RFC 4285 - Authentication Protocol for Mobile IPv6

时间:2006-11-01 来源: 作者: 点击:
NetworkWorkingGroup A.Patel RequestforComments:4285K.Leung Category:Informational CiscoSystems M.Khalil H.Akhtar NortelNetworks K.Chowdhury StarentNetworks January2006 AuthenticationProtocolforMobileIPv6 StatusofthisMemo Thismemoprovidesinformationfo
  Network Working Group                                             A. Patel
Request for Comments: 4285                                      K. Leung
Category: Informational                                        Cisco Systems
                                                                                  M. Khalil
                                                                                 H. Akhtar
                                                                       Nortel Networks
                                                                         K. Chowdhury
                                                                     Starent Networks
                                                                          January 2006

                Authentication Protocol for Mobile IPv6

Status of this Memo

   This memo provides information for the Internet community.  It does
   not specify an Internet standard of any kind.  Distribution of this
   memo is unlimited.

Copyright Notice

   Copyright (C) The Internet Society (2006).

IESG Note

   This RFC is not a candidate for any level of Internet Standard.  RFC
   3775 and 3776 define Mobile IPv6 and its security mechanism.  This
   document presents an alternate security mechanism for Mobile IPv6
   used in 3GPP2 networks.

   The security properties of this mechanism have not been reviewed in
   the IETF.  Conducting this review proved difficult because the
   standards-track security mechanism for Mobile IPv6 is tightly
   integrated into the protocol; extensions to Mobile IPv6 and the core
   documents make assumptions about the properties of the security model
   without explicitly stating what assumptions are being made.  There is
   no documented service model.  Thus it is difficult to replace the
   security mechanism and see if the current protocol and future
   extensions meet appropriate security requirements both under the
   original and new security mechanisms.  If a service model for Mobile
   IPv6 security is ever formally defined and reviewed, a mechanism
   similar to this one could be produced and fully reviewed.

   Section 1.1 of this document provides an applicability statement for
   this RFC.  The IESG recommends against the usage of this
   specification outside of environments that meet the conditions of
   that applicability statement.  In addition the IESG recommends those

   considering deploying or implementing this specification conduct a
   sufficient security review to meet the conditions of the environments
   in which this RFC will be used.

Abstract

   IPsec is specified as the means of securing signaling messages
   between the Mobile Node and Home Agent for Mobile IPv6 (MIPv6).
   MIPv6 signaling messages that are secured include the Binding Updates
   and Acknowledgement messages used for managing the bindings between a
   Mobile Node and its Home Agent.  This document proposes an alternate
   method for securing MIPv6 signaling messages between Mobile Nodes and
   Home Agents.  The alternate method defined here consists of a
   MIPv6-specific mobility message authentication option that can be
   added to MIPv6 signaling messages.

Table of Contents

   1. Introduction ....................................................3
      1.1. Applicability Statement ....................................3
   2. Overview ........................................................4
   3. Terminology .....................................................5
      3.1. General Terms ..............................................5
   4. Operational Flow ................................................6
   5. Mobility Message Authentication Option ..........................7
      5.1. MN-HA Mobility Message Authentication Option ...............8
           5.1.1. Processing Considerations ...........................9
      5.2. MN-AAA Mobility Message Authentication Option ..............9
           5.2.1. Processing Considerations ..........................10
      5.3. Authentication Failure Detection at the Mobile Node .......11
   6. Mobility Message Replay Protection Option ......................11
   7. Security Considerations ........................................13
   8. IANA Considerations ............................................14
   9. Acknowledgements ...............................................15
   10. References ....................................................15
      10.1. Normative References .....................................15
      10.2. Informative References ...................................15
   Appendix A. Rationale for mobility message replay protection
               option ................................................16

1.  Introduction

   The base Mobile IPv6 specification [RFC3775] specifies the signaling
   messages, Binding Update (BU) and Binding Acknowledgement (BA),
   between the Mobile Node (MN) and Home Agent (HA) to be secured by the
   IPsec Security Associations (IPsec SAs) that are established between
   these two entities.

   This document proposes a solution for securing the Binding Update and
   Binding Acknowledgment messages between the Mobile Node and Home
   Agent using a mobility message authentication option that is included
   in these messages.  Such a mechanism enables IPv6 mobility in a host
   without having to establish an IPsec SA with its Home Agent.  A
   Mobile Node can implement Mobile IPv6 without having to integrate it
   with the IPsec module, in which case the Binding Update and Binding
   Acknowledgement messages (between MN-HA) are secured with the
   mobility message authentication option.

   The authentication mechanism proposed here is similar to the
   authentication mechanism used in Mobile IPv4 [RFC3344].

1.1.  Applicability Statement

   The mobility message authentication option specified in Section 5 is
   applicable in certain types of networks that have the following
   characteristics:

   - Networks in which the authentication of the MN for network access
   is done by an authentication server in the home network via the home
   agent.  The security association is established by the network
   operator (provisioning methods) between the MN and a backend
   authentication server (e.g., Authentication, Authorization, and
   Accounting (AAA) home server).  MIPv6 as per RFCs 3775 and 3776
   relies on the IPsec SA between the MN and an HA.  In cases where the
   assignment of the HA is dynamic and the only static or long-term SA
   is between the MN and a backend authentication server, the mobility
   message authentication option is desirable.

   - In certain deployment environments, the mobile node needs dynamic
   assignment of a home agent and home address.  The assignment of such
   can be on a per-session basis or on a per-MN power-up basis.  In such
   scenarios, the MN relies on an identity such as a Network Access
   Identifier (NAI) [RFC4283], and a security association with a AAA
   server to obtain such bootstrapping information.  The security
   association is created via an out-of-band mechanism or by non Mobile
   IPv6 signaling.  The out-of-band mechanism can be specific to the
   deployment environment of a network operator.  In Code Division
   Multiple Access (CDMA) network deployments, this information can be

   obtained at the time of network access authentication via [3GPP2]
   specific extensions to PPP or DHCPv6 on the access link and by AAA
   extensions in the core.  It should be noted that the out-of-band
   mechanism is not within the scope of the mobility message
   authentication option (Section 5) and hence is not described therein.

   - Network deployments in which not all Mobile Nodes and Home Agents
   have IKEv2 implementations and support for the integration of IKEv2
   with backend AAA infrastructures.  IKEv2 as a technology has yet to
   reach maturity status and widespread implementations needed for
   commercial deployments on a large scale.  At the time of this
   writing, [RFC4306] is yet to be published as an RFC.  Hence from a
   practical perspective that operators face, IKEv2 is not yet capable
   of addressing the immediate need for MIPv6 deployment.

   - Networks that expressly rely on the backend AAA infrastructure as
   the primary means for identifying and authentication/authorizing a
   mobile user for MIPv6 service.

   - Networks in which the establishment of the security association
   between the Mobile Node and the authentication server (AAA Home) is
   established using an out-of-band mechanism and not by any key
   exchange protocol.  Such networks will also rely on out-of-band
   mechanisms to renew the security association (between MN and AAA
   Home) when needed.

   - Networks that are bandwidth constrained (such as cellular wireless
   networks) and for which there exists a strong desire to minimize the
   number of signaling messages sent over such interfaces.  MIPv6
   signaling that relies on Internet Key Exchange (IKE) as the primary
   means for setting up an SA between the MN and HA requires more
   signaling messages compared with the use of an mobility message
   authentication option carried in the BU/BA messages.

   One such example of networks that have such characteristics are CDMA
   networks as defined in [3GPP2].

2.  Overview

   This document presents a lightweight mechanism to authenticate the
   Mobile Node at the Home Agent or at the Authentication,
   Authorization, and Accounting (AAA) server in Home network (AAAH)
   based on a shared-key-based mobility security association between the
   Mobile Node and the respective authenticating entity.  This shared-
   key-based mobility security association (shared-key-based mobility
   SA) may be statically provisioned or dynamically created.  The term

   "mobility security association" referred to in this document is
   understood to be a "shared-key-based Mobile IPv6 authentication"
   security association.

   This document introduces new mobility options to aid in
   authentication of the Mobile Node to the Home Agent or AAAH server.
   The confidentiality protection of Return Routability messages and
   authentication/integrity protection of Mobile Prefix Discovery (MPD)
   is not provided when these options are used for authentication of the
   Mobile Node to the Home Agent.  Thus, unless the network can
   guarantee such protection (for instance, like in 3GPP2 networks),
   Route Optimization and Mobile Prefix Discovery should not be used
   when using the mobility message authentication option.

3.  Terminology

   The keywords "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT",
   "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this
   document are to be interpreted as described in RFC 2119.

3.1.  General Terms

   First (size, input)

      Some formulas in this specification use a functional form "First
      (size, input)" to indicate truncation of the "input" data so that
      only the first "size" bits remain to be used.

   Shared-key-based Mobility Security Association

      Security relation between the Mobile Node and its Home Agent, used
      to authenticate the Mobile Node for mobility service.  The
      shared-key-based mobility security association between Mobile Node
      and Home Agent consists of a mobility Security Parameter Index
      (SPI), a shared key, an authentication algorithm, and the replay
      protection mechanism in use.

   Mobility SPI

      A number in the range [0-4294967296] used to index into the
      shared-key-based mobility security associations.

4.  Operational Flow

   The figure below describes the sequence of messages sent and received
   between the MN and HA in the registration process.  Binding Update
   (BU) and Binding Acknowledgement (BA) messages are used in the
   registration process.

         MN                                                  HA/AAAH

         |                   BU to HA                           |
   (a)   |----------------------------------------------------->|
         | (including MN-ID option,                             |
         |  mobility message replay protection option[optional],|
         |  mobility message authentication option)             |
         |                                                      |
         |                                   HA/AAAH authenticates MN
         |                                                      |
         |                                                      |
         |                  BA to MN                            |
   (b)   |<-----------------------------------------------------|
         | (including MN-ID option,                             |
         |  mobility message replay protection option[optional],|
         |  mobility message authentication option)             |
         |                                                      |

         Figure 1: Home Registration with Authentication Protocol

   The Mobile Node MUST use the Mobile Node Identifier option,
   specifically the MN-NAI mobility option as defined in [RFC4283] to
   identify itself while authenticating with the Home Agent.  The Mobile
   Node uses the Mobile Node Identifier option as defined in [RFC4283]
   to identify itself as may be required for use with some existing AAA
   infrastructure designs.

   The Mobile Node MAY use the Message Identifier option as defined in
   Section 6 for additional replay protection.

   The mobility message authentication option described in Section 5 may
   be used by the Mobile Node to transfer authentication data when the
   Mobile Node and the Home Agent are utilizing a mobility SPI (a number
   in the range [0-4294967296] used to index into the shared-key-based
   mobility security associations) to index between multiple mobility
   security associations.

5.  Mobility Message Authentication Option

   This section defines a mobility message authentication option that
   may be used to secure Binding Update and Binding Acknowledgement
   messages.  This option can be used along with IPsec or preferably as
   an alternate mechanism to authenticate Binding Update and Binding
   Acknowledgement messages in the absence of IPsec.

   This document also defines subtype numbers, which identify the mode
   of authentication and the peer entity to authenticate the message.
   Two subtype numbers are specified in this document.  Other subtypes
   may be defined for use in the future.

   Only one instance of a mobility message authentication option of a
   particular subtype can be present in the message.  One message may
   contain multiple instances of the mobility message authentication
   option with different subtype values.  If both MN-HA and MN-AAA
   authentication options are present, the MN-HA authentication option
   must be present before the MN-AAA authentication option (else, the HA
   MUST discard the message).

   When a Binding Update or Binding Acknowledgement is received without
   a mobility message authentication option and the entity receiving it
   is configured to use the mobility message authentication option or
   has the shared-key-based mobility security association for the
   mobility message authentication option, the entity should silently
   discard the received message.

       0                   1                   2                   3
       0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
                       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
                       |  Option Type  | Option Length |  Subtype      |
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
       |                  Mobility SPI                                 |
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
       |                  Authentication Data ....
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

             Figure 2: Mobility Message Authentication Option

      Option Type:

         AUTH-OPTION-TYPE value 9 has been defined by IANA.  An 8-bit
         identifier of the type mobility option.

      Option Length:

         8-bit unsigned integer, representing the length in octets of
         the Subtype, mobility Security Parameter Index (SPI) and
         Authentication Data fields.

      Subtype:

         A number assigned to identify the entity and/or mechanism to be
         used to authenticate the message.

      Mobility SPI:

         Mobility Security Parameter Index

      Authentication Data:

         This field has the information to authenticate the relevant
         mobility entity.  This protects the message beginning at the
         Mobility Header up to and including the mobility SPI field.

      Alignment requirements :

         The alignment requirement for this option is 4n + 1.

5.1.  MN-HA Mobility Message Authentication Option

   The format of the MN-HA mobility message authentication option is as
   defined in Figure 2.  This option uses the subtype value of 1.  The
   MN-HA mobility message authentication option is used to authenticate
   the Binding Update and Binding Acknowledgement messages based on the
   shared-key-based security association between the Mobile Node and the
   Home Agent.

   The shared-key-based mobility security association between Mobile
   Node and Home Agent used within this specification consists of a
   mobility SPI, a key, an authentication algorithm, and the replay
   protection mechanism in use.  The mobility SPI is a number in the
   range [0-4294967296], where the range [0-255] is reserved.  The key
   consists of an arbitrary value and is 16 octets in length.  The
   authentication algorithm is HMAC_SHA1.  The replay protection
   mechanism may use the Sequence number as specified in [RFC3775] or
   the Timestamp option as defined in Section 6.  If the Timestamp
   option is used for replay protection, the mobility security
   association includes a "close enough" field to account for clock
   drift.  A default value of 7 seconds SHOULD be used.  This value
   SHOULD be greater than 3 seconds.

   The MN-HA mobility message authentication option MUST be the last
   option in a message with a mobility header if it is the only mobility
   message authentication option in the message.

   The authentication data is calculated on the message starting from
   the mobility header up to and including the mobility SPI value of
   this option.

   Authentication Data = First (96, HMAC_SHA1(MN-HA Shared key, Mobility
   Data))

   Mobility Data = care-of address | home address | Mobility Header (MH)
   Data

   MH Data is the content of the Mobility Header up to and including the
   mobility SPI field of this option.  The Checksum field in the
   Mobility Header MUST be set to 0 to calculate the Mobility Data.

   The first 96 bits from the Message Authentication Code (MAC) result
   are used as the Authentication Data field.

5.1.1.  Processing Considerations

   The assumption is that the Mobile Node has a shared-key-based
   security association with the Home Agent.  The Mobile Node MUST
   include this option in a BU if it has a shared-key-based mobility
   security association with the Home Agent.  The Home Agent MUST
   include this option in the BA if it received this option in the
   corresponding BU and Home Agent has a shared-key-based mobility
   security association with the Mobile Node.

   The Mobile Node or Home Agent receiving this option MUST verify the
   authentication data in the option.  If authentication fails, the Home
   Agent MUST send BA with Status Code MIPV6-AUTH-FAIL.  If the Home
   Agent does not have shared-key-based mobility SA, Home Agent MUST
   discard the BU.  The Home Agent MAY log such events.

5.2.  MN-AAA Mobility Message Authentication Option

   The format of the MN-AAA mobility message authentication option is as
   defined in Figure 2.  This option uses the subtype value of 2.  The
   MN-AAA authentication mobility option is used to authenticate the
   Binding Update message based on the shared mobility security
   association between the Mobile Node and AAA server in Home network
   (AAAH).  It is not used in Binding Acknowledgement messages.  The
   corresponding Binding Acknowledgement messages must be authenticated
   using the MN-HA mobility message authentication option (Section 5.1).

   The MN-AAA mobility message authentication option must be the last
   option in a message with a mobility header.  The corresponding
   response MUST include the MN-HA mobility message authentication
   option, and MUST NOT include the MN-AAA mobility message
   authentication option.

   The Mobile Node MAY use the Mobile Node Identifier option [RFC4283]
   to enable the Home Agent to make use of available AAA infrastructure.

   The authentication data is calculated on the message starting from
   the mobility header up to and including the mobility SPI value of
   this option.

   The authentication data shall be calculated as follows:

   Authentication data = hash_fn(MN-AAA Shared key, MAC_Mobility Data)

   hash_fn() is decided by the value of mobility SPI field in the MN-AAA
   mobility message authentication option.

   SPI = HMAC_SHA1_SPI:

   If mobility SPI has the well-known value HMAC_SHA1_SPI, then
   hash_fn() is HMAC_SHA1.  When HMAC_SHA1_SPI is used, the BU is
   authenticated by AAA using HMAC_SHA1 authentication.  In that case,
   MAC_Mobility Data is calculated as follows:

   MAC_Mobility Data = SHA1(care-of address | home address | MH Data)

   MH Data is the content of the Mobility Header up to and including the
   mobility SPI field of this option.

5.2.1.  Processing Considerations

   The use of the MN-AAA mobility message authentication option assumes
   that AAA entities at the home site communicate with the HA via an
   authenticated channel.  Specifically, a BU with the MN-AAA mobility
   message authentication option is authenticated via a home AAA server.
   The specific details of the interaction between the HA and the AAA
   server is beyond the scope of this document.

   When the Home Agent receives a Binding Update with the MN-AAA
   mobility message authentication option, the Binding Update is
   authenticated by an entity external to the Home Agent, typically a
   AAA server.

5.3.  Authentication Failure Detection at the Mobile Node

   In case of authentication failure, the Home Agent MUST send a Binding
   Acknowledgement with status code MIPV6-AUTH-FAIL to the Mobile Node,
   if a shared-key-based mobility security association to be used
   between Mobile Node and Home Agent for authentication exists.  If
   there is no shared-key-based mobility security association, HA drops
   the Binding Update.  HA may log the message for administrative
   action.

   Upon receiving a Binding Acknowledgement with status code MIPV6-
   AUTH-FAIL, the Mobile Node SHOULD stop sending new Binding Updates to
   the Home Agent.

6.  Mobility Message Replay Protection Option

   The Mobility message replay protection option MAY be used in Binding
------分隔线----------------------------
顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%
------分隔线----------------------------
最新评论 查看所有评论
发表评论 查看所有评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
表情:
用户名: 密码: 验证码:
推荐内容