Protocolo de Needham-Schroeder

El protocolo Needham-Schroeder es uno de los dos protocolos de transporte clave destinados a ser utilizados sobre una red insegura, ambos propuestos por Roger Needham y Michael Schroeder . ^{[ 1 ]} Estos son:

• El protocolo de clave simétrica Needham-Schroeder , basado en un algoritmo de cifrado simétrico , constituye la base del protocolo Kerberos . Este protocolo tiene como objetivo establecer una clave de sesión entre dos partes en una red, generalmente para proteger las comunicaciones posteriores.
• El protocolo de clave pública Needham-Schroeder se basa en la criptografía de clave pública . Este protocolo pretende proporcionar autenticación mutua entre dos partes que se comunican en una red, pero en su forma propuesta es inseguro.

Aquí tienes, Alicia.${\displaystyle (A)}$inicia la comunicación con Bob${\displaystyle B}$.​${\displaystyle S}$es un servidor de confianza para ambas partes. En la comunicación:

• ${\displaystyle A}$y${\displaystyle B}$son las identidades de Alice y Bob respectivamente
• ${\displaystyle {K_{AS}}}$es una clave simétrica conocida solo por${\displaystyle A}$y${\displaystyle S}$
• ${\displaystyle {K_{BS}}}$es una clave simétrica conocida solo por${\displaystyle B}$y${\displaystyle S}$
• ${\displaystyle N_{A}}$y${\displaystyle N_{B}}$son nonces generados por${\displaystyle A}$y${\displaystyle B}$respectivamente
• ${\displaystyle {K_{AB}}}$es una clave generada simétrica, que será la clave de sesión de la sesión entre${\displaystyle A}$y${\displaystyle B}$

El protocolo se puede especificar de la siguiente manera en notación de protocolo de seguridad :

${\displaystyle A\rightarrow S:\left.A,B,N_{A}\right.}$

Alice envía un mensaje al servidor identificándose a sí misma y a Bob, indicándole al servidor que desea comunicarse con Bob.

${\displaystyle S\rightarrow A:\{N_{A},K_{AB},B,\{K_{AB},A\}_{K_{BS}}\}_{K_{AS}}}$

El servidor genera${\displaystyle {K_{AB}}}$y le envía a Alice una copia encriptada bajo${\displaystyle {K_{BS}}}$para que Alice se lo reenvíe a Bob y también para Alice. Dado que Alice puede estar solicitando claves para varias personas diferentes, el nonce le asegura a Alice que el mensaje es reciente y que el servidor está respondiendo a ese mensaje en particular, y la inclusión del nombre de Bob le indica a Alice con quién debe compartir esta clave.

${\displaystyle A\rightarrow B:\{K_{AB},A\}_{K_{BS}}}$

Alice le envía la clave a Bob, quien puede descifrarla con la clave que comparte con el servidor, autenticando así los datos.

${\displaystyle B\rightarrow A:\{N_{B}\}_{K_{AB}}}$

Bob le envía a Alice un nonce cifrado bajo${\displaystyle {K_{AB}}}$para demostrar que tiene la llave.

${\displaystyle A\rightarrow B:\{N_{B}-1\}_{K_{AB}}}$

Alice realiza una operación sencilla con el nonce, lo vuelve a encriptar y lo envía de vuelta, verificando que sigue viva y que posee la clave.

Esto presupone el uso de un algoritmo de cifrado de clave pública .

Aquí tienes, Alicia.${\displaystyle (A)}$y Bob${\displaystyle (B)}$Utilice un servidor de confianza.${\displaystyle (S)}$para distribuir claves públicas a petición. Estas claves son:

• ${\displaystyle K_{PA}}$y​${\displaystyle K_{SA}}$⁠ , respectivamente las mitades pública y privada de un par de claves de cifrado perteneciente a${\displaystyle A}$(${\displaystyle S}$significa "clave secreta" aquí)
• ${\displaystyle K_{PB}}$y​${\displaystyle K_{SB}}$⁠ , similar perteneciente a${\displaystyle B}$
• ${\displaystyle K_{PS}}$y​${\displaystyle K_{SS}}$⁠ , similar perteneciente a ⁠${\displaystyle S}$⁠ . (Tenga en cuenta que este par de claves se utilizará para firmas digitales , es decir,${\displaystyle K_{SS}}$utilizado para firmar un mensaje y${\displaystyle K_{PS}}$utilizado para verificación. ${\displaystyle K_{PS}}$debe ser conocido${\displaystyle A}$y${\displaystyle B}$antes de que comience el protocolo.)

El protocolo funciona de la siguiente manera:

${\displaystyle A\rightarrow S:\left.A,B\right.}$

${\displaystyle A}$solicitudes​${\displaystyle B}$Claves públicas de ⁠${\displaystyle S}$.​

${\displaystyle S\rightarrow A:\{K_{PB},B\}_{K_{SS}}}$

${\displaystyle S}$responde con clave pública${\displaystyle K_{PB}}$junto a${\displaystyle B}$Identidad del usuario , firmada por el servidor con fines de autenticación.

${\displaystyle A\rightarrow B:\{N_{A},A\}_{K_{PB}}}$

${\displaystyle A}$elige un al azar${\displaystyle N_{A}}$y lo envía a${\displaystyle B}$.​

${\displaystyle B\rightarrow S:\left.B,A\right.}$

${\displaystyle B}$ahora sabe que A quiere comunicarse, así que${\displaystyle B}$solicitudes​${\displaystyle A}$claves públicas de

${\displaystyle S\rightarrow B:\{K_{PA},A\}_{K_{SS}}}$

El servidor responde.

${\displaystyle B\rightarrow A:\{N_{A},N_{B}\}_{K_{PA}}}$

${\displaystyle B}$elige uno al azar${\displaystyle N_{B}}$y lo envía a${\displaystyle A}$junto con${\displaystyle N_{A}}$para demostrar la capacidad de descifrar con${\displaystyle K_{SB}}$.​

${\displaystyle A\rightarrow B:\{N_{B}\}_{K_{PB}}}$

${\displaystyle A}$confirma${\displaystyle N_{B}}$a​${\displaystyle B}$⁠ , para demostrar la capacidad de descifrar con ⁠${\displaystyle K_{SA}}$.​

Al final del protocolo,${\displaystyle A}$y${\displaystyle B}$conocer las identidades del otro y conocer ambas${\displaystyle N_{A}}$y​${\displaystyle N_{B}}$Estos nonces no son conocidos por los espías.

• Kerberos
• Protocolo de Otway-Rees
• Yahalom
• Protocolo de la rana de boca ancha
• Protocolo de Neuman-Stubblebine
• Intercambio de claves Diffie-Hellman

• Roger Needham; Michael Schroeder (1978). "Clave pública de Needham-Schroeder" . Laboratorio de especificación y verificación.
• Roger Needham; Michael Schroeder (1978). "Clave simétrica de Needham Schroeder" . Laboratorio de especificación y verificación.
• Gavin Lowe (1995). "Versión fija de Lowe's de la clave pública de Needham-Schroder" . Laboratorio de especificación y verificación.
• Explicación del ataque de intermediario (man-in-the-middle) por Computerphile .