MIT Kerberos

MIT Kerberos 시스템은 크게 세 가지 핵심 구성 요소로 이루어져 있다. 이는 티켓 부여 센터, 클라이언트, 그리고 서버이다.

티켓 부여 센터는 Kerberos 시스템의 핵심 인증 서버 역할을 한다. 이는 다시 인증 서버와 티켓 부여 서버로 구성된다. 인증 서버는 사용자의 초기 인증을 처리하여 티켓 부여 티켓을 발급하고, 티켓 부여 서버는 이 티켓 부여 티켓을 검증하여 특정 서비스에 접근할 수 있는 서비스 티켓을 발급한다. 티켓 부여 센터는 신뢰할 수 있는 제3자로서, 전체 네트워크 내의 모든 사용자와 서비스의 비밀키를 안전하게 보관하고 관리한다.

클라이언트는 서비스를 요청하는 사용자 또는 사용자 에이전트를 의미한다. 클라이언트는 사용자의 자격 증명(예: 비밀번호)을 사용하여 티켓 부여 센터로부터 티켓 부여 티켓을 먼저 획득한다. 이후 특정 서버에 접근이 필요할 때는 이 티켓 부여 티켓을 티켓 부여 센터에 제시하고 해당 서버용 서비스 티켓을 발급받는다. 최종적으로 클라이언트는 이 서비스 티켓을 서버에 제출하여 인증을 완료하고 서비스를 이용한다.

서버는 클라이언트가 접근하려는 네트워크 서비스 또는 자원을 제공하는 주체이다. 각 서버는 자신만의 비밀키를 티켓 부여 센터와 공유하며, 티켓 부여 센터가 발급한 서비스 티켓을 해독하고 검증할 수 있다. 클라이언트로부터 서비스 티켓을 받으면, 서버는 이를 자신의 비밀키로 해독하여 티켓의 유효성을 확인하고, 필요 시 클라이언트에게 상호 인증을 요구할 수 있다. 이 구조를 통해 서버는 사용자의 비밀번호를 직접 알 필요 없이 안전하게 클라이언트를 인증할 수 있다.

MIT Kerberos의 핵심은 인증 서버와 티켓 부여 서버로 구성된 KDC를 통해 이루어지는 티켓 기반의 인증 절차이다. 사용자(클라이언트)는 먼저 자신의 비밀번호를 기반으로 생성된 키를 사용해 KDC에 접속하여 티켓 부여 티켓을 발급받는다. 이 TGT는 사용자의 신원을 증명하는 일종의 마스터 티켓으로, 이후 세션 동안 KDC와의 추가 인증 절차에 사용된다.

사용자가 특정 서버나 서비스(예: 파일 서버, 메일 서버)에 접근하려고 할 때, 클라이언트는 자신의 TGT를 KDC의 티켓 부여 서버에 제출한다. KDC는 TGT를 검증한 후, 해당 서비스에 접근할 수 있는 권한이 담긴 새로운 서비스 티켓을 생성하여 클라이언트에게 반환한다. 이 서비스 티켓은 클라이언트와 목표 서버만 알 수 있는 세션 키로 암호화되어 있어 안전하게 전달된다.

마지막으로, 클라이언트는 이 서비스 티켓을 목표 서버에 제출한다. 서버는 자신만이 알고 있는 비밀 키로 티켓을 복호화하여 유효성을 확인하고, 티켓 내에 포함된 세션 키를 사용해 클라이언트와의 실제 통신을 암호화한다. 이 과정에서 서버는 클라이언트에게 자신의 신원을 증명하는 정보를 되돌려 줄 수도 있는데, 이를 통해 강력한 상호 인증이 완성된다. 이렇게 발급된 서비스 티켓은 그 수명 동안 재사용이 가능하여, 사용자는 매번 비밀번호를 입력할 필요 없이 여러 서비스에 접근할 수 있는 단일 사인온 환경을 경험하게 된다.

MIT Kerberos의 핵심은 티켓이라는 암호화된 데이터 구조를 사용하여 사용자와 서비스의 신원을 안전하게 증명하는 것이다. 이 티켓은 인증 서버가 발급하며, 사용자가 특정 서버에 접근할 권한이 있음을 입증하는 역할을 한다. 티켓의 가장 중요한 특징은 사용자의 비밀번호나 암호 키가 네트워크를 통해 직접 전송되지 않는다는 점이다. 대신, 티켓 자체가 암호화되어 있어, 티켓을 해독할 수 있는 올바른 서버만이 사용자의 신원을 확인할 수 있다.

이 시스템에서 가장 먼저 발급받는 특별한 티켓을 티켓 부여 티켓이라고 한다. 사용자가 처음 로그인할 때, 자신의 비밀번호를 기반으로 생성한 키를 사용해 인증 서버로부터 TGT를 받는다. 이 TGT는 이후 다른 서비스 티켓을 요청할 때마다 제출해야 하는 '주요 신분증'과 같은 역할을 한다. TGT를 획득하는 과정이 사용자의 최초 인증에 해당하며, 이후 세션 동안에는 TGT를 재사용하여 추가 인증 없이 여러 서비스에 접근할 수 있는 단일 사인온 환경이 조성된다.

일반적인 서비스 티켓은 특정 대상 서버(예: 메일 서버, 파일 서버)에 접근하기 위해 사용된다. 사용자는 TGT를 티켓 부여 서버에 제출하고 원하는 서버의 이름을 알려주면, TGS는 해당 서버용 티켓을 생성하여 사용자에게 돌려준다. 이 새 티켓은 사용자와 대상 서버 간의 세션 키도 포함하고 있어, 이후의 모든 통신을 암호화하는 데 사용된다. 이 과정을 통해 클라이언트와 서버는 서로의 신원을 확인하는 상호 인증을 완료하게 된다.

티켓과 TGT는 모두 유효 기간이 설정되어 있어, 보안을 강화한다. 티켓의 수명이 짧으면, 티켓이 도난당하더라도 공격자가 사용할 수 있는 시간이 제한된다. 사용 중인 티켓이 만료되기 전에, 클라이언트는 기존의 유효한 TGT를 사용해 새로운 티켓을 자동으로 갱신할 수 있다. 이는 사용자에게 지속적인 서비스 접근성을 제공하면서도 보안 위험을 줄이는 중요한 메커니즘이다.

MIT Kerberos의 핵심 기능 중 하나는 단일 사인온을 제공하는 것이다. 단일 사인온은 사용자가 한 번의 인증 과정을 거치면, 사전에 허가된 여러 서비스나 시스템에 추가적인 인증 없이 접근할 수 있도록 하는 기능이다. Kerberos는 이를 티켓 부여 티켓과 서비스 티켓이라는 개념을 통해 실현한다.

사용자가 최초로 인증 서버에 로그인하여 자격 증명을 검증받으면, 티켓 부여 티켓이 발급된다. 이후 사용자가 특정 응용 프로그램 서버에 접근하려 할 때마다, 이 티켓 부여 티켓을 티켓 부여 서버에 제시하여 해당 서버에 대한 서비스 티켓을 발급받는다. 이 과정에서 사용자는 매번 비밀번호를 입력할 필요가 없으며, 티켓 부여 티켓이 유효한 동안은 새로운 서비스 티켓을 자동으로 요청할 수 있다.

이러한 방식은 대규모 기업 네트워크나 대학 캠퍼스 네트워크와 같은 환경에서 특히 유용하다. 사용자는 한 번 로그인하면 전자 메일, 파일 공유, 인트라넷 포털 등 다양한 내부 서비스를 편리하게 이용할 수 있다. 이는 사용자 편의성을 크게 향상시키는 동시에, 중앙 집중식 인증 관리를 통해 보안 정책을 일관되게 적용할 수 있게 한다.

단일 사인온 기능은 분산 시스템과 클라우드 컴퓨팅 환경에서도 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 하둡 클러스터와 같은 분산 데이터 처리 시스템에서 Kerberos를 사용하면, 여러 노드 간에 안전하게 인증 정보를 전파하여 통합된 보안 체계를 구축할 수 있다.

MIT Kerberos의 핵심 기능 중 하나는 상호 인증을 제공한다는 점이다. 일반적인 인증 방식은 클라이언트가 서버에게 자신의 신원을 증명하는 단방향 인증에 그치는 경우가 많다. 그러나 MIT Kerberos는 클라이언트와 서버가 서로의 신원을 확인하는 상호 인증을 기본적으로 지원한다. 이는 클라이언트가 서비스에 접근하기 전에 서버가 진짜 서비스 제공자인지 확인할 수 있게 하여, 중간자 공격과 같은 위협을 방지하는 데 중요한 역할을 한다.

상호 인증은 티켓 교환 과정을 통해 이루어진다. 클라이언트가 티켓 부여 서버로부터 서비스 티켓을 받으면, 이 티켓은 서버와 공유된 세션 키로 암호화되어 있다. 클라이언트는 이 티켓을 서버에 제출할 때, 현재 시간을 포함한 인증자를 함께 보낸다. 서버는 티켓을 복호화하여 세션 키를 얻고, 이를 이용해 인증자를 검증함으로써 클라이언트를 인증한다. 동시에, 서버는 인증자에 포함된 시간을 약간 변형하여 클라이언트에게 되돌려 보낸다. 클라이언트는 이를 자신이 보낸 원본 시간과 비교하여 서버가 올바른 세션 키를 가지고 있음을, 즉 진짜 서버임을 확인한다.

이러한 상호 인증 메커니즘은 네트워크 보안을 강화한다. 특히, 사용자가 위장된 서버에 자신의 자격 증명을 노출시키는 피싱 공격을 효과적으로 차단할 수 있다. 또한, 분산 시스템이나 클라우드 컴퓨팅 환경에서 여러 서비스 간 신뢰 관계를 구축하는 기반이 된다. MIT Kerberos는 이처럼 비보안 네트워크 상에서도 강력한 상호 인증을 보장함으로써, 기업 및 교육 기관의 대규모 인트라넷 보안 표준으로 자리 잡았다.

MIT Kerberos에서 발급하는 티켓은 유효 기간을 가지며, 이 기간 동안 클라이언트는 동일한 서비스에 대해 반복적인 인증 없이 접근할 수 있다. 티켓의 수명은 인증 서버가 티켓을 발급할 때 설정하며, 일반적으로 몇 시간에서 하루 정도로 구성된다. 이는 도난당한 티켓이 무기한 사용되는 것을 방지하기 위한 보안 조치이다. 수명이 짧을수록 보안성은 높아지지만, 사용자는 더 자주 재인증을 해야 하므로 편의성이 떨어진다. 따라서 시스템 관리자는 네트워크 보안 정책과 사용자 편의를 고려하여 적절한 티켓 수명을 설정한다.

티켓의 유효 기간이 만료되기 전에 클라이언트는 티켓 부여 티켓을 사용하여 새로운 서비스 티켓을 얻거나, 기존 티켓을 갱신할 수 있다. 갱신 과정은 사용자가 다시 비밀번호를 입력할 필요 없이, 유효한 TGT를 티켓 부여 서버에 제출하여 새로운 티켓을 발급받는 방식으로 이루어진다. 이를 통해 장시간 작업을 수행하는 사용자의 세션이 중단되는 것을 방지한다. 그러나 갱신 가능한 총 기간에도 상한이 존재하여, 결국에는 사용자가 완전히 재인증을 거쳐야 한다.

티켓 수명과 갱신 정책은 Kerberos 도메인의 보안을 유지하는 핵심 요소이다. 이를 통해 시스템은 공격자가 장기간 유효한 티켓을 획득하는 것을 어렵게 만들면서도, 합법적인 사용자에게는 지속적인 서비스 접근성을 제공한다. 이러한 메커니즘은 대규모 네트워크 환경에서 단일 사인온의 편리함과 보안 요구사항 사이의 균형을 맞추는 데 기여한다.

MIT Kerberos는 대규모 기업 네트워크나 캠퍼스 네트워크와 같은 환경에서 사용자와 서비스의 신원을 안전하게 관리하는 데 널리 사용된다. 이러한 환경에서는 수많은 사용자가 다양한 서버와 응용 프로그램에 접근해야 하며, 각각에 대해 별도의 비밀번호를 관리하는 것은 번거롭고 보안상 취약점이 될 수 있다. 케르베로스는 중앙 집중식 인증 서버를 통해 사용자가 한 번만 로그인하면 여러 서비스에 접근할 수 있는 단일 사인온 환경을 제공함으로써 이러한 문제를 해결한다.

대규모 네트워크에서 케르베로스의 주요 장점은 확장성과 관리의 용이성에 있다. 인증과 권한 부여를 담당하는 키 배포 센터는 논리적으로 중앙에서 관리되지만, 실제로는 여러 대의 서버로 구성해 부하 분산과 장애 조치를 구현할 수 있다. 이는 수천, 수만 명의 사용자를 보유한 조직에서도 안정적인 서비스를 제공할 수 있게 한다. 또한, 사용자 비밀번호나 키가 네트워크를 통해 평문으로 전송되지 않고 암호학적 티켓을 기반으로 인증이 이루어지므로, 스니핑 공격으로부터 비교적 안전하다.

이 프로토콜은 특히 마이크로소프트의 윈도우 도메인 환경에서 액티브 디렉토리의 핵심 인증 메커니즘으로 채택되어 기업 내부 네트워크의 표준이 되었다. 또한, 유닉스 및 리눅스 기반의 대학이나 연구 기관 네트워크에서도 네트워크 파일 시스템, 이메일, 인트라넷 포털 등 다양한 서비스의 접근 제어에 활용된다. 이를 통해 시스템 관리자는 사용자 계정을 중앙에서 통제하고, 서비스별 접근 정책을 일관되게 적용할 수 있다.

하둡 생태계를 포함한 많은 대규모 분산 시스템은 클러스터 내 수많은 노드 간 보안 통신이 필수적이다. 이러한 환경에서 MIT Kerberos는 중앙 집중식 인증 서비스를 제공하여, 사용자와 서비스가 서로의 신원을 안전하게 확인할 수 있게 한다. 특히 하둡은 HDFS, YARN, 맵리듀스와 같은 핵심 컴포넌트 간의 인증에 Kerberos를 공식적으로 채택하고 있으며, 아파치 하이브나 아파치 스파크와 같은 관련 빅데이터 도구들도 Kerberos와의 통합을 지원한다.

분산 환경에서 Kerberos를 적용할 때의 주요 이점은 단일 사인온과 강력한 상호 인증이다. 사용자는 한 번의 로그인으로 클러스터 내 모든 인증된 서비스에 접근할 수 있으며, 클라이언트와 서버 양측 모두가 상대방의 신원을 검증한다. 이는 네트워크 스니핑이나 중간자 공격으로부터 시스템을 보호하는 데 중요한 역할을 한다. 또한, 티켓 부여 티켓과 서비스 티켓 메커니즘은 사용자 패스워드가 네트워크를 통해 직접 전송되지 않게 하여 자격 증명의 노출 위험을 줄인다.

이러한 분산 시스템의 구성은 일반적으로 하나 이상의 키 배포 센터를 설정하고, 각 호스트와 서비스 계정을 Kerberos 보안 주체로 등록하는 과정을 포함한다. 그 후, 하둡 설정 파일에서 인증 방식을 Kerberos로 지정하고, 각 서비스가 사용할 키탭 파일을 배포하여 운영한다. 이 구조는 대규모 데이터 센터에서 수천 대의 서버에 걸쳐 일관된 보안 정책을 적용하는 데 적합하다.