Linux上C++通过LDAP协议使用kerberos认证AES加密连接到AD服务器

嵌入式大王2023-11-14 10:05

一.前言

记录自己在实现这个流程遇到的各种问题，因为我也是看了许多优质的文章以及组内大佬的帮助下才弄成的，这里推荐一个大佬的文章，写的非常优秀，比我这篇文章写得好得很多，最后我也是看这个大佬的代码最终才实现的，特别鸣谢。看这篇文章前提你得足够的了解AD，kerberos，ldap等，CSDN这类文章就很多，我就不献丑了。

LDAP/SASL/GSSAPI/Kerberos编程API(2)--krb5客户端

LDAP/SASL/GSSAPI/Kerberos编程API(3)--LDAP/SASL

不止这两篇，大佬很详细可自行查看

二，环境支持

AD服务器：Windows server 2022 中文版

Linux：ubuntu 20

openldap：sudo apt-get install libldap-dev //代码所需要的ldap.h

GSSAPI支持：sudo apt-get install libsasl2-modules-gssapi-mit //使LDAP支持GSSAPI认证，kerberos属于GSSAPI认证方式之一，否则运行时会出现下面报错。

cpp 复制代码 
Error: Unknown authentication method
Additional info: SASL(-4): no mechanism available: No worthy mechs found

krb5环境支持：sudo apt-get install krb5-user //krb5API的调用，因为kerberos认证过程中产生的TGT票据是我们手动调用API实现的 ，而并非使用kinit生成。

三，API详解

1.生成TGT票据

因为我写的是公司项目代码，不可以拿出来，我就直接引用前言大佬的代码了，冒犯还请联系我删除。各个API的功能和参数作用我都写在代码块中了，注释是我加的，代码是大佬的。

大致流程：1.初始化安全的上下文->2.使用用户名，密码换区TGT->3.通过TGT换区票据

cpp 复制代码 
#include <ldap.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <krb5.h>

//krb5_get_init_creds_password函数所使用的回调函数，这个函数必须返回成功值 LDAP_SUCCESS,否则基本都失败，因为我通过循环试了1000值。不需要了解他的功能，我猜测的是这个函数能够在我们进行最后的bind之前进行其他的判断，如果失败不返回LDAP_SUCCESS,作为最后一道屏障
static int  _ldap_sasl_interact( )
{ return LDAP_SUCCESS;
}
   
int main()
{ 
  krb5_context context = NULL;       
  krb5_error_code krberr;
  krb5_principal kprincpw = NULL;
  krb5_creds * my_creds_ptr = NULL;
  krb5_creds my_creds;
  const char * errmsg;
  //初始化一个安全的上下文，后续的操作都是基于context，可以把他看成是基石
  krberr = krb5_init_context(&context);
  if (krberr) {
            //这个API能够解析错误码，分析出特定的错误信息，将其存储在errmsg中，然后打印到终端查看
            errmsg = krb5_get_error_message(NULL, krberr);
            printf("Err: Kerberos context initialization failed -> %s\n", errmsg);
            goto cleanup;
        }
  //这个API是你用户的信息（第二个参数）转化成krb中的格式存储在kprincpw中
    用户信息的组成"<认证的用户名>@<AD服务器的域名>"
  krberr = krb5_parse_name(context, "krblinlin@CTP.NET", &kprincpw); 
  if (krberr) {
            errmsg = krb5_get_error_message(context, krberr);
            printf("Err: Failed to parse princpal %s -> %s\n", errmsg);
            goto cleanup;
        }
  
  //用户的密码，哈哈，这个谁都看得出来吧
  const char *password="linlin"; 
  printf("begin get init creds password\n");
  //使用用户的信息，密码换取TGT票据，并且拿到将凭证放my_creds中，但是这个凭证不是TGT，而是最后一次认证使用的
  krberr = krb5_get_init_creds_password(context, &my_creds,kprincpw, (char *)password,NULL,NULL,0,NULL,NULL);
       
  if (krberr) {
            errmsg = krb5_get_error_message(context, krberr);
            printf("Err: Failed to get init creds password -> %s\n", errmsg);
            goto cleanup;
        }        
 // my_creds_ptr = &my_creds;
  printf("get init creds password OK\n");


//--v
  krb5_ccache ccache = NULL;
  
  //从内存中获取TGT票据，将其放入到ccache的变量中，便于后面换取TGS票据，就是服务器的最终通行证
  krberr = krb5_cc_resolve(context, "MEMORY:dhcp_ld_krb5_cc", &ccache);
  //从/tmp/krb5cc_1000中获取TGT票据，这个文件是自动生成的，将其存储到ccache中便于后面换取TGS票据，安全性上看来，确实没有从内存中获取TGT票据更安全，因为这个是可视化的，你甚至可以自己打开查看
  //krberr = krb5_cc_resolve(context, "FILE:/tmp/krb5cc_1000", &ccache);
  if (krberr) {
            errmsg = krb5_get_error_message(context, krberr);
            printf("Err: Couldnt resolve ccache -> %s\n", errmsg);
            goto cleanup;
        }     
   
  //初始化ccache，相当于清空，但是你的ccache却不能是空的，我怀疑这个函数内存做的处理是，先是利用ccache中存储的TGT票据生成TGS服务票据，然后再清空。这里也能看见API还指定了用户名，说明生成的TGS是有对应关系的。
  krberr = krb5_cc_initialize(context, ccache, kprincpw);
  if (krberr) {
            errmsg = krb5_get_error_message(context, krberr);
            printf("Err: Failed to init ccache -> %s\n", errmsg);
            goto cleanup;
        }  
  //这个函数的作用我是有点迷的，这里又将my_creds的凭据放到ccache中又进行了一次认证，因为kerberos的认证是繁琐的，多次认证，我暂且这样理解吧，因为通过抓包发现也是进行了多次response
  krberr = krb5_cc_store_cred(context, ccache, &my_creds);
  if (krberr) {
            errmsg = krb5_get_error_message(context, krberr);
            printf("Err: Failed to store credentials -> %s\n", errmsg);
            goto cleanup;
        }
  printf("Successfully store creds\n");

2.将LDAP句柄指针和用户信息绑定

因为后续需要使用LDAP协议去管理AD服务器，例如增删改查用户的信息，例如我就进行了搜索用户邮箱的操作，这里没看大佬代码，因为我觉得我的更利于直观理解。

cpp 复制代码 
LDAP *ld;
  int rc;
  unsigned long version = LDAP_VERSION3;    //使用LDAP的v3版本

  //初始化一个LDAP句柄指针ld，后面的操作全是基于LDAP句柄指针，和上分的context差不多
  if (( rc = ldap_initialize(&ld,"ldap://192.168.1.11/")) != LDAP_SUCCESS)   //#12
  //if (( rc = ldap_initialize(&ld,"ldap://127.0.0.1/")) != LDAP_SUCCESS)
  {
    return(1);
  }
  //与服务器协商使用V3版本吗
  rc = ldap_set_option(ld,LDAP_OPT_PROTOCOL_VERSION,(void*)&version);

  //除了第6个参数其他都可以默认，第六个参数就是上分提到返回LDAP_SUCCESS的回调函数，这里大佬的代码是有一点问题的，因为它回调函数是返回int类型的，然而这里的参数的数据类型是一个宏定义，我这里看不了，下次补充进来，最后解决办法是将回调函数的返回类型换成这个宏定义，最后转换一下就行了。到这里就bind成功了，完成第四步的配置文件后，可以进行增删改查了
  if ((rc=ldap_sasl_interactive_bind_s(ld,NULL,"GSSAPI",NULL,NULL,LDAP_SASL_AUTOMATIC, _ldap_sasl_interact,NULL) ) != LDAP_SUCCESS)
  { printf ("Error: %s\n",ldap_err2string (rc));
    char *msg=NULL;
    ldap_get_option( ld, LDAP_OPT_DIAGNOSTIC_MESSAGE, (void*)&msg);
    printf ("Additional info: %s\n", msg);
    ldap_memfree(msg);
    return(1);
  }
  
  LDAPMessage *res;
  if ((rc=ldap_search_ext_s(ld,"",LDAP_SCOPE_ONELEVEL,NULL,NULL,0,NULL,NULL,NULL,0,&res)!=LDAP_SUCCESS))
  { printf("ldap_search  failed with 0x%x.\n",rc);         
    return(1);
  }
  printf("Success!\n");
  LDAPMessage *entry = ldap_first_entry( ld, res );
  int entry_count = ldap_count_entries(ld, res);
  for (int i = 0 ; i < entry_count; i++)
  { printf("dn: %s\n",ldap_get_dn(ld, entry));
    BerElement * ber;
    char * attribute = ldap_first_attribute(ld,entry, &ber);
    while(attribute)
    { printf ("attribute = %s\n",attribute);
      attribute = ldap_next_attribute(ld,entry, ber);
    }
    ber_free(ber,0);
    entry = ldap_next_entry(ld, entry);   
  }  
//--^--

cleanup:
    if (ccache) krb5_cc_close(context, ccache);  //#13
    if (kprincpw) krb5_free_principal(context, kprincpw);
    if (my_creds_ptr) krb5_free_cred_contents(context, &my_creds);
    if (context) krb5_free_context(context);
    
  return 0;   
}

四：环境的配置

第1步.在/etc/krb5.conf中添加服务器对应的信息(ubuntu)

bash 复制代码 
[libdefaults]
  default_realm = TEST.ORG      //TEST.ORG 你的服务器域名，大写
  dns_lookup_realm = false
  dns_lookup_kdc = false
  ticket_lifetime = 24h
  renew_lifetime = 7d
  forwardable = true
[realms]
  TEST.ORG = {                          //填充你TEST.ORG的模块信息
    kdc = 192.168.45.141             //kdc的IP，在AD中，是集成在一块，填AD的IP即可
   admin_server = 192.168.45.141   //与kdc同理
   default_domain=TEST.ORG    //可填可不填
  }

[domain_realm]            //这个模块的信息可填可不填
  .test.org = TEST.ORG
  test.org = TEST.ORG

第2步.在/etc/hosts文件中添加KDC主机名和KDC所在域名(ubuntu)

27.0.0.1 localhost

127.0.1.1 ubuntu.test.org ubuntu

192.168.45.xxx DC.TEST.ORG #红色为添加信息，前面填充kdc IP ，后面填写 服务器主机名.域名 例如我的主机名为DC，域名为TEST.ORG

The following lines are desirable for IPv6 capable hosts

::1 ip6-localhost ip6-loopback

fe00::0 ip6-localnet

ff00::0 ip6-mcastprefix

ff02::1 ip6-allnodes

ff02::2 ip6-allrouters

如果第1步不配置，会找不到服务器；

如果第2步不配置，会出现下列错误：SASL(-1): generic failure: GSSAPI Error: Unspecified GSS failure. Minor code may provide more information (Server not found in Kerberos database)

同时你也可以在AD中添加DNS反向查询解决这个错误，而不修改/etc/hosts，当然这是用在用户基数很大的情况下，改变AD服务器可以一劳永逸，详情查看第3步。

第3步 为AD服务器添加DNS反向查询解决这个错误

3.1进入服务管理器，找到DNS，右击右侧服务器，进入DNS管理器

3.2 右击反向查找区域，点击新建区域

3.3 一直点击下一步，直到输入IP的页面，输入AD 服务器IP的前3个字段 例如我的IP为192.168.45.141，那么输入192.168.45，再一直点击下一步，直到结束。

3.4 右击新生成的区域，点击新建指针

3.5 填写AD服务的IP地址，先关闭

3.6 找到正向查找区域->域名->打开dc(你的是你自己的域名，我的是dc)

3.7 找到FQDN，将其复制到2.3.5主机名的地方即可。

3.8 ubuntu打开/etc/reslov.conf,修改nameserver的地址 为你AD的地址，再将你ubuntu的DNS设置为AD的IP，否则这个文件的值会一直变动

4.结言

直到这里，整个流程吗，包括配置文件全部结束，加油 。

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