【サーバーNo.497】今更聞けない！ケルベロス認証をサクッと解説

ケルベロス認証について知らない方に向けて、この記事では仕組みや背景をわかりやすく解説しています。専門用語が苦手な方でも理解しやすい内容となっていますので、ぜひご覧ください。

Table of Contents

ケルベロス認証とは？

ケルベロス認証は、ネットワーク上での安全な認証を実現するプロトコルです。ユーザーがパスワードを何度も入力することなく、安全にサービスへアクセスできる仕組みが特徴です。

わかりやすい具体的な例

あなたが大きなオフィスビルに入るとき、最初に受付で1回だけIDカードを見せると、その後はビル内の各部屋に自由に入れる仕組みだと考えてください。これがケルベロス認証の考え方です。

sequenceDiagram participant User as ユーザー participant AS as 認証サーバー (AS) participant TGS as チケット発行サーバー (TGS) participant Service as サービスサーバー User->>AS: ユーザーIDとパスワードを送信 AS-->>User: TGT (一時的な認証チケット)を発行 User->>TGS: TGTを提示し、サービスアクセス要求 TGS-->>User: サービスチケットを発行 User->>Service: サービスチケットを提示しアクセス

最初に認証サーバーで1回ID確認を済ませることで、その後は何度もIDを提示する必要がなくなる流れを表しています。

オンラインゲームで1度ログインすれば、ゲーム内の色々な場所に自由に移動できる仕組みも同じです。

sequenceDiagram participant Gamer as プレイヤー participant LoginServer as ログインサーバー participant GameWorld as ゲーム内サーバー Gamer->>LoginServer: ログイン情報を送信 LoginServer-->>Gamer: 認証トークンを発行 Gamer->>GameWorld: 認証トークンを提示 GameWorld-->>Gamer: ゲームに参加

一度ログインして得たトークンを使い、ゲーム内の別の場所へ移動しても再度ログインする必要がない仕組みを示しています。

ケルベロス認証はどのように考案されたのか

1980年代初頭、マサチューセッツ工科大学（MIT）のプロジェクト「Project Athena」で、ネットワーク環境の安全性が問題視されていました。そこで、安全にユーザー認証を行える仕組みとして、ケルベロス認証が開発されました。

flowchart TD A[1980年代ネットワーク拡大] --> B[MIT Project Athena開始] B --> C[セキュリティリスクの増大] C --> D[ケルベロス認証の必要性] D --> E[ケルベロス認証の考案]

考案した人の紹介

ケルベロス認証は、スティーブン・ミラー氏と彼のチームが開発しました。彼はMITのProject Athenaに参加し、安全なネットワーク環境を目指してケルベロス認証の設計を行いました。この認証システムは、後の多くのネットワークプロトコルにも影響を与えました。

考案された背景

1980年代、ネットワークが急速に発展し、多くのコンピュータが接続される時代となりました。その中で、不正アクセスやなりすましのリスクが増大し、安全な認証方式が求められていました。ケルベロス認証はこのような背景のもと誕生しました。

ケルベロス認証を学ぶ上でつまづくポイント

多くの人がつまずくのは、チケットの仕組みや複数のサーバー（AS、TGS、サービスサーバー）の関係です。それぞれの役割が理解しづらく、特にTGT（Ticket Granting Ticket）とサービスチケットの違いが混乱の原因です。例えば、TGTは認証サーバーから発行され、TGSを経由してサービスチケットが発行される点を意識すると整理しやすくなります。

ケルベロス認証の構造

ケルベロス認証の構造は、認証サーバー（AS）、チケット発行サーバー（TGS）、そしてサービスサーバーの3つの主要要素で成り立っています。ユーザーはASで最初に認証を受け、TGSでサービスチケットを取得し、サービスサーバーにアクセスします。これにより、安全な通信が確立されます。

flowchart LR User[ユーザー] -- 認証情報 --> AS[認証サーバー] AS -- TGT発行 --> User User -- TGT提示 --> TGS[チケット発行サーバー] TGS -- サービスチケット発行 --> User User -- サービスチケット提示 --> Service[サービスサーバー]

ケルベロス認証を利用する場面

ケルベロス認証は、企業内ネットワークや大規模なシステムで広く利用されています。

利用するケース1

企業のイントラネットで、社員がファイルサーバーやメールサーバーにアクセスする際に利用されます。ユーザーは1度だけ認証を行い、その後は複数のサービスに安全にアクセスできます。これにより、パスワードの使い回しや盗聴リスクを低減しつつ利便性を高めます。

sequenceDiagram participant Employee as 社員 participant AS as 認証サーバー participant TGS as チケット発行サーバー participant Mail as メールサーバー participant File as ファイルサーバー Employee->>AS: 認証情報送信 AS-->>Employee: TGT発行 Employee->>TGS: TGT提示 TGS-->>Employee: サービスチケット発行 Employee->>Mail: サービスチケット提示 Employee->>File: サービスチケット提示

利用するケース2

大学や研究機関のネットワーク環境で、学生や研究者が学内の複数システム（図書館、研究データベース、学習管理システム）に1回のログインでアクセスできるようにする場合にも活用されます。これにより、利便性とセキュリティの両方が確保されます。

sequenceDiagram participant Student as 学生 participant AS as 認証サーバー participant TGS as チケット発行サーバー participant Library as 図書館システム participant LMS as 学習管理システム Student->>AS: 認証情報送信 AS-->>Student: TGT発行 Student->>TGS: TGT提示 TGS-->>Student: サービスチケット発行 Student->>Library: サービスチケット提示 Student->>LMS: サービスチケット提示

さらに賢くなる豆知識

ケルベロス認証の名前は、ギリシャ神話に登場する冥界の番犬「ケルベロス」に由来しています。3つの頭を持つ犬が門番をするように、認証サーバー、チケット発行サーバー、サービスサーバーが連携し、ネットワークの安全を守る仕組みがその名前に込められています。

あわせてこれも押さえよう！

ケルベロス認証を学ぶ際は、関連するサーバーの理解も重要です。ここでは5つのキーワードを挙げ、それぞれ簡単に解説します。

認証サーバー (AS)

ユーザーの認証を行い、TGTを発行する役割を担っています。

チケット発行サーバー (TGS)

TGTを受け取り、サービスごとのチケットを発行します。

サービスサーバー

最終的にユーザーがアクセスするサーバーで、サービスチケットの提示により利用が許可されます。

ディレクトリサーバー

ユーザー情報やネットワークリソースの情報を管理し、認証時に参照されます。

シングルサインオン (SSO) サーバー

1度のログインで複数サービスにアクセスできる仕組みを提供します。

まとめ

ケルベロス認証を理解することで、ネットワークの安全性を高めつつ、利便性も確保できます。特に企業や教育機関での運用に役立つ知識となります。日常の業務でセキュリティを意識する際にも、大いに役立つでしょう。