщение содержит данные SCRAMclient-first-message. Вclient-first-messageсодержится тип связывания каналов, выбранный клиентом.Сервер передаёт сообщение AuthenticationSASLContinue, содержащее данные SCRAM
server-first-message.Клиент передаёт сообщение SASLResponse, содержащее данные SCRAM
client-final-message.Сервер передаёт сообщение AuthenticationSASLFinal, содержащее данные SCRAM
server-final-message, и сразу за ним сообщение AuthenticationOk.
56.3. SASL Authentication #
SASL is a framework for authentication in connection-oriented protocols. At the moment, Postgres Pro Shardman implements two SASL authentication mechanisms, SCRAM-SHA-256 and SCRAM-SHA-256-PLUS. More might be added in the future. The below steps illustrate how SASL authentication is performed in general, while the next subsection gives more details on SCRAM-SHA-256 and SCRAM-SHA-256-PLUS.
SASL Authentication Message Flow
To begin a SASL authentication exchange, the server sends an AuthenticationSASL message. It includes a list of SASL authentication mechanisms that the server can accept, in the server's preferred order.
The client selects one of the supported mechanisms from the list, and sends a SASLInitialResponse message to the server. The message includes the name of the selected mechanism, and an optional Initial Client Response, if the selected mechanism uses that.
One or more server-challenge and client-response message will follow. Each server-challenge is sent in an AuthenticationSASLContinue message, followed by a response from client in a SASLResponse message. The particulars of the messages are mechanism specific.
Finally, when the authentication exchange is completed successfully, the server sends an AuthenticationSASLFinal message, followed immediately by an AuthenticationOk message. The AuthenticationSASLFinal contains additional server-to-client data, whose content is particular to the selected authentication mechanism. If the authentication mechanism doesn't use additional data that's sent at completion, the AuthenticationSASLFinal message is not sent.
On error, the server can abort the authentication at any stage, and send an ErrorMessage.
56.3.1. SCRAM-SHA-256 Authentication #
The implemented SASL mechanisms at the moment are SCRAM-SHA-256 and its variant with channel binding SCRAM-SHA-256-PLUS. They are described in detail in RFC 7677 and RFC 5802.
When SCRAM-SHA-256 is used in Postgres Pro Shardman, the server will ignore the user name that the client sends in the client-first-message. The user name that was already sent in the startup message is used instead. Postgres Pro Shardman supports multiple character encodings, while SCRAM dictates UTF-8 to be used for the user name, so it might be impossible to represent the Postgres Pro Shardman user name in UTF-8.
The SCRAM specification dictates that the password is also in UTF-8, and is processed with the SASLprep algorithm. Postgres Pro Shardman, however, does not require UTF-8 to be used for the password. When a user's password is set, it is processed with SASLprep as if it was in UTF-8, regardless of the actual encoding used. However, if it is not a legal UTF-8 byte sequence, or it contains UTF-8 byte sequences that are prohibited by the SASLprep algorithm, the raw password will be used without SASLprep processing, instead of throwing an error. This allows the password to be normalized when it is in UTF-8, but still allows a non-UTF-8 password to be used, and doesn't require the system to know which encoding the password is in.
Channel binding is supported in Postgres Pro Shardman builds with SSL support. The SASL mechanism name for SCRAM with channel binding is SCRAM-SHA-256-PLUS. The channel binding type used by Postgres Pro Shardman is tls-server-end-point.
In SCRAM without channel binding, the server chooses a random number that is transmitted to the client to be mixed with the user-supplied password in the transmitted password hash. While this prevents the password hash from being successfully retransmitted in a later session, it does not prevent a fake server between the real server and client from passing through the server's random value and successfully authenticating.
SCRAM with channel binding prevents such man-in-the-middle attacks by mixing the signature of the server's certificate into the transmitted password hash. While a fake server can retransmit the real server's certificate, it doesn't have access to the private key matching that certificate, and therefore cannot prove it is the owner, causing SSL connection failure.
Example
The server sends an AuthenticationSASL message. It includes a list of SASL authentication mechanisms that the server can accept. This will be
SCRAM-SHA-256-PLUSandSCRAM-SHA-256if the server is built with SSL support, or else just the latter.The client responds by sending a SASLInitialResponse message, which indicates the chosen mechanism,
SCRAM-SHA-256orSCRAM-SHA-256-PLUS. (A client is free to choose either mechanism, but for better security it should choose the channel-binding variant if it can support it.) In the Initial Client response field, the message contains the SCRAMclient-first-message. Theclient-first-messagealso contains the channel binding type chosen by the client.Server sends an AuthenticationSASLContinue message, with a SCRAM
server-first-messageas the content.Client sends a SASLResponse message, with SCRAM
client-final-messageas the content.Server sends an AuthenticationSASLFinal message, with the SCRAM
server-final-message, followed immediately by an AuthenticationOk message.
