New build path variable
[freeradius.git] / doc / rfc / rfc5247.txt
1
2
3
4
5
6
7 Network Working Group                                           B. Aboba
8 Request for Comments: 5247                                      D. Simon
9 Updates: 3748                                      Microsoft Corporation
10 Category: Standards Track                                      P. Eronen
11                                                                    Nokia
12                                                              August 2008
13
14
15    Extensible Authentication Protocol (EAP) Key Management Framework
16
17 Status of This Memo
18
19    This document specifies an Internet standards track protocol for the
20    Internet community, and requests discussion and suggestions for
21    improvements.  Please refer to the current edition of the "Internet
22    Official Protocol Standards" (STD 1) for the standardization state
23    and status of this protocol.  Distribution of this memo is unlimited.
24
25 Abstract
26
27    The Extensible Authentication Protocol (EAP), defined in RFC 3748,
28    enables extensible network access authentication.  This document
29    specifies the EAP key hierarchy and provides a framework for the
30    transport and usage of keying material and parameters generated by
31    EAP authentication algorithms, known as "methods".  It also provides
32    a detailed system-level security analysis, describing the conditions
33    under which the key management guidelines described in RFC 4962 can
34    be satisfied.
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58 Aboba, et al.               Standards Track                     [Page 1]
59 \f
60 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
61
62
63 Table of Contents
64
65    1. Introduction ....................................................3
66       1.1. Requirements Language ......................................3
67       1.2. Terminology ................................................3
68       1.3. Overview ...................................................7
69       1.4. EAP Key Hierarchy .........................................10
70       1.5. Security Goals ............................................15
71       1.6. EAP Invariants ............................................16
72    2. Lower-Layer Operation ..........................................20
73       2.1. Transient Session Keys ....................................20
74       2.2. Authenticator and Peer Architecture .......................22
75       2.3. Authenticator Identification ..............................23
76       2.4. Peer Identification .......................................27
77       2.5. Server Identification .....................................29
78    3. Security Association Management ................................31
79       3.1. Secure Association Protocol ...............................32
80       3.2. Key Scope .................................................35
81       3.3. Parent-Child Relationships ................................35
82       3.4. Local Key Lifetimes .......................................37
83       3.5. Exported and Calculated Key Lifetimes .....................37
84       3.6. Key Cache Synchronization .................................40
85       3.7. Key Strength ..............................................40
86       3.8. Key Wrap ..................................................41
87    4. Handoff Vulnerabilities ........................................41
88       4.1. EAP Pre-Authentication ....................................43
89       4.2. Proactive Key Distribution ................................44
90       4.3. AAA Bypass ................................................46
91    5. Security Considerations ........................................50
92       5.1. Peer and Authenticator Compromise .........................51
93       5.2. Cryptographic Negotiation .................................53
94       5.3. Confidentiality and Authentication ........................54
95       5.4. Key Binding ...............................................59
96       5.5. Authorization .............................................60
97       5.6. Replay Protection .........................................63
98       5.7. Key Freshness .............................................64
99       5.8. Key Scope Limitation ......................................66
100       5.9. Key Naming ................................................66
101       5.10. Denial-of-Service Attacks ................................67
102    6. References .....................................................68
103       6.1. Normative References ......................................68
104       6.2. Informative References ....................................68
105    Acknowledgments ...................................................74
106    Appendix A - Exported Parameters in Existing Methods ..............75
107
108
109
110
111
112
113
114 Aboba, et al.               Standards Track                     [Page 2]
115 \f
116 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
117
118
119 1.  Introduction
120
121    The Extensible Authentication Protocol (EAP), defined in [RFC3748],
122    was designed to enable extensible authentication for network access
123    in situations in which the Internet Protocol (IP) protocol is not
124    available.  Originally developed for use with Point-to-Point Protocol
125    (PPP) [RFC1661], it has subsequently also been applied to IEEE 802
126    wired networks [IEEE-802.1X], Internet Key Exchange Protocol version
127    2 (IKEv2) [RFC4306], and wireless networks such as [IEEE-802.11] and
128    [IEEE-802.16e].
129
130    EAP is a two-party protocol spoken between the EAP peer and server.
131    Within EAP, keying material is generated by EAP authentication
132    algorithms, known as "methods".  Part of this keying material can be
133    used by EAP methods themselves, and part of this material can be
134    exported.  In addition to the export of keying material, EAP methods
135    can also export associated parameters such as authenticated peer and
136    server identities and a unique EAP conversation identifier, and can
137    import and export lower-layer parameters known as "channel binding
138    parameters", or simply "channel bindings".
139
140    This document specifies the EAP key hierarchy and provides a
141    framework for the transport and usage of keying material and
142    parameters generated by EAP methods.  It also provides a detailed
143    security analysis, describing the conditions under which the
144    requirements described in "Guidance for Authentication,
145    Authorization, and Accounting (AAA) Key Management" [RFC4962] can be
146    satisfied.
147
148 1.1.  Requirements Language
149
150    The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT",
151    "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this
152    document are to be interpreted as described in [RFC2119].
153
154 1.2.  Terminology
155
156    The terms "Cryptographic binding", "Cryptographic separation", "Key
157    strength" and "Mutual authentication" are defined in [RFC3748] and
158    are used with the same meaning in this document, which also
159    frequently uses the following terms:
160
161    4-Way Handshake
162       A pairwise Authentication and Key Management Protocol (AKMP)
163       defined in [IEEE-802.11], which confirms mutual possession of a
164       Pairwise Master Key by two parties and distributes a Group Key.
165
166
167
168
169
170 Aboba, et al.               Standards Track                     [Page 3]
171 \f
172 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
173
174
175    AAA  Authentication, Authorization, and Accounting
176       AAA protocols with EAP support include "RADIUS Support for EAP"
177       [RFC3579] and "Diameter EAP Application" [RFC4072].  In this
178       document, the terms "AAA server" and "backend authentication
179       server" are used interchangeably.
180
181    AAA-Key
182       The term AAA-Key is synonymous with Master Session Key (MSK).
183       Since multiple keys can be transported by AAA, the term is
184       potentially confusing and is not used in this document.
185
186    Authenticator
187       The entity initiating EAP authentication.
188
189    Backend Authentication Server
190       A backend authentication server is an entity that provides an
191       authentication service to an authenticator.  When used, this
192       server typically executes EAP methods for the authenticator.  This
193       terminology is also used in [IEEE-802.1X].
194
195    Channel Binding
196       A secure mechanism for ensuring that a subset of the parameters
197       transmitted by the authenticator (such as authenticator
198       identifiers and properties) are agreed upon by the EAP peer and
199       server.  It is expected that the parameters are also securely
200       agreed upon by the EAP peer and authenticator via the lower layer
201       if the authenticator advertised the parameters.
202
203    Derived Keying Material
204       Keys derived from EAP keying material, such as Transient Session
205       Keys (TSKs).
206
207    EAP Keying Material
208       Keys derived by an EAP method; this includes exported keying
209       material (MSK, Extended MSK (EMSK), Initialization Vector (IV)) as
210       well as local keying material such as Transient EAP Keys (TEKs).
211
212    EAP Pre-Authentication
213       The use of EAP to pre-establish EAP keying material on an
214       authenticator prior to arrival of the peer at the access network
215       managed by that authenticator.
216
217    EAP Re-Authentication
218       EAP authentication between an EAP peer and a server with whom the
219       EAP peer shares valid unexpired EAP keying material.
220
221
222
223
224
225
226 Aboba, et al.               Standards Track                     [Page 4]
227 \f
228 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
229
230
231    EAP Server
232       The entity that terminates the EAP authentication method with the
233       peer.  In the case where no backend authentication server is used,
234       the EAP server is part of the authenticator.  In the case where
235       the authenticator operates in pass-through mode, the EAP server is
236       located on the backend authentication server.
237
238    Exported Keying Material
239       The EAP Master Session Key (MSK), Extended Master Session Key
240       (EMSK), and Initialization Vector (IV).
241
242    Extended Master Session Key (EMSK)
243       Additional keying material derived between the peer and server
244       that is exported by the EAP method.  The EMSK is at least 64
245       octets in length and is never shared with a third party.  The EMSK
246       MUST be at least as long as the MSK in size.
247
248    Initialization Vector (IV)
249       A quantity of at least 64 octets, suitable for use in an
250       initialization vector field, that is derived between the peer and
251       EAP server.  Since the IV is a known value in methods such as
252       EAP-TLS (Transport Layer Security) [RFC5216], it cannot be used by
253       itself for computation of any quantity that needs to remain
254       secret.  As a result, its use has been deprecated and it is
255       OPTIONAL for EAP methods to generate it.  However, when it is
256       generated, it MUST be unpredictable.
257
258    Keying Material
259       Unless otherwise qualified, the term "keying material" refers to
260       EAP keying material as well as derived keying material.
261
262    Key Scope
263       The parties to whom a key is available.
264
265    Key Wrap
266       The encryption of one symmetric cryptographic key in another.  The
267       algorithm used for the encryption is called a key wrap algorithm
268       or a key encryption algorithm.  The key used in the encryption
269       process is called a key-encryption key (KEK).
270
271    Long-Term Credential
272       EAP methods frequently make use of long-term secrets in order to
273       enable authentication between the peer and server.  In the case of
274       a method based on pre-shared key authentication, the long-term
275       credential is the pre-shared key.  In the case of a
276       public-key-based method, the long-term credential is the
277       corresponding private key.
278
279
280
281
282 Aboba, et al.               Standards Track                     [Page 5]
283 \f
284 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
285
286
287    Lower Layer
288       The lower layer is responsible for carrying EAP frames between the
289       peer and authenticator.
290
291    Lower-Layer Identity
292       A name used to identify the EAP peer and authenticator within the
293       lower layer.
294
295    Master Session Key (MSK)
296       Keying material that is derived between the EAP peer and server
297       and exported by the EAP method.  The MSK is at least 64 octets in
298       length.
299
300    Network Access Server (NAS)
301       A device that provides an access service for a user to a network.
302
303    Pairwise Master Key (PMK)
304       Lower layers use the MSK in a lower-layer dependent manner.  For
305       instance, in IEEE 802.11 [IEEE-802.11], Octets 0-31 of the MSK are
306       known as the Pairwise Master Key (PMK); the Temporal Key Integrity
307       Protocol (TKIP) and Advanced Encryption Standard Counter Mode with
308       CBC-MAC Protocol (AES CCMP) ciphersuites derive their Transient
309       Session Keys (TSKs) solely from the PMK, whereas the Wired
310       Equivalent Privacy (WEP) ciphersuite, as noted in "IEEE 802.1X
311       RADIUS Usage Guidelines" [RFC3580], derives its TSKs from both
312       halves of the MSK.  In [IEEE-802.16e], the MSK is truncated to 20
313       octets for PMK and 20 octets for PMK2.
314
315    Peer
316       The entity that responds to the authenticator.  In [IEEE-802.1X],
317       this entity is known as the Supplicant.
318
319    Security Association
320       A set of policies and cryptographic state used to protect
321       information.  Elements of a security association include
322       cryptographic keys, negotiated ciphersuites and other parameters,
323       counters, sequence spaces, authorization attributes, etc.
324
325    Secure Association Protocol
326       An exchange that occurs between the EAP peer and authenticator in
327       order to manage security associations derived from EAP exchanges.
328       The protocol establishes unicast and (optionally) multicast
329       security associations, which include symmetric keys and a context
330       for the use of the keys.  An example of a Secure Association
331       Protocol is the 4-way handshake defined within [IEEE-802.11].
332
333
334
335
336
337
338 Aboba, et al.               Standards Track                     [Page 6]
339 \f
340 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
341
342
343    Session-Id
344       The EAP Session-Id uniquely identifies an EAP authentication
345       exchange between an EAP peer (as identified by the Peer-Id(s)) and
346       server (as identified by the Server-Id(s)).  For more information,
347       see Section 1.4.
348
349    Transient EAP Keys (TEKs)
350       Session keys that are used to establish a protected channel
351       between the EAP peer and server during the EAP authentication
352       exchange.  The TEKs are appropriate for use with the ciphersuite
353       negotiated between EAP peer and server for use in protecting the
354       EAP conversation.  The TEKs are stored locally by the EAP method
355       and are not exported.  Note that the ciphersuite used to set up
356       the protected channel between the EAP peer and server during EAP
357       authentication is unrelated to the ciphersuite used to
358       subsequently protect data sent between the EAP peer and
359       authenticator.
360
361    Transient Session Keys (TSKs)
362       Keys used to protect data exchanged after EAP authentication has
363       successfully completed using the ciphersuite negotiated between
364       the EAP peer and authenticator.
365
366 1.3.  Overview
367
368    Where EAP key derivation is supported, the conversation typically
369    takes place in three phases:
370
371       Phase 0: Discovery
372       Phase 1: Authentication
373                1a: EAP authentication
374                1b: AAA Key Transport (optional)
375       Phase 2: Secure Association Protocol
376                2a: Unicast Secure Association
377                2b: Multicast Secure Association (optional)
378
379    Of these phases, phase 0, 1b, and 2 are handled external to EAP.
380    phases 0 and 2 are handled by the lower-layer protocol, and phase 1b
381    is typically handled by a AAA protocol.
382
383    In the discovery phase (phase 0), peers locate authenticators and
384    discover their capabilities.  A peer can locate an authenticator
385    providing access to a particular network, or a peer can locate an
386    authenticator behind a bridge with which it desires to establish a
387    Secure Association.  Discovery can occur manually or automatically,
388    depending on the lower layer over which EAP runs.
389
390
391
392
393
394 Aboba, et al.               Standards Track                     [Page 7]
395 \f
396 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
397
398
399    The authentication phase (phase 1) can begin once the peer and
400    authenticator discover each other.  This phase, if it occurs, always
401    includes EAP authentication (phase 1a).  Where the chosen EAP method
402    supports key derivation, in phase 1a, EAP keying material is derived
403    on both the peer and the EAP server.
404
405    An additional step (phase 1b) is needed in deployments that include a
406    backend authentication server, in order to transport keying material
407    from the backend authentication server to the authenticator.  In
408    order to obey the principle of mode independence (see Section 1.6.1),
409    where a backend authentication server is present, all keying material
410    needed by the lower layer is transported from the EAP server to the
411    authenticator.  Since existing TSK derivation and transport
412    techniques depend solely on the MSK, in existing implementations,
413    this is the only keying material replicated in the AAA key transport
414    phase 1b.
415
416    Successful completion of EAP authentication and key derivation by a
417    peer and EAP server does not necessarily imply that the peer is
418    committed to joining the network associated with an EAP server.
419    Rather, this commitment is implied by the creation of a security
420    association between the EAP peer and authenticator, as part of the
421    Secure Association Protocol (phase 2).  The Secure Association
422    Protocol exchange (phase 2) occurs between the peer and authenticator
423    in order to manage the creation and deletion of unicast (phase 2a)
424    and multicast (phase 2b) security associations between the peer and
425    authenticator.  The conversation between the parties is shown in
426    Figure 1.
427
428    EAP peer                   Authenticator               Auth. Server
429    --------                   -------------               ------------
430     |<----------------------------->|                               |
431     |     Discovery (phase 0)       |                               |
432     |<----------------------------->|<----------------------------->|
433     |   EAP auth (phase 1a)         |  AAA pass-through (optional)  |
434     |                               |                               |
435     |                               |<----------------------------->|
436     |                               |       AAA Key transport       |
437     |                               |      (optional; phase 1b)     |
438     |<----------------------------->|                               |
439     |  Unicast Secure association   |                               |
440     |          (phase 2a)           |                               |
441     |                               |                               |
442     |<----------------------------->|                               |
443     | Multicast Secure association  |                               |
444     |     (optional; phase 2b)      |                               |
445     |                               |                               |
446
447
448
449
450 Aboba, et al.               Standards Track                     [Page 8]
451 \f
452 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
453
454
455                   Figure 1: Conversation Overview
456
457 1.3.1.  Examples
458
459    Existing EAP lower layers implement phase 0, 2a, and 2b in different
460    ways:
461
462    PPP
463       The Point-to-Point Protocol (PPP), defined in [RFC1661], does not
464       support discovery, nor does it include a Secure Association
465       Protocol.
466
467    PPPoE
468       PPP over Ethernet (PPPoE), defined in [RFC2516], includes support
469       for a Discovery stage (phase 0).  In this step, the EAP peer sends
470       a PPPoE Active Discovery Initiation (PADI) packet to the broadcast
471       address, indicating the service it is requesting.  The Access
472       Concentrator replies with a PPPoE Active Discovery Offer (PADO)
473       packet containing its name, the service name, and an indication of
474       the services offered by the concentrator.  The discovery phase is
475       not secured.  PPPoE, like PPP, does not include a Secure
476       Association Protocol.
477
478    IKEv2
479       Internet Key Exchange v2 (IKEv2), defined in [RFC4306], includes
480       support for EAP and handles the establishment of unicast security
481       associations (phase 2a).  However, the establishment of multicast
482       security associations (phase 2b) typically does not involve EAP
483       and needs to be handled by a group key management protocol such as
484       Group Domain of Interpretation (GDOI) [RFC3547], Group Secure
485       Association Key Management Protocol (GSAKMP) [RFC4535], Multimedia
486       Internet KEYing  (MIKEY) [RFC3830], or Group Key Distribution
487       Protocol (GKDP) [GKDP].  Several mechanisms have been proposed for
488       the discovery of IPsec security gateways.  [RFC2230] discusses the
489       use of Key eXchange (KX) Resource Records (RRs) for IPsec gateway
490       discovery; while KX RRs are supported by many Domain Name Service
491       (DNS) server implementations, they have not yet been widely
492       deployed.  Alternatively, DNS SRV RRs [RFC2782] can be used for
493       this purpose.  Where DNS is used for gateway location, DNS
494       security mechanisms such as DNS Security (DNSSEC) ([RFC4033],
495       [RFC4035]), TSIG [RFC2845], and Simple Secure Dynamic Update
496       [RFC3007] are available.
497
498    IEEE 802.11
499       IEEE 802.11, defined in [IEEE-802.11], handles discovery via the
500       Beacon and Probe Request/Response mechanisms.  IEEE 802.11 Access
501       Points (APs) periodically announce their Service Set Identifiers
502       (SSIDs) as well as capabilities using Beacon frames.  Stations can
503
504
505
506 Aboba, et al.               Standards Track                     [Page 9]
507 \f
508 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
509
510
511       query for APs by sending a Probe Request.  Neither Beacon nor
512       Probe Request/Response frames are secured.  The 4-way handshake
513       defined in [IEEE-802.11] enables the derivation of unicast (phase
514       2a) and multicast/broadcast (phase 2b) secure associations.  Since
515       the group key exchange transports a group key from the AP to the
516       station, two 4-way handshakes can be needed in order to support
517       peer-to-peer communications.  A proof of the security of the IEEE
518       802.11 4-way handshake, when used with EAP-TLS, is provided in
519       [He].
520
521    IEEE 802.1X
522       IEEE 802.1X-2004, defined in [IEEE-802.1X], does not support
523       discovery (phase 0), nor does it provide for derivation of unicast
524       or multicast secure associations.
525
526 1.4.  EAP Key Hierarchy
527
528    As illustrated in Figure 2, the EAP method key derivation has, at the
529    root, the long-term credential utilized by the selected EAP method.
530    If authentication is based on a pre-shared key, the parties store the
531    EAP method to be used and the pre-shared key.  The EAP server also
532    stores the peer's identity as well as additional information.  This
533    information is typically used outside of the EAP method to determine
534    whether to grant access to a service.  The peer stores information
535    necessary to choose which secret to use for which service.
536
537    If authentication is based on proof of possession of the private key
538    corresponding to the public key contained within a certificate, the
539    parties store the EAP method to be used and the trust anchors used to
540    validate the certificates.  The EAP server also stores the peer's
541    identity, and the peer stores information necessary to choose which
542    certificate to use for which service.  Based on the long-term
543    credential established between the peer and the server, methods
544    derive two types of EAP keying material:
545
546       (a) Keying material calculated locally by the EAP method but not
547           exported, such as the Transient EAP Keys (TEKs).
548
549       (b) Keying material exported by the EAP method: Master Session Key
550           (MSK), Extended Master Session Key (EMSK), Initialization
551           Vector (IV).
552
553    As noted in [RFC3748] Section 7.10:
554
555       In order to provide keying material for use in a subsequently
556       negotiated ciphersuite, an EAP method supporting key derivation
557       MUST export a Master Session Key (MSK) of at least 64 octets, and
558       an Extended Master Session Key (EMSK) of at least 64 octets.
559
560
561
562 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 10]
563 \f
564 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
565
566
567    EAP methods also MAY export the IV; however, the use of the IV is
568    deprecated.  The EMSK MUST NOT be provided to an entity outside the
569    EAP server or peer, nor is it permitted to pass any quantity to an
570    entity outside the EAP server or peer from which the EMSK could be
571    computed without breaking some cryptographic assumption, such as
572    inverting a one-way function.
573
574    EAP methods supporting key derivation and mutual authentication
575    SHOULD export a method-specific EAP conversation identifier known as
576    the Session-Id, as well as one or more method-specific peer
577    identifiers (Peer-Id(s)) and MAY export one or more method-specific
578    server identifiers (Server-Id(s)).  EAP methods MAY also support the
579    import and export of channel binding parameters.  EAP method
580    specifications developed after the publication of this document MUST
581    define the Peer-Id, Server-Id, and Session-Id.  The Peer-Id(s) and
582    Server-Id(s), when provided, identify the entities involved in
583    generating EAP keying material.  For existing EAP methods, the
584    Peer-Id, Server-Id, and Session-Id are defined in Appendix A.
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 11]
619 \f
620 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
621
622
623 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+         ---+
624 |                                                         |            ^
625 |                EAP Method                               |            |
626 |                                                         |            |
627 | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+   +-+-+-+-+-+-+-+   |            |
628 | |                                 |   |             |   |            |
629 | |       EAP Method Key            |<->| Long-Term   |   |            |
630 | |         Derivation              |   | Credential  |   |            |
631 | |                                 |   |             |   |            |
632 | |                                 |   +-+-+-+-+-+-+-+   |  Local to  |
633 | |                                 |                     |       EAP  |
634 | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                     |     Method |
635 |   |             |               |                       |            |
636 |   |             |               |                       |            |
637 |   |             |               |                       |            |
638 |   |             |               |                       |            |
639 |   |         +-+-+-+-+-+-+ +-+-+-+-+-+-+ +-+-+-+-+-+-+-+ |            |
640 |   |         | TEK       | |MSK, EMSK  | |IV           | |            |
641 |   |         |Derivation | |Derivation | |Derivation   | |            |
642 |   |         |           | |           | |(Deprecated) | |            |
643 |   |         +-+-+-+-+-+-+ +-+-+-+-+-+-+ +-+-+-+-+-+-+-+ |            |
644 |   |               ^             |               |       |            |
645 |   |               |             |               |       |            V
646 +-+-|-+-+-+-+-+-+-+-|-+-+-+-+-+-+-|-+-+-+-+-+-+-+-|-+-+-+-+         ---+
647     |               |             |               |                    ^
648     |               |             |               |           Exported |
649     | Peer-Id(s),   | channel     | MSK (64+B)    | IV (64B)      by   |
650     | Server-Id(s), | bindings    | EMSK (64+B)   | (Optional)    EAP  |
651     | Session-Id    | & Result    |               |             Method |
652     V               V             V               V                    V
653
654      Figure 2:  EAP Method Parameter Import/Export
655
656    Peer-Id
657
658       If an EAP method that generates keys authenticates one or more
659       method-specific peer identities, those identities are exported by
660       the method as the Peer-Id(s).  It is possible for more than one
661       Peer-Id to be exported by an EAP method.  Not all EAP methods
662       provide a method-specific peer identity; where this is not
663       defined, the Peer-Id is the null string.  In EAP methods that do
664       not support key generation, the Peer-Id MUST be the null string.
665       Where an EAP method that derives keys does not provide a Peer-Id,
666       the EAP server will not authenticate the identity of the EAP peer
667       with which it derived keying material.
668
669
670
671
672
673
674 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 12]
675 \f
676 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
677
678
679    Server-Id
680
681       If an EAP method that generates keys authenticates one or more
682       method-specific server identities, those identities are exported
683       by the method as the Server-Id(s).  It is possible for more than
684       one Server-Id to be exported by an EAP method.  Not all EAP
685       methods provide a method-specific server identity; where this is
686       not defined, the Server-Id is the null string.  If the EAP method
687       does not generate keying material, the Server-Id MUST be the null
688       string.  Where an EAP method that derives keys does not provide a
689       Server-Id, the EAP peer will not authenticate the identity of the
690       EAP server with which it derived EAP keying material.
691
692    Session-Id
693
694       The Session-Id uniquely identifies an EAP session between an EAP
695       peer (as identified by the Peer-Id) and server (as identified by
696       the Server-Id).  Where non-expanded EAP Type Codes are used (EAP
697       Type Code not equal to 254), the EAP Session-Id is the
698       concatenation of the single octet EAP Type Code and a temporally
699       unique identifier obtained from the method (known as the
700       Method-Id):
701
702
703       Session-Id = Type-Code || Method-Id
704
705       Where expanded EAP Type Codes are used, the EAP Session-Id
706       consists of the Expanded Type Code (including the Type, Vendor-Id
707       (in network byte order) and Vendor-Type fields (in network byte
708       order) defined in [RFC3748] Section 5.7), concatenated with a
709       temporally unique identifier obtained from the method (Method-Id):
710
711       Session-Id = 0xFE || Vendor-Id || Vendor-Type || Method-Id
712
713       The Method-Id is typically constructed from nonces or counters
714       used within the EAP method exchange.  The inclusion of the Type
715       Code or Expanded Type Code in the EAP Session-Id ensures that each
716       EAP method has a distinct Session-Id space.  Since an EAP session
717       is not bound to a particular authenticator or specific ports on
718       the peer and authenticator, the authenticator port or identity are
719       not included in the Session-Id.
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 13]
731 \f
732 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
733
734
735    Channel Binding
736
737       Channel binding is the process by which lower-layer parameters are
738       verified for consistency between the EAP peer and server.  In
739       order to avoid introducing media dependencies, EAP methods that
740       transport channel binding parameters MUST treat this data as
741       opaque octets.  See Section 5.3.3 for further discussion.
742
743 1.4.1.  Key Naming
744
745    Each key created within the EAP key management framework has a name
746    (a unique identifier), as well as a scope (the parties to whom the
747    key is available).  The scope of exported keying material and TEKs is
748    defined by the authenticated method-specific peer identities
749    (Peer-Id(s)) and the authenticated server identities (Server-Id(s)),
750    where available.
751
752    MSK and EMSK Names
753         The MSK and EMSK are exported by the EAP peer and EAP server,
754         and MUST be named using the EAP Session-Id and a binary or
755         textual indication of the EAP keying material being referred to.
756
757    PMK Name
758         This document does not specify a naming scheme for the Pairwise
759         Master Key (PMK).  The PMK is only identified by the name of the
760         key from which it is derived.
761
762         Note: IEEE 802.11 names the PMK for the purposes of being able
763         to refer to it in the Secure Association Protocol; the PMK name
764         (known as the PMKID) is based on a hash of the PMK itself as
765         well as some other parameters (see [IEEE-802.11] Section
766         8.5.1.2).
767
768    TEK Name
769         Transient EAP Keys (TEKs) MAY be named; their naming is
770         specified in the EAP method specification.
771
772    TSK Name
773         Transient Session Keys (TSKs) are typically named.  Their naming
774         is specified in the lower layer so that the correct set of TSKs
775         can be identified for processing a given packet.
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 14]
787 \f
788 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
789
790
791 1.5.  Security Goals
792
793    The goal of the EAP conversation is to derive fresh session keys
794    between the EAP peer and authenticator that are known only to those
795    parties, and for both the EAP peer and authenticator to demonstrate
796    that they are authorized to perform their roles either by each other
797    or by a trusted third party (the backend authentication server).
798
799    Completion of an EAP method exchange (phase 1a) supporting key
800    derivation results in the derivation of EAP keying material (MSK,
801    EMSK, TEKs) known only to the EAP peer (identified by the Peer-Id(s))
802    and EAP server (identified by the Server-Id(s)).  Both the EAP peer
803    and EAP server know this keying material to be fresh.  The Peer-Id
804    and Server-Id are discussed in Sections 1.4, 2.4, and 2.5 as well as
805    in Appendix A.  Key freshness is discussed in Sections 3.4, 3.5, and
806    5.7.
807
808    Completion of the AAA exchange (phase 1b) results in the transport of
809    keying material from the EAP server (identified by the Server-Id(s))
810    to the EAP authenticator (identified by the NAS-Identifier) without
811    disclosure to any other party.  Both the EAP server and EAP
812    authenticator know this keying material to be fresh.  Disclosure
813    issues are discussed in Sections 3.8 and 5.3; security properties of
814    AAA protocols are discussed in Sections 5.1 - 5.9.
815
816    The backend authentication server is trusted to transport keying
817    material only to the authenticator that was established with the
818    peer, and it is trusted to transport that keying material to no other
819    parties.  In many systems, EAP keying material established by the EAP
820    peer and EAP server are combined with publicly available data to
821    derive other keys.  The backend authentication server is trusted to
822    refrain from deriving these same keys or acting as a
823    man-in-the-middle even though it has access to the keying material
824    that is needed to do so.
825
826    The authenticator is also a trusted party.  The authenticator is
827    trusted not to distribute keying material provided by the backend
828    authentication server to any other parties.  If the authenticator
829    uses a key derivation function to derive additional keying material,
830    the authenticator is trusted to distribute the derived keying
831    material only to the appropriate party that is known to the peer, and
832    no other party.  When this approach is used, care must be taken to
833    ensure that the resulting key management system meets all of the
834    principles in [RFC4962], confirming that keys used to protect data
835    are to be known only by the peer and authenticator.
836
837
838
839
840
841
842 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 15]
843 \f
844 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
845
846
847    Completion of the Secure Association Protocol (phase 2) results in
848    the derivation or transport of Transient Session Keys (TSKs) known
849    only to the EAP peer (identified by the Peer-Id(s)) and authenticator
850    (identified by the NAS-Identifier).  Both the EAP peer and
851    authenticator know the TSKs to be fresh.  Both the EAP peer and
852    authenticator demonstrate that they are authorized to perform their
853    roles.  Authorization issues are discussed in Sections 4.3.2 and 5.5;
854    security properties of Secure Association Protocols are discussed in
855    Section 3.1.
856
857 1.6.  EAP Invariants
858
859    Certain basic characteristics, known as "EAP Invariants", hold true
860    for EAP implementations:
861
862       Mode independence
863       Media independence
864       Method independence
865       Ciphersuite independence
866
867 1.6.1.  Mode Independence
868
869    EAP is typically deployed to support extensible network access
870    authentication in situations where a peer desires network access via
871    one or more authenticators.  Where authenticators are deployed
872    standalone, the EAP conversation occurs between the peer and
873    authenticator, and the authenticator locally implements one or more
874    EAP methods.  However, when utilized in "pass-through" mode, EAP
875    enables the deployment of new authentication methods without
876    requiring the development of new code on the authenticator.
877
878    While the authenticator can implement some EAP methods locally and
879    use those methods to authenticate local users, it can at the same
880    time act as a pass-through for other users and methods, forwarding
881    EAP packets back and forth between the backend authentication server
882    and the peer.  This is accomplished by encapsulating EAP packets
883    within the Authentication, Authorization, and Accounting (AAA)
884    protocol spoken between the authenticator and backend authentication
885    server.  AAA protocols supporting EAP include RADIUS [RFC3579] and
886    Diameter [RFC4072].
887
888    It is a fundamental property of EAP that at the EAP method layer, the
889    conversation between the EAP peer and server is unaffected by whether
890    the EAP authenticator is operating in "pass-through" mode.  EAP
891    methods operate identically in all aspects, including key derivation
892    and parameter import/export, regardless of whether or not the
893    authenticator is operating as a pass-through.
894
895
896
897
898 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 16]
899 \f
900 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
901
902
903    The successful completion of an EAP method that supports key
904    derivation results in the export of EAP keying material and
905    parameters on the EAP peer and server.  Even though the EAP peer or
906    server can import channel binding parameters that can include the
907    identity of the EAP authenticator, this information is treated as
908    opaque octets.  As a result, within EAP, the only relevant identities
909    are the Peer-Id(s) and Server-Id(s).  Channel binding parameters are
910    only interpreted by the lower layer.
911
912    Within EAP, the primary function of the AAA protocol is to maintain
913    the principle of mode independence.  As far as the EAP peer is
914    concerned, its conversation with the EAP authenticator, and all
915    consequences of that conversation, are identical, regardless of the
916    authenticator mode of operation.
917
918 1.6.2.  Media Independence
919
920    One of the goals of EAP is to allow EAP methods to function on any
921    lower layer meeting the criteria outlined in [RFC3748] Section 3.1.
922    For example, as described in [RFC3748], EAP authentication can be run
923    over PPP [RFC1661], IEEE 802 wired networks [IEEE-802.1X], and
924    wireless networks such as 802.11 [IEEE-802.11] and 802.16
925    [IEEE-802.16e].
926
927    In order to maintain media independence, it is necessary for EAP to
928    avoid consideration of media-specific elements.  For example, EAP
929    methods cannot be assumed to have knowledge of the lower layer over
930    which they are transported, and cannot be restricted to identifiers
931    associated with a particular usage environment (e.g., Medium Access
932    Control (MAC) addresses).
933
934    Note that media independence can be retained within EAP methods that
935    support channel binding or method-specific identification.  An EAP
936    method need not be aware of the content of an identifier in order to
937    use it.  This enables an EAP method to use media-specific identifiers
938    such as MAC addresses without compromising media independence.
939    Channel binding parameters are treated as opaque octets by EAP
940    methods so that handling them does not require media-specific
941    knowledge.
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 17]
955 \f
956 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
957
958
959 1.6.3.  Method Independence
960
961    By enabling pass-through, authenticators can support any method
962    implemented on the peer and server, not just locally implemented
963    methods.  This allows the authenticator to avoid having to implement
964    the EAP methods configured for use by peers.  In fact, since a
965    pass-through authenticator need not implement any EAP methods at all,
966    it cannot be assumed to support any EAP method-specific code.  As
967    noted in [RFC3748] Section 2.3:
968
969       Compliant pass-through authenticator implementations MUST by
970       default forward EAP packets of any Type.
971
972    This is useful where there is no single EAP method that is both
973    mandatory to implement and offers acceptable security for the media
974    in use.  For example, the [RFC3748] mandatory-to-implement EAP method
975    (MD5-Challenge) does not provide dictionary attack resistance, mutual
976    authentication, or key derivation, and as a result, is not
977    appropriate for use in Wireless Local Area Network (WLAN)
978    authentication [RFC4017].  However, despite this, it is possible for
979    the peer and authenticator to interoperate as long as a suitable EAP
980    method is supported both on the EAP peer and server.
981
982 1.6.4.  Ciphersuite Independence
983
984    Ciphersuite Independence is a requirement for media independence.
985    Since lower-layer ciphersuites vary between media, media independence
986    requires that exported EAP keying material be large enough (with
987    sufficient entropy) to handle any ciphersuite.
988
989    While EAP methods can negotiate the ciphersuite used in protection of
990    the EAP conversation, the ciphersuite used for the protection of the
991    data exchanged after EAP authentication has completed is negotiated
992    between the peer and authenticator within the lower layer, outside of
993    EAP.
994
995    For example, within PPP, the ciphersuite is negotiated within the
996    Encryption Control Protocol (ECP) defined in [RFC1968], after EAP
997    authentication is completed.  Within [IEEE-802.11], the AP
998    ciphersuites are advertised in the Beacon and Probe Responses prior
999    to EAP authentication and are securely verified during a 4-way
1000    handshake exchange.
1001
1002
1003
1004
1005
1006
1007
1008
1009
1010 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 18]
1011 \f
1012 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1013
1014
1015    Since the ciphersuites used to protect data depend on the lower
1016    layer, requiring that EAP methods have knowledge of lower-layer
1017    ciphersuites would compromise the principle of media independence.
1018    As a result, methods export EAP keying material that is ciphersuite
1019    independent.  Since ciphersuite negotiation occurs in the lower
1020    layer, there is no need for lower-layer ciphersuite negotiation
1021    within EAP.
1022
1023    In order to allow a ciphersuite to be usable within the EAP keying
1024    framework, the ciphersuite specification needs to describe how TSKs
1025    suitable for use with the ciphersuite are derived from exported EAP
1026    keying material.  To maintain method independence, algorithms for
1027    deriving TSKs MUST NOT depend on the EAP method, although algorithms
1028    for TEK derivation MAY be specific to the EAP method.
1029
1030    Advantages of ciphersuite-independence include:
1031
1032    Reduced update requirements
1033         Ciphersuite independence enables EAP methods to be used with new
1034         ciphersuites without requiring the methods to be updated.  If
1035         EAP methods were to specify how to derive transient session keys
1036         for each ciphersuite, they would need to be updated each time a
1037         new ciphersuite is developed.  In addition, backend
1038         authentication servers might not be usable with all EAP-capable
1039         authenticators, since the backend authentication server would
1040         also need to be updated each time support for a new ciphersuite
1041         is added to the authenticator.
1042
1043    Reduced EAP method complexity
1044         Ciphersuite independence enables EAP methods to avoid having to
1045         include ciphersuite-specific code.  Requiring each EAP method to
1046         include ciphersuite-specific code for transient session key
1047         derivation would increase method complexity and result in
1048         duplicated effort.
1049
1050    Simplified configuration
1051         Ciphersuite independence enables EAP method implementations on
1052         the peer and server to avoid having to configure
1053         ciphersuite-specific parameters.  The ciphersuite is negotiated
1054         between the peer and authenticator outside of EAP.  Where the
1055         authenticator operates in "pass-through" mode, the EAP server is
1056         not a party to this negotiation, nor is it involved in the data
1057         flow between the EAP peer and authenticator.  As a result, the
1058         EAP server does not have knowledge of the ciphersuites and
1059         negotiation policies implemented by the peer and authenticator,
1060         nor is it aware of the ciphersuite negotiated between them.  For
1061         example, since Encryption Control Protocol (ECP) negotiation
1062         occurs after authentication, when run over PPP, the EAP peer and
1063
1064
1065
1066 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 19]
1067 \f
1068 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1069
1070
1071         server cannot anticipate the negotiated ciphersuite, and
1072         therefore, this information cannot be provided to the EAP
1073         method.
1074
1075 2.  Lower-Layer Operation
1076
1077    On completion of EAP authentication, EAP keying material and
1078    parameters exported by the EAP method are provided to the lower layer
1079    and AAA layer (if present).  These include the Master Session Key
1080    (MSK), Extended Master Session Key (EMSK), Peer-Id(s), Server-Id(s),
1081    and Session-Id.  The Initialization Vector (IV) is deprecated, but
1082    might be provided.
1083
1084    In order to preserve the security of EAP keying material derived
1085    within methods, lower layers MUST NOT export keys passed down by EAP
1086    methods.  This implies that EAP keying material passed down to a
1087    lower layer is for the exclusive use of that lower layer and MUST NOT
1088    be used within another lower layer.  This prevents compromise of one
1089    lower layer from compromising other applications using EAP keying
1090    material.
1091
1092    EAP keying material provided to a lower layer MUST NOT be transported
1093    to another entity.  For example, EAP keying material passed down to
1094    the EAP peer lower layer MUST NOT leave the peer;  EAP keying
1095    material passed down or transported to the EAP authenticator lower
1096    layer MUST NOT leave the authenticator.
1097
1098    On the EAP server, keying material and parameters requested by and
1099    passed down to the AAA layer MAY be replicated to the AAA layer on
1100    the authenticator (with the exception of the EMSK).  On the
1101    authenticator, the AAA layer provides the replicated keying material
1102    and parameters to the lower layer over which the EAP authentication
1103    conversation took place.  This enables mode independence to be
1104    maintained.
1105
1106    The EAP layer, as well as the peer and authenticator layers, MUST NOT
1107    modify or cache keying material or parameters (including channel
1108    bindings) passing in either direction between the EAP method layer
1109    and the lower layer or AAA layer.
1110
1111 2.1.  Transient Session Keys
1112
1113    Where explicitly supported by the lower layer, lower layers MAY cache
1114    keying material, including exported EAP keying material and/or TSKs;
1115    the structure of this key cache is defined by the lower layer.  So as
1116    to enable interoperability, new lower-layer specifications MUST
1117    describe key caching behavior.  Unless explicitly specified by the
1118    lower layer, the EAP peer, server, and authenticator MUST assume that
1119
1120
1121
1122 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 20]
1123 \f
1124 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1125
1126
1127    peers and authenticators do not cache keying material.  Existing EAP
1128    lower layers and AAA layers handle the generation of transient
1129    session keys and caching of EAP keying material in different ways:
1130
1131    IEEE 802.1X-2004
1132         When used with wired networks, IEEE 802.1X-2004 [IEEE-802.1X]
1133         does not support link-layer ciphersuites, and as a result, it
1134         does not provide for the generation of TSKs or caching of EAP
1135         keying material and parameters.  Once EAP authentication
1136         completes, it is assumed that EAP keying material and parameters
1137         are discarded; on IEEE 802 wired networks, there is no
1138         subsequent Secure Association Protocol exchange.  Perfect
1139         Forward Secrecy (PFS) is only possible if the negotiated EAP
1140         method supports this.
1141
1142    PPP
1143         PPP, defined in [RFC1661], does not include support for a Secure
1144         Association Protocol, nor does it support caching of EAP keying
1145         material or parameters.  PPP ciphersuites derive their TSKs
1146         directly from the MSK, as described in [RFC2716] Section 3.5.
1147         This is NOT RECOMMENDED, since if PPP were to support caching of
1148         EAP keying material, this could result in TSK reuse.  As a
1149         result, once the PPP session is terminated, EAP keying material
1150         and parameters MUST be discarded.  Since caching of EAP keying
1151         material is not permitted within PPP, there is no way to handle
1152         TSK re-key without EAP re-authentication.  Perfect Forward
1153         Secrecy (PFS) is only possible if the negotiated EAP method
1154         supports this.
1155
1156    IKEv2
1157         IKEv2, defined in [RFC4306], only uses the MSK for
1158         authentication purposes and not key derivation.  The EMSK, IV,
1159         Peer-Id, Server-Id or Session-Id are not used.  As a result, the
1160         TSKs derived by IKEv2 are cryptographically independent of the
1161         EAP keying material and re-key of IPsec SAs can be handled
1162         without requiring EAP re-authentication.  Within IKEv2, it is
1163         possible to negotiate PFS, regardless of which EAP method is
1164         negotiated.  IKEv2 as specified in [RFC4306] does not cache EAP
1165         keying material or parameters; once IKEv2 authentication
1166         completes, it is assumed that EAP keying material and parameters
1167         are discarded.  The Session-Timeout Attribute is therefore
1168         interpreted as a limit on the VPN session time, rather than an
1169         indication of the MSK key lifetime.
1170
1171    IEEE 802.11
1172         IEEE 802.11 enables caching of the MSK, but not the EMSK, IV,
1173         Peer-Id, Server-Id, or Session-Id.  More details about the
1174         structure of the cache are available in [IEEE-802.11].  In IEEE
1175
1176
1177
1178 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 21]
1179 \f
1180 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1181
1182
1183         802.11, TSKs are derived from the MSK using a Secure Association
1184         Protocol known as the 4-way handshake, which includes a nonce
1185         exchange.  This guarantees TSK freshness even if the MSK is
1186         reused.  The 4-way handshake also enables TSK re-key without EAP
1187         re-authentication.  PFS is only possible within IEEE 802.11 if
1188         caching is not enabled and the negotiated EAP method supports
1189         PFS.
1190
1191    IEEE 802.16e
1192         IEEE 802.16e, defined in [IEEE-802.16e], supports caching of the
1193         MSK, but not the EMSK, IV, Peer-Id, Server-Id, or Session-Id.
1194         IEEE 802.16e supports a Secure Association Protocol in which
1195         TSKs are chosen by the authenticator without any contribution by
1196         the peer.  The TSKs are encrypted, authenticated, and integrity
1197         protected using the MSK and are transported from the
1198         authenticator to the peer.  TSK re-key is possible without EAP
1199         re-authentication.  PFS is not possible even if the negotiated
1200         EAP method supports it.
1201
1202    AAA
1203         Existing implementations and specifications for RADIUS/EAP
1204         [RFC3579] or Diameter EAP [RFC4072] do not support caching of
1205         keying material or parameters.  In existing AAA clients, proxy
1206         and server implementations, exported EAP keying material (MSK,
1207         EMSK, and IV), as well as parameters and derived keys are not
1208         cached and MUST be presumed lost after the AAA exchange
1209         completes.
1210
1211         In order to avoid key reuse, the AAA layer MUST delete
1212         transported keys once they are sent.  The AAA layer MUST NOT
1213         retain keys that it has previously sent.  For example, a AAA
1214         layer that has transported the MSK MUST delete it, and keys MUST
1215         NOT be derived from the MSK from that point forward.
1216
1217 2.2.  Authenticator and Peer Architecture
1218
1219    This specification does not impose constraints on the architecture of
1220    the EAP authenticator or peer.  For example, any of the authenticator
1221    architectures described in [RFC4118] can be used.  As a result, lower
1222    layers need to identify EAP peers and authenticators unambiguously,
1223    without incorporating implicit assumptions about peer and
1224    authenticator architectures.
1225
1226
1227
1228
1229
1230
1231
1232
1233
1234 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 22]
1235 \f
1236 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1237
1238
1239    For example, it is possible for multiple base stations and a
1240    "controller" (e.g., WLAN switch) to comprise a single EAP
1241    authenticator.  In such a situation, the "base station identity" is
1242    irrelevant to the EAP method conversation, except perhaps as an
1243    opaque blob to be used in channel binding.  Many base stations can
1244    share the same authenticator identity.  An EAP authenticator or peer:
1245
1246       (a) can contain one or more physical or logical ports;
1247       (b) can advertise itself as one or more "virtual" authenticators
1248           or peers;
1249       (c) can utilize multiple CPUs;
1250       (d) can support clustering services for load balancing or
1251           failover.
1252
1253    Both the EAP peer and authenticator can have more than one physical
1254    or logical port.  A peer can simultaneously access the network via
1255    multiple authenticators, or via multiple physical or logical ports on
1256    a given authenticator.  Similarly, an authenticator can offer network
1257    access to multiple peers, each via a separate physical or logical
1258    port.  When a single physical authenticator advertises itself as
1259    multiple virtual authenticators, it is possible for a single physical
1260    port to belong to multiple virtual authenticators.
1261
1262    An authenticator can be configured to communicate with more than one
1263    EAP server, each of which is configured to communicate with a subset
1264    of the authenticators.  The situation is illustrated in Figure 3.
1265
1266 2.3.  Authenticator Identification
1267
1268    The EAP method conversation is between the EAP peer and server.  The
1269    authenticator identity, if considered at all by the EAP method, is
1270    treated as an opaque blob for the purpose of channel binding (see
1271    Section 5.3.3).  However, the authenticator identity is important in
1272    two other exchanges - the AAA protocol exchange and the Secure
1273    Association Protocol conversation.
1274
1275    The AAA conversation is between the EAP authenticator and the backend
1276    authentication server.  From the point of view of the backend
1277    authentication server, keying material and parameters are transported
1278    to the EAP authenticator identified by the NAS-Identifier Attribute.
1279    Since an EAP authenticator MUST NOT share EAP keying material or
1280    parameters with another party, if the EAP peer or backend
1281    authentication server detects use of EAP keying material and
1282    parameters outside the scope defined by the NAS-Identifier, the
1283    keying material MUST be considered compromised.
1284
1285
1286
1287
1288
1289
1290 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 23]
1291 \f
1292 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1293
1294
1295    The Secure Association Protocol conversation is between the peer and
1296    the authenticator.  For lower layers that support key caching, it is
1297    particularly important for the EAP peer, authenticator, and backend
1298    server to have a consistent view of the usage scope of the
1299    transported keying material.  In order to enable this, it is
1300    RECOMMENDED that the Secure Association Protocol explicitly
1301    communicate the usage scope of the EAP keying material passed down to
1302    the lower layer, rather than implicitly assuming that this is defined
1303    by the authenticator and peer endpoint addresses.
1304
1305                      +-+-+-+-+
1306                      | EAP   |
1307                      | Peer  |
1308                      +-+-+-+-+
1309                        | | |  Peer Ports
1310                       /  |  \
1311                      /   |   \
1312                     /    |    \
1313                    /     |     \
1314                   /      |      \
1315                  /       |       \
1316                 /        |        \
1317                /         |         \     Authenticator
1318             | | |      | | |      | | |   Ports
1319           +-+-+-+-+  +-+-+-+-+  +-+-+-+-+
1320           |       |  |       |  |       |
1321           | Auth1 |  | Auth2 |  | Auth3 |
1322           |       |  |       |  |       |
1323           +-+-+-+-+  +-+-+-+-+  +-+-+-+-+
1324                \        | \         |
1325                 \       |  \        |
1326                  \      |   \       |
1327    EAP over AAA   \     |    \      |
1328      (optional)    \    |     \     |
1329                     \   |      \    |
1330                      \  |       \   |
1331                       \ |        \  |
1332                    +-+-+-+-+-+  +-+-+-+-+-+  Backend
1333                    |  EAP    |  |  EAP    |  Authentication
1334                    | Server1 |  | Server2 |  Servers
1335                    +-+-+-+-+-+  +-+-+-+-+-+
1336
1337    Figure 3: Relationship between EAP Peer, Authenticator, and Server
1338
1339    Since an authenticator can have multiple ports, the scope of the
1340    authenticator key cache cannot be described by a single endpoint
1341    address.  Similarly, where a peer can have multiple ports and sharing
1342    of EAP keying material and parameters between peer ports of the same
1343
1344
1345
1346 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 24]
1347 \f
1348 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1349
1350
1351    link type is allowed, the extent of the peer key cache cannot be
1352    communicated by using a single endpoint address.  Instead, it is
1353    RECOMMENDED that the EAP peer and authenticator consistently identify
1354    themselves utilizing explicit identifiers, rather than endpoint
1355    addresses or port identifiers.
1356
1357    AAA protocols such as RADIUS [RFC3579] and Diameter [RFC4072] provide
1358    a mechanism for the identification of AAA clients; since the EAP
1359    authenticator and AAA client MUST be co-resident, this mechanism is
1360    applicable to the identification of EAP authenticators.
1361
1362    RADIUS [RFC2865] requires that an Access-Request packet contain one
1363    or more of the NAS-Identifier, NAS-IP-Address, and NAS-IPv6-Address
1364    attributes.  Since a NAS can have more than one IP address, the
1365    NAS-Identifier Attribute is RECOMMENDED for explicit identification
1366    of the authenticator, both within the AAA protocol exchange and the
1367    Secure Association Protocol conversation.
1368
1369    Problems that can arise where the peer and authenticator implicitly
1370    identify themselves using endpoint addresses include the following:
1371
1372    (a)  It is possible that the peer will not be able to determine which
1373         authenticator ports are associated with which authenticators.
1374         As a result, the EAP peer will be unable to utilize the
1375         authenticator key cache in an efficient way, and will also be
1376         unable to determine whether EAP keying material has been shared
1377         outside its authorized scope, and therefore needs to be
1378         considered compromised.
1379
1380    (b)  It is possible that the authenticator will not be able to
1381         determine which peer ports are associated with which peers,
1382         preventing the peer from communicating with it utilizing
1383         multiple peer ports.
1384
1385    (c)  It is possible that the peer will not be able to determine with
1386         which virtual authenticator it is communicating.  For example,
1387         multiple virtual authenticators can share a MAC address, but
1388         utilize different NAS-Identifiers.
1389
1390    (d)  It is possible that the authenticator will not be able to
1391         determine with which virtual peer it is communicating.  Multiple
1392         virtual peers can share a MAC address, but utilize different
1393         Peer-Ids.
1394
1395    (e)  It is possible that the EAP peer and server will not be able to
1396         verify the authenticator identity via channel binding.
1397
1398
1399
1400
1401
1402 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 25]
1403 \f
1404 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1405
1406
1407    For example, problems (a), (c), and (e) occur in [IEEE-802.11], which
1408    utilizes peer and authenticator MAC addresses within the 4-way
1409    handshake.  Problems (b) and (d) do not occur since [IEEE-802.11]
1410    only allows a virtual peer to utilize a single port.
1411
1412    The following steps enable lower-layer identities to be securely
1413    verified by all parties:
1414
1415    (f)  Specify the lower-layer parameters used to identify the
1416         authenticator and peer.  As noted earlier, endpoint or port
1417         identifiers are not recommended for identification of the
1418         authenticator or peer when it is possible for them to have
1419         multiple ports.
1420
1421    (g)  Communicate the lower-layer identities between the peer and
1422         authenticator within phase 0.  This allows the peer and
1423         authenticator to determine the key scope if a key cache is
1424         utilized.
1425
1426    (h)  Communicate the lower-layer authenticator identity between the
1427         authenticator and backend authentication server within the NAS-
1428         Identifier Attribute.
1429
1430    (i)  Include the lower-layer identities within channel bindings (if
1431         supported) in phase 1a, ensuring that they are communicated
1432         between the EAP peer and server.
1433
1434    (j)  Support the integrity-protected exchange of identities within
1435         phase 2a.
1436
1437    (k)  Utilize the advertised lower-layer identities to enable the peer
1438         and authenticator to verify that keys are maintained within the
1439         advertised scope.
1440
1441 2.3.1.  Virtual Authenticators
1442
1443    When a single physical authenticator advertises itself as multiple
1444    virtual authenticators, if the virtual authenticators do not maintain
1445    logically separate key caches, then by authenticating to one virtual
1446    authenticator, the peer can gain access to the other virtual
1447    authenticators sharing a key cache.
1448
1449
1450
1451
1452
1453
1454
1455
1456
1457
1458 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 26]
1459 \f
1460 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1461
1462
1463    For example, where a physical authenticator implements "Guest" and
1464    "Corporate Intranet" virtual authenticators, an attacker acting as a
1465    peer could authenticate with the "Guest" virtual authenticator and
1466    derive EAP keying material.  If the "Guest" and "Corporate Intranet"
1467    virtual authenticators share a key cache, then the peer can utilize
1468    the EAP keying material derived for the "Guest" network to obtain
1469    access to the "Corporate Intranet" network.
1470
1471    The following steps can be taken to mitigate this vulnerability:
1472
1473    (a)  Authenticators are REQUIRED to cache associated authorizations
1474         along with EAP keying material and parameters and to apply
1475         authorizations to the peer on each network access, regardless of
1476         which virtual authenticator is being accessed.  This ensures
1477         that an attacker cannot obtain elevated privileges even where
1478         the key cache is shared between virtual authenticators, and a
1479         peer obtains access to one virtual authenticator utilizing a key
1480         cache entry created for use with another virtual authenticator.
1481
1482    (b)  It is RECOMMENDED that physical authenticators maintain separate
1483         key caches for each virtual authenticator.  This ensures that a
1484         cache entry created for use with one virtual authenticator
1485         cannot be used for access to another virtual authenticator.
1486         Since a key cache entry can no longer be shared between virtual
1487         authentications, this step provides protection beyond that
1488         offered in (a).  This is valuable in situations where
1489         authorizations are not used to enforce access limitations.  For
1490         example, where access is limited using a filter installed on a
1491         router rather than using authorizations provided to the
1492         authenticator, a peer can gain unauthorized access to resources
1493         by exploiting a shared key cache entry.
1494
1495    (c)  It is RECOMMENDED that each virtual authenticator identify
1496         itself consistently to the peer and to the backend
1497         authentication server, so as to enable the peer to verify the
1498         authenticator identity via channel binding (see Section 5.3.3).
1499
1500    (d)  It is RECOMMENDED that each virtual authenticator identify
1501         itself distinctly, in order to enable the peer and backend
1502         authentication server to tell them apart.  For example, this can
1503         be accomplished by utilizing a distinct value of the NAS-
1504         Identifier Attribute.
1505
1506 2.4.  Peer Identification
1507
1508    As described in [RFC3748] Section 7.3, the peer identity provided in
1509    the EAP-Response/Identity can be different from the peer identities
1510    authenticated by the EAP method.  For example, the identity provided
1511
1512
1513
1514 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 27]
1515 \f
1516 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1517
1518
1519    in the EAP-Response/Identity can be a privacy identifier as described
1520    in "The Network Access Identifier" [RFC4282] Section 2.  As noted in
1521    [RFC4284], it is also possible to utilize a Network Access Identifier
1522    (NAI) for the purposes of source routing; an NAI utilized for source
1523    routing is said to be "decorated" as described in [RFC4282] Section
1524    2.7.
1525
1526    When the EAP peer provides the Network Access Identity (NAI) within
1527    the EAP-Response/Identity, as described in [RFC3579], the
1528    authenticator copies the NAI included in the EAP-Response/Identity
1529    into the User-Name Attribute included within the Access-Request.  As
1530    the Access-Request is forwarded toward the backend authentication
1531    server, AAA proxies remove decoration from the NAI included in the
1532    User-Name Attribute; the NAI included within the
1533    EAP-Response/Identity encapsulated in the Access-Request remains
1534    unchanged.  As a result, when the Access-Request arrives at the
1535    backend authentication server, the EAP-Response/Identity can differ
1536    from the User-Name Attribute (which can have some or all of the
1537    decoration removed).  In the absence of a Peer-Id, the backend
1538    authentication server SHOULD use the contents of the User-Name
1539    Attribute, rather than the EAP-Response/Identity, as the peer
1540    identity.
1541
1542    It is possible for more than one Peer-Id to be exported by an EAP
1543    method.  For example, a peer certificate can contain more than one
1544    peer identity; in a tunnel method, peer identities can be
1545    authenticated within both an outer and inner exchange, and these
1546    identities could be different in type and contents.  For example, an
1547    outer exchange could provide a Peer-Id in the form of a Relative
1548    Distinguished Name (RDN), whereas an inner exchange could identify
1549    the peer via its NAI or MAC address.  Where EAP keying material is
1550    determined solely from the outer exchange, only the outer Peer-Id(s)
1551    are exported; where the EAP keying material is determined from both
1552    the inner and outer exchanges, then both the inner and outer
1553    Peer-Id(s) are exported by the tunnel method.
1554
1555
1556
1557
1558
1559
1560
1561
1562
1563
1564
1565
1566
1567
1568
1569
1570 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 28]
1571 \f
1572 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1573
1574
1575 2.5.  Server Identification
1576
1577    It is possible for more than one Server-Id to be exported by an EAP
1578    method.  For example, a server certificate can contain more than one
1579    server identity; in a tunnel method, server identities could be
1580    authenticated within both an outer and inner exchange, and these
1581    identities could be different in type and contents.  For example, an
1582    outer exchange could provide a Server-Id in the form of an IP
1583    address, whereas an inner exchange could identify the server via its
1584    Fully-Qualified Domain Name (FQDN) or hostname.  Where EAP keying
1585    material is determined solely from the outer exchange, only the outer
1586    Server-Id(s) are exported by the EAP method; where the EAP keying
1587    material is determined from both the inner and outer exchanges, then
1588    both the inner and outer Server-Id(s) are exported by the EAP method.
1589
1590    As shown in Figure 3, an authenticator can be configured to
1591    communicate with multiple EAP servers; the EAP server that an
1592    authenticator communicates with can vary according to configuration
1593    and network and server availability.  While the EAP peer can assume
1594    that all EAP servers within a realm have access to the credentials
1595    necessary to validate an authentication attempt, it cannot assume
1596    that all EAP servers share persistent state.
1597
1598    Authenticators can be configured with different primary or secondary
1599    EAP servers, in order to balance the load.  Also, the authenticator
1600    can dynamically determine the EAP server to which requests will be
1601    sent; in the event of a communication failure, the authenticator can
1602    fail over to another EAP server.  For example, in Figure 3,
1603    Authenticator2 can be initially configured with EAP server1 as its
1604    primary backend authentication server, and EAP server2 as the backup,
1605    but if EAP server1 becomes unavailable, EAP server2 can become the
1606    primary server.
1607
1608    In general, the EAP peer cannot direct an authentication attempt to a
1609    particular EAP server within a realm, this decision is made by AAA
1610    clients, nor can the peer determine with which EAP server it will be
1611    communicating, prior to the start of the EAP method conversation.
1612    The Server-Id is not included in the EAP-Request/Identity, and since
1613    the EAP server may be determined dynamically, it typically is not
1614    possible for the authenticator to advertise the Server-Id during the
1615    discovery phase.  Some EAP methods do not export the Server-Id so
1616    that it is possible that the EAP peer will not learn with which
1617    server it was conversing after the EAP conversation completes
1618    successfully.
1619
1620    As a result, an EAP peer, on connecting to a new authenticator or
1621    reconnecting to the same authenticator, can find itself communicating
1622    with a different EAP server.  Fast reconnect, defined in [RFC3748]
1623
1624
1625
1626 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 29]
1627 \f
1628 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1629
1630
1631    Section 7.2, can fail if the EAP server with which the peer
1632    communicates is not the same one with which it initially established
1633    a security association.  For example, an EAP peer attempting an
1634    EAP-TLS session resume can find that the new EAP-TLS server will not
1635    have access to the TLS Master Key identified by the TLS Session-Id,
1636    and therefore the session resumption attempt will fail, requiring
1637    completion of a full EAP-TLS exchange.
1638
1639    EAP methods that export the Server-Id MUST authenticate the server.
1640    However, not all EAP methods supporting mutual authentication provide
1641    a non-null Server-Id; some methods only enable the EAP peer to verify
1642    that the EAP server possesses a long-term secret, but do not provide
1643    the identity of the EAP server.  In this case, the EAP peer will know
1644    that an authenticator has been authorized by an EAP server, but will
1645    not confirm the identity of the EAP server.  Where the EAP method
1646    does not provide a Server-Id, the peer cannot identify the EAP server
1647    with which it generated keying material.  This can make it difficult
1648    for the EAP peer to identify the location of a key possessed by that
1649    EAP server.
1650
1651    As noted in [RFC5216] Section 5.2, EAP methods supporting
1652    authentication using server certificates can determine the Server-Id
1653    from the subject or subjectAltName fields in the server certificate.
1654    Validating the EAP server identity can help the EAP peer to decide
1655    whether a specific EAP server is authorized.  In some cases, such as
1656    where the certificate extensions defined in [RFC4334] are included in
1657    the server certificate, it can even be possible for the peer to
1658    verify some channel binding parameters from the server certificate.
1659
1660    It is possible for problems to arise in situations where the EAP
1661    server identifies itself differently to the EAP peer and
1662    authenticator.  For example, it is possible that the Server-Id
1663    exported by EAP methods will not be identical to the Fully Qualified
1664    Domain Name (FQDN) of the backend authentication server.  Where
1665    certificate-based authentication is used within RADIUS or Diameter,
1666    it is possible that the subjectAltName used in the backend
1667    authentication server certificate will not be identical to the
1668    Server-Id or backend authentication server FQDN.  This is not
1669    normally an issue in EAP, as the authenticator will be unaware of the
1670    identities used between the EAP peer and server.  However, this can
1671    be an issue for key caching, if the authenticator is expected to
1672    locate a backend authentication server corresponding to a Server-Id
1673    provided by an EAP peer.
1674
1675    Where the backend authentication server FQDN differs from the
1676    subjectAltName in the backend authentication server certificate, it
1677    is possible that the AAA client will not be able to determine whether
1678    it is talking to the correct backend authentication server.  Where
1679
1680
1681
1682 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 30]
1683 \f
1684 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1685
1686
1687    the Server-Id and backend authentication server FQDN differ, it is
1688    possible that the combination of the key scope (Peer-Id(s), Server-
1689    Id(s)) and EAP conversation identifier (Session-Id) will not be
1690    sufficient to determine where the key resides.  For example, the
1691    authenticator can identify backend authentication servers by their IP
1692    address (as occurs in RADIUS), or using a Fully Qualified Domain Name
1693    (as in Diameter).  If the Server-Id does not correspond to the IP
1694    address or FQDN of a known backend authentication server, then it may
1695    not be possible to locate which backend authentication server
1696    possesses the key.
1697
1698 3.  Security Association Management
1699
1700    EAP, as defined in [RFC3748], supports key derivation, but does not
1701    provide for the management of lower-layer security associations.
1702    Missing functionality includes:
1703
1704    (a)  Security Association negotiation.  EAP does not negotiate
1705         lower-layer unicast or multicast security associations,
1706         including cryptographic algorithms or traffic profiles.  EAP
1707         methods only negotiate cryptographic algorithms for their own
1708         use, not for the underlying lower layers.  EAP also does not
1709         negotiate the traffic profiles to be protected with the
1710         negotiated ciphersuites; in some cases the traffic to be
1711         protected can have lower-layer source and destination addresses
1712         different from the lower-layer peer or authenticator addresses.
1713
1714    (b)  Re-key.  EAP does not support the re-keying of exported EAP
1715         keying material without EAP re-authentication, although EAP
1716         methods can support "fast reconnect" as defined in [RFC3748]
1717         Section 7.2.1.
1718
1719    (c)  Key delete/install semantics.  EAP does not synchronize
1720         installation or deletion of keying material on the EAP peer and
1721         authenticator.
1722
1723    (d)  Lifetime negotiation.  EAP does not support lifetime negotiation
1724         for exported EAP keying material, and existing EAP methods also
1725         do not support key lifetime negotiation.
1726
1727    (e)  Guaranteed TSK freshness.  Without a post-EAP handshake, TSKs
1728         can be reused if EAP keying material is cached.
1729
1730    These deficiencies are typically addressed via a post-EAP handshake
1731    known as the Secure Association Protocol.
1732
1733
1734
1735
1736
1737
1738 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 31]
1739 \f
1740 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1741
1742
1743 3.1.  Secure Association Protocol
1744
1745    Since neither EAP nor EAP methods provide for establishment of
1746    lower-layer security associations, it is RECOMMENDED that these
1747    facilities be provided within the Secure Association Protocol,
1748    including:
1749
1750    (a)  Entity Naming.  A basic feature of a Secure Association Protocol
1751         is the explicit naming of the parties engaged in the exchange.
1752         Without explicit identification, the parties engaged in the
1753         exchange are not identified and the scope of the EAP keying
1754         parameters negotiated during the EAP exchange is undefined.
1755
1756    (b)  Mutual proof of possession of EAP keying material.  During the
1757         Secure Association Protocol, the EAP peer and authenticator MUST
1758         demonstrate possession of the keying material transported
1759         between the backend authentication server and authenticator
1760         (e.g., MSK), in order to demonstrate that the peer and
1761         authenticator have been authorized.  Since mutual proof of
1762         possession is not the same as mutual authentication, the peer
1763         cannot verify authenticator assertions (including the
1764         authenticator identity) as a result of this exchange.
1765         Authenticator identity verification is discussed in Section 2.3.
1766
1767    (c)  Secure capabilities negotiation.  In order to protect against
1768         spoofing during the discovery phase, ensure selection of the
1769         "best" ciphersuite, and protect against forging of negotiated
1770         security parameters, the Secure Association Protocol MUST
1771         support secure capabilities negotiation.  This includes the
1772         secure negotiation of usage modes, session parameters (such as
1773         security association identifiers (SAIDs) and key lifetimes),
1774         ciphersuites and required filters, including confirmation of
1775         security-relevant capabilities discovered during phase 0.  The
1776         Secure Association Protocol MUST support integrity and replay
1777         protection of all capability negotiation messages.
1778
1779    (d)  Key naming and selection.  Where key caching is supported, it is
1780         possible for the EAP peer and authenticator to share more than
1781         one key of a given type.  As a result, the Secure Association
1782         Protocol MUST explicitly name the keys used in the proof of
1783         possession exchange, so as to prevent confusion when more than
1784         one set of keying material could potentially be used as the
1785         basis for the exchange.  Use of the key naming mechanism
1786         described in Section 1.4.1 is RECOMMENDED.
1787
1788         In order to support the correct processing of phase 2 security
1789         associations, the Secure Association (phase 2) protocol MUST
1790         support the naming of phase 2 security associations and
1791
1792
1793
1794 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 32]
1795 \f
1796 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1797
1798
1799         associated transient session keys so that the correct set of
1800         transient session keys can be identified for processing a given
1801         packet.  The phase 2 Secure Association Protocol also MUST
1802         support transient session key activation and SHOULD support
1803         deletion so that establishment and re-establishment of transient
1804         session keys can be synchronized between the parties.
1805
1806    (e)  Generation of fresh transient session keys (TSKs).  Where the
1807         lower layer supports caching of keying material, the EAP peer
1808         lower layer can initiate a new session using keying material
1809         that was derived in a previous session.  Were the TSKs to be
1810         derived solely from a portion of the exported EAP keying
1811         material, this would result in reuse of the session keys that
1812         could expose the underlying ciphersuite to attack.
1813
1814         In lower layers where caching of keying material is supported,
1815         the Secure Association Protocol phase is REQUIRED, and MUST
1816         support the derivation of fresh unicast and multicast TSKs, even
1817         when the transported keying material provided by the backend
1818         authentication server is not fresh.  This is typically supported
1819         via the exchange of nonces or counters, which are then mixed
1820         with the keying material in order to generate fresh unicast
1821         (phase 2a) and possibly multicast (phase 2b) session keys.  By
1822         not using exported EAP keying material directly to protect data,
1823         the Secure Association Protocol protects it against compromise.
1824
1825    (f)  Key lifetime management.  This includes explicit key lifetime
1826         negotiation or seamless re-key.  EAP does not support the
1827         re-keying of EAP keying material without re-authentication, and
1828         existing EAP methods do not support key lifetime negotiation.
1829         As a result, the Secure Association Protocol MAY handle the
1830         re-key and determination of the key lifetime.  Where key caching
1831         is supported, secure negotiation of key lifetimes is
1832         RECOMMENDED.  Lower layers that support re-key, but not key
1833         caching, may not require key lifetime negotiation.  For example,
1834         a difference between IKEv1 [RFC2409] and IKEv2 [RFC4306] is that
1835         in IKEv1 SA lifetimes were negotiated; in IKEv2, each end of the
1836         SA is responsible for enforcing its own lifetime policy on the
1837         SA and re-keying the SA when necessary.
1838
1839    (g)  Key state resynchronization.  It is possible for the peer or
1840         authenticator to reboot or reclaim resources, clearing portions
1841         or all of the key cache.  Therefore, key lifetime negotiation
1842         cannot guarantee that the key cache will remain synchronized,
1843         and it may not be possible for the peer to determine before
1844         attempting to use a key whether it exists within the
1845         authenticator cache.  It is therefore RECOMMENDED for the EAP
1846         lower layer to provide a mechanism for key state
1847
1848
1849
1850 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 33]
1851 \f
1852 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1853
1854
1855         resynchronization, either via the SAP or using a lower layer
1856         indication (see [RFC3748] Section 3.4).  Where the peer and
1857         authenticator do not jointly possess a key with which to protect
1858         the resynchronization exchange, secure resynchronization is not
1859         possible, and alternatives (such as an initiation of EAP
1860         re-authentication after expiration of a timer) are needed to
1861         ensure timely resynchronization.
1862
1863    (h)  Key scope synchronization.  To support key scope determination,
1864         the Secure Association Protocol SHOULD provide a mechanism by
1865         which the peer can determine the scope of the key cache on each
1866         authenticator and by which the authenticator can determine the
1867         scope of the key cache on a peer.  This includes negotiation of
1868         restrictions on key usage.
1869
1870    (i)  Traffic profile negotiation.  The traffic to be protected by a
1871         lower-layer security association will not necessarily have the
1872         same lower-layer source or destination address as the EAP peer
1873         and authenticator, and it is possible for the peer and
1874         authenticator to negotiate multiple security associations, each
1875         with a different traffic profile.  Where this is the case, the
1876         profile of protected traffic SHOULD be explicitly negotiated.
1877         For example, in IKEv2 it is possible for an Initiator and
1878         Responder to utilize EAP for authentication, then negotiate a
1879         Tunnel Mode Security Association (SA), which permits passing of
1880         traffic originating from hosts other than the Initiator and
1881         Responder.  Similarly, in IEEE 802.16e, a Subscriber Station
1882         (SS) can forward traffic to the Base Station (BS), which
1883         originates from the Local Area Network (LAN) to which it is
1884         attached.  To enable this, Security Associations within IEEE
1885         802.16e are identified by the Connection Identifier (CID), not
1886         by the EAP peer and authenticator MAC addresses.  In both IKEv2
1887         and IEEE 802.16e, multiple security associations can exist
1888         between the EAP peer and authenticator, each with their own
1889         traffic profile and quality of service parameters.
1890
1891    (j)  Direct operation.  Since the phase 2 Secure Association Protocol
1892         is concerned with the establishment of security associations
1893         between the EAP peer and authenticator, including the derivation
1894         of transient session keys, only those parties have "a need to
1895         know" the transient session keys.  The Secure Association
1896         Protocol MUST operate directly between the peer and
1897         authenticator and MUST NOT be passed-through to the backend
1898         authentication server or include additional parties.
1899
1900    (k)  Bi-directional operation.  While some ciphersuites only require
1901         a single set of transient session keys to protect traffic in
1902         both directions, other ciphersuites require a unique set of
1903
1904
1905
1906 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 34]
1907 \f
1908 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1909
1910
1911         transient session keys in each direction.  The phase 2 Secure
1912         Association Protocol SHOULD provide for the derivation of
1913         unicast and multicast keys in each direction, so as not to
1914         require two separate phase 2 exchanges in order to create a
1915         bi-directional phase 2 security association.  See [RFC3748]
1916         Section 2.4 for more discussion.
1917
1918 3.2.  Key Scope
1919
1920    Absent explicit specification within the lower layer, after the
1921    completion of phase 1b, transported keying material, and parameters
1922    are bound to the EAP peer and authenticator, but are not bound to a
1923    specific peer or authenticator port.
1924
1925    While EAP keying material passed down to the lower layer is not
1926    intrinsically bound to particular authenticator and peer ports, TSKs
1927    MAY be bound to particular authenticator and peer ports by the Secure
1928    Association Protocol.  However, a lower layer MAY also permit TSKs to
1929    be used on multiple peer and/or authenticator ports, provided that
1930    TSK freshness is guaranteed (such as by keeping replay counter state
1931    within the authenticator).
1932
1933    In order to further limit the key scope, the following measures are
1934    suggested:
1935
1936    (a)  The lower layer MAY specify additional restrictions on key
1937         usage, such as limiting the use of EAP keying material and
1938         parameters on the EAP peer to the port over which the EAP
1939         conversation was conducted.
1940
1941    (b)  The backend authentication server and authenticator MAY
1942         implement additional attributes in order to further restrict the
1943         scope of keying material.  For example, in IEEE 802.11, the
1944         backend authentication server can provide the authenticator with
1945         a list of authorized Called or Calling-Station-Ids and/or SSIDs
1946         for which keying material is valid.
1947
1948    (c)  Where the backend authentication server provides attributes
1949         restricting the key scope, it is RECOMMENDED that restrictions
1950         be securely communicated by the authenticator to the peer.  This
1951         can be accomplished using the Secure Association Protocol, but
1952         also can be accomplished via the EAP method or the lower layer.
1953
1954 3.3.  Parent-Child Relationships
1955
1956    When an EAP re-authentication takes place, new EAP keying material is
1957    exported by the EAP method.  In EAP lower layers where EAP
1958    re-authentication eventually results in TSK replacement, the maximum
1959
1960
1961
1962 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 35]
1963 \f
1964 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
1965
1966
1967    lifetime of derived keying material (including TSKs) can be less than
1968    or equal to that of EAP keying material (MSK/EMSK), but it cannot be
1969    greater.
1970
1971    Where TSKs are derived from or are wrapped by exported EAP keying
1972    material, compromise of that exported EAP keying material implies
1973    compromise of TSKs.  Therefore, if EAP keying material is considered
1974    stale, not only SHOULD EAP re-authentication be initiated, but also
1975    replacement of child keys, including TSKs.
1976
1977    Where EAP keying material is used only for entity authentication but
1978    not for TSK derivation (as in IKEv2), compromise of exported EAP
1979    keying material does not imply compromise of the TSKs.  Nevertheless,
1980    the compromise of EAP keying material could enable an attacker to
1981    impersonate an authenticator, so that EAP re-authentication and TSK
1982    re-key are RECOMMENDED.
1983
1984    With respect to IKEv2, Section 5.2 of [RFC4718], "IKEv2
1985    Clarifications and Implementation Guidelines", states:
1986
1987       Rekeying the IKE_SA and reauthentication are different concepts in
1988       IKEv2.  Rekeying the IKE_SA establishes new keys for the IKE_SA
1989       and resets the Message ID counters, but it does not authenticate
1990       the parties again (no AUTH or EAP payloads are involved)...  This
1991       means that reauthentication also establishes new keys for the
1992       IKE_SA and CHILD_SAs.  Therefore while rekeying can be performed
1993       more often than reauthentication, the situation where
1994       "authentication lifetime" is shorter than "key lifetime" does not
1995       make sense.
1996
1997    Child keys that are used frequently (such as TSKs that are used for
1998    traffic protection) can expire sooner than the exported EAP keying
1999    material on which they are dependent, so that it is advantageous to
2000    support re-key of child keys prior to EAP re-authentication.  Note
2001    that deletion of the MSK/EMSK does not necessarily imply deletion of
2002    TSKs or child keys.
2003
2004    Failure to mutually prove possession of exported EAP keying material
2005    during the Secure Association Protocol exchange need not be grounds
2006    for deletion of keying material by both parties; rate-limiting Secure
2007    Association Protocol exchanges could be used to prevent a brute force
2008    attack.
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 36]
2019 \f
2020 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2021
2022
2023 3.4.  Local Key Lifetimes
2024
2025    The Transient EAP Keys (TEKs) are session keys used to protect the
2026    EAP conversation.  The TEKs are internal to the EAP method and are
2027    not exported.  TEKs are typically created during an EAP conversation,
2028    used until the end of the conversation and then discarded.  However,
2029    methods can re-key TEKs during an EAP conversation.
2030
2031    When using TEKs within an EAP conversation or across conversations,
2032    it is necessary to ensure that replay protection and key separation
2033    requirements are fulfilled.  For instance, if a replay counter is
2034    used, TEK re-key MUST occur prior to wrapping of the counter.
2035    Similarly, TSKs MUST remain cryptographically separate from TEKs
2036    despite TEK re-keying or caching.  This prevents TEK compromise from
2037    leading directly to compromise of the TSKs and vice versa.
2038
2039    EAP methods MAY cache local EAP keying material (TEKs) that can
2040    persist for multiple EAP conversations when fast reconnect is used
2041    [RFC3748].  For example, EAP methods based on TLS (such as EAP-TLS
2042    [RFC5216]) derive and cache the TLS Master Secret, typically for
2043    substantial time periods.  The lifetime of other local EAP keying
2044    material calculated within the EAP method is defined by the method.
2045    Note that in general, when using fast reconnect, there is no
2046    guarantee that the original long-term credentials are still in the
2047    possession of the peer.  For instance, a smart-card holding the
2048    private key for EAP-TLS may have been removed.  EAP servers SHOULD
2049    also verify that the long-term credentials are still valid, such as
2050    by checking that certificate used in the original authentication has
2051    not yet expired.
2052
2053 3.5.  Exported and Calculated Key Lifetimes
2054
2055    The following mechanisms are available for communicating the lifetime
2056    of keying material between the EAP peer, server, and authenticator:
2057
2058       AAA protocols  (backend authentication server and authenticator)
2059       Lower-layer mechanisms (authenticator and peer)
2060       EAP method-specific negotiation (peer and server)
2061
2062    Where the EAP method does not support the negotiation of the lifetime
2063    of exported EAP keying material, and a key lifetime negotiation
2064    mechanism is not provided by the lower layer, it is possible that
2065    there will not be a way for the peer to learn the lifetime of keying
2066    material.  This can leave the peer uncertain of how long the
2067    authenticator will maintain keying material within the key cache.  In
2068    this case the lifetime of keying material can be managed as a system
2069    parameter on the peer and authenticator; a default lifetime of 8
2070    hours is RECOMMENDED.
2071
2072
2073
2074 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 37]
2075 \f
2076 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2077
2078
2079 3.5.1.  AAA Protocols
2080
2081    AAA protocols such as RADIUS [RFC2865] and Diameter [RFC4072] can be
2082    used to communicate the maximum key lifetime from the backend
2083    authentication server to the authenticator.
2084
2085    The Session-Timeout Attribute is defined for RADIUS in [RFC2865] and
2086    for Diameter in [RFC4005].  Where EAP is used for authentication,
2087    [RFC3580] Section 3.17, indicates that a Session-Timeout Attribute
2088    sent in an Access-Accept along with a Termination-Action value of
2089    RADIUS-Request specifies the maximum number of seconds of service
2090    provided prior to EAP re-authentication.
2091
2092    However, there is also a need to be able to specify the maximum
2093    lifetime of cached keying material.  Where EAP pre-authentication is
2094    supported, cached keying material can be pre-established on the
2095    authenticator prior to session start and will remain there until
2096    expiration.  EAP lower layers supporting caching of keying material
2097    MAY also persist that material after the end of a session, enabling
2098    the peer to subsequently resume communication utilizing the cached
2099    keying material.  In these situations it can be desirable for the
2100    backend authentication server to specify the maximum lifetime of
2101    cached keying material.
2102
2103    To accomplish this, [IEEE-802.11] overloads the Session-Timeout
2104    Attribute, assuming that it represents the maximum time after which
2105    transported keying material will expire on the authenticator,
2106    regardless of whether transported keying material is cached.
2107
2108    An IEEE 802.11 authenticator receiving transported keying material is
2109    expected to initialize a timer to the Session-Timeout value, and once
2110    the timer expires, the transported keying material expires.  Whether
2111    this results in session termination or EAP re-authentication is
2112    controlled by the value of the Termination-Action Attribute.  Where
2113    EAP re-authentication occurs, the transported keying material is
2114    replaced, and with it, new calculated keys are put in place.  Where
2115    session termination occurs, transported and derived keying material
2116    is deleted.
2117
2118    Overloading the Session-Timeout Attribute is problematic in
2119    situations where it is necessary to control the maximum session time
2120    and key lifetime independently.  For example, it might be desirable
2121    to limit the lifetime of cached keying material to 5 minutes while
2122    permitting a user once authenticated to remain connected for up to an
2123    hour without re-authenticating.  As a result, in the future,
2124    additional attributes can be specified to control the lifetime of
2125    cached keys; these attributes MAY modify the meaning of the
2126    Session-Timeout Attribute in specific circumstances.
2127
2128
2129
2130 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 38]
2131 \f
2132 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2133
2134
2135    Since the TSK lifetime is often determined by authenticator
2136    resources, and the backend authentication server has no insight into
2137    the TSK derivation process by the principle of ciphersuite
2138    independence, it is not appropriate for the backend authentication
2139    server to manage any aspect of the TSK derivation process, including
2140    the TSK lifetime.
2141
2142 3.5.2.  Lower-Layer Mechanisms
2143
2144    Lower-layer mechanisms can be used to enable the lifetime of keying
2145    material to be negotiated between the peer and authenticator.  This
2146    can be accomplished either using the Secure Association Protocol or
2147    within the lower-layer transport.
2148
2149    Where TSKs are established as the result of a Secure Association
2150    Protocol exchange, it is RECOMMENDED that the Secure Association
2151    Protocol include support for TSK re-key.  Where the TSK is taken
2152    directly from the MSK, there is no need to manage the TSK lifetime as
2153    a separate parameter, since the TSK lifetime and MSK lifetime are
2154    identical.
2155
2156 3.5.3.  EAP Method-Specific Negotiation
2157
2158    As noted in [RFC3748] Section 7.10:
2159
2160       In order to provide keying material for use in a subsequently
2161       negotiated ciphersuite, an EAP method supporting key derivation
2162       MUST export a Master Session Key (MSK) of at least 64 octets, and
2163       an Extended Master Session Key (EMSK) of at least 64 octets.  EAP
2164       Methods deriving keys MUST provide for mutual authentication
2165       between the EAP peer and the EAP Server.
2166
2167    However, EAP does not itself support the negotiation of lifetimes for
2168    exported EAP keying material such as the MSK, EMSK, and IV.
2169
2170    While EAP itself does not support lifetime negotiation, it would be
2171    possible to specify methods that do.  However, systems that rely on
2172    key lifetime negotiation within EAP methods would only function with
2173    these methods.  Also, there is no guarantee that the key lifetime
2174    negotiated within the EAP method would be compatible with backend
2175    authentication server policy.  In the interest of method independence
2176    and compatibility with backend authentication server implementations,
2177    management of the lifetime of keying material SHOULD NOT be provided
2178    within EAP methods.
2179
2180
2181
2182
2183
2184
2185
2186 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 39]
2187 \f
2188 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2189
2190
2191 3.6.  Key Cache Synchronization
2192
2193    Key lifetime negotiation alone cannot guarantee key cache
2194    synchronization.  Even where a lower-layer exchange is run
2195    immediately after EAP in order to determine the lifetime of keying
2196    material, it is still possible for the authenticator to purge all or
2197    part of the key cache prematurely (e.g., due to reboot or need to
2198    reclaim memory).
2199
2200    The lower layer can utilize the Discovery phase 0 to improve key
2201    cache synchronization.  For example, if the authenticator manages the
2202    key cache by deleting the oldest key first, the relative creation
2203    time of the last key to be deleted could be advertised within the
2204    Discovery phase, enabling the peer to determine whether keying
2205    material had been prematurely expired from the authenticator key
2206    cache.
2207
2208 3.7.  Key Strength
2209
2210    As noted in Section 2.1, EAP lower layers determine TSKs in different
2211    ways.  Where exported EAP keying material is utilized in the
2212    derivation, encryption or authentication of TSKs, it is possible for
2213    EAP key generation to represent the weakest link.
2214
2215    In order to ensure that methods produce EAP keying material of an
2216    appropriate symmetric key strength, it is RECOMMENDED that EAP
2217    methods utilizing public key cryptography choose a public key that
2218    has a cryptographic strength providing the required level of attack
2219    resistance.  This is typically provided by configuring EAP methods,
2220    since there is no coordination between the lower layer and EAP method
2221    with respect to minimum required symmetric key strength.
2222
2223    Section 5 of BCP 86 [RFC3766] offers advice on the required RSA or DH
2224    module and DSA subgroup size in bits, for a given level of attack
2225    resistance in bits.  The National Institute for Standards and
2226    Technology (NIST) also offers advice on appropriate key sizes in
2227    [SP800-57].
2228
2229
2230
2231
2232
2233
2234
2235
2236
2237
2238
2239
2240
2241
2242 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 40]
2243 \f
2244 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2245
2246
2247 3.8.  Key Wrap
2248
2249    The key wrap specified in [RFC2548], which is based on an MD5-based
2250    stream cipher, has known problems, as described in [RFC3579] Section
2251    4.3.  RADIUS uses the shared secret for multiple purposes, including
2252    per-packet authentication and attribute hiding, considerable
2253    information is exposed about the shared secret with each packet.
2254    This exposes the shared secret to dictionary attacks.  MD5 is used
2255    both to compute the RADIUS Response Authenticator and the
2256    Message-Authenticator Attribute, and concerns exist relating to the
2257    security of this hash [MD5Collision].
2258
2259    As discussed in [RFC3579] Section 4.3, the security vulnerabilities
2260    of RADIUS are extensive, and therefore development of an alternative
2261    key wrap technique based on the RADIUS shared secret would not
2262    substantially improve security.  As a result, [RFC3579] Section 4.2
2263    recommends running RADIUS over IPsec.  The same approach is taken in
2264    Diameter EAP [RFC4072], which in Section 4.1.3 defines the
2265    EAP-Master-Session-Key Attribute-Value Pair (AVP) in clear-text, to
2266    be protected by IPsec or TLS.
2267
2268 4.  Handoff Vulnerabilities
2269
2270    A handoff occurs when an EAP peer moves to a new authenticator.
2271    Several mechanisms have been proposed for reducing handoff latency
2272    within networks utilizing EAP.  These include:
2273
2274    EAP pre-authentication
2275       In EAP pre-authentication, an EAP peer pre-establishes EAP keying
2276       material with an authenticator prior to arrival.  EAP
2277       pre-authentication only affects the timing of EAP authentication,
2278       but does not shorten or eliminate EAP (phase 1a) or AAA (phase 1b)
2279       exchanges;  Discovery (phase 0) and Secure Association Protocol
2280       (phase 2) exchanges occur as described in Section 1.3.  As a
2281       result, the primary benefit is to enable EAP authentication to be
2282       removed from the handoff critical path, thereby reducing latency.
2283       Use of EAP pre-authentication within IEEE 802.11 is described in
2284       [IEEE-802.11] and [8021XPreAuth].
2285
2286
2287
2288
2289
2290
2291
2292
2293
2294
2295
2296
2297
2298 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 41]
2299 \f
2300 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2301
2302
2303    Proactive key distribution
2304       In proactive key distribution, keying material and authorizations
2305       are transported from the backend authentication server to a
2306       candidate authenticator in advance of a handoff.  As a result, EAP
2307       (phase 1a) is not needed, but the Discovery (phase 0), and Secure
2308       Association Protocol exchanges (phase 2) are still necessary.
2309       Within the AAA exchange (phase 1b), authorization and key
2310       distribution functions are typically supported, but not
2311       authentication.  Proactive key distribution is described in
2312       [MishraPro], [IEEE-03-084], and [HANDOFF].
2313
2314    Key caching
2315       Caching of EAP keying material enables an EAP peer to re-attach to
2316       an authenticator without requiring EAP (phase 1a) or AAA (phase
2317       1b) exchanges.  However, Discovery (phase 0) and Secure
2318       Association Protocol (phase 2) exchanges are still needed.  Use of
2319       key caching within IEEE 802.11 is described in [IEEE-802.11].
2320
2321    Context transfer
2322       In context transfer schemes, keying material and authorizations
2323       are transferred between a previous authenticator and a new
2324       authenticator.  This can occur in response to a handoff request by
2325       the EAP peer, or in advance, as in proactive key distribution.  As
2326       a result, EAP (phase 1a) is eliminated, but not the Discovery
2327       (phase 0) or Secure Association Protocol exchanges (phase 2).  If
2328       a secure channel can be established between the new and previous
2329       authenticator without assistance from the backend authentication
2330       server, then the AAA exchange (phase 1b) can be eliminated;
2331       otherwise, it is still needed, although it can be shortened.
2332       Context transfer protocols are described in [IEEE-802.11F] (now
2333       deprecated) and "Context Transfer Protocol (CXTP)" [RFC4067].
2334       "Fast Authentication Methods for Handovers between IEEE 802.11
2335       Wireless LANs" [Bargh] analyzes fast handoff techniques, including
2336       context transfer mechanisms.
2337
2338
2339
2340
2341
2342
2343
2344
2345
2346
2347
2348
2349
2350
2351
2352
2353
2354 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 42]
2355 \f
2356 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2357
2358
2359    Token distribution
2360       In token distribution schemes, the EAP peer is provided with a
2361       credential, subsequently enabling it to authenticate with one or
2362       more additional authenticators.  During the subsequent
2363       authentications, EAP (phase 1a) is eliminated or shortened; the
2364       Discovery (phase 0) and Secure Association Protocol exchanges
2365       (phase 2) still occur, although the latter can be shortened.  If
2366       the token includes authorizations and can be validated by an
2367       authenticator without assistance from the backend authentication
2368       server, then the AAA exchange (phase 1b) can be eliminated;
2369       otherwise, it is still needed, although it can be shortened.
2370       Token-based schemes, initially proposed in early versions of IEEE
2371       802.11i [IEEE-802.11i], are described in [Token], [Tokenk], and
2372       [SHORT-TERM].
2373
2374    The sections that follow discuss the security vulnerabilities
2375    introduced by the above schemes.
2376
2377 4.1.  EAP Pre-Authentication
2378
2379    EAP pre-authentication differs from a normal EAP conversation
2380    primarily with respect to the lower-layer encapsulation.  For
2381    example, in [IEEE-802.11], EAP pre-authentication frames utilize a
2382    distinct Ethertype, but otherwise conforms to the encapsulation
2383    described in [IEEE-802.1X].  As a result, an EAP pre-authentication
2384    conversation differs little from the model described in Section 1.3,
2385    other than the introduction of a delay between phase 1 and phase 2.
2386
2387    EAP pre-authentication relies on lower-layer mechanisms for discovery
2388    of candidate authenticators.  Where discovery can provide information
2389    on candidate authenticators outside the immediate listening range,
2390    and the peer can determine whether it already possesses valid EAP
2391    keying material with candidate authenticators, the peer can avoid
2392    unnecessary EAP pre-authentications and can establish EAP keying
2393    material well in advance, regardless of the coverage overlap between
2394    authenticators.  However, if the peer can only discover candidate
2395    authenticators within listening range and cannot determine whether it
2396    can reuse existing EAP keying material, then it is possible that the
2397    peer will not be able to complete EAP pre-authentication prior to
2398    connectivity loss or that it can pre-authenticate multiple times with
2399    the same authenticator, increasing backend authentication server
2400    load.
2401
2402    Since a peer can complete EAP pre-authentication with an
2403    authenticator without eventually attaching to it, it is possible that
2404    phase 2 will not occur.  In this case, an Accounting-Request
2405    signifying the start of service will not be sent, or will only be
2406    sent with a substantial delay after the completion of authentication.
2407
2408
2409
2410 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 43]
2411 \f
2412 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2413
2414
2415    As noted in "IEEE 802.1X RADIUS Usage Guidelines" [RFC3580], the AAA
2416    exchange resulting from EAP pre-authentication differs little from an
2417    ordinary exchange described in "RADIUS Support for EAP" [RFC3579].
2418    For example, since in IEEE 802.11 [IEEE-802.11] an Association
2419    exchange does not occur prior to EAP pre-authentication, the SSID is
2420    not known by the authenticator at authentication time, so that an
2421    Access-Request cannot include the SSID within the Called-Station-Id
2422    attribute as described in [RFC3580] Section 3.20.
2423
2424    Since only the absence of an SSID in the Called-Station-Id attribute
2425    distinguishes an EAP pre-authentication attempt, if the authenticator
2426    does not always include the SSID for a normal EAP authentication
2427    attempt, it is possible that the backend authentication server will
2428    not be able to determine whether a session constitutes an EAP
2429    pre-authentication attempt, potentially resulting in authorization or
2430    accounting problems.  Where the number of simultaneous sessions is
2431    limited, the backend authentication server can refuse to authorize a
2432    valid EAP pre-authentication attempt or can enable the peer to engage
2433    in more simultaneous sessions than they are authorized for.  Where
2434    EAP pre-authentication occurs with an authenticator which the peer
2435    never attaches to, it is possible that the backend accounting server
2436    will not be able to determine whether the absence of an
2437    Accounting-Request was due to packet loss or a session that never
2438    started.
2439
2440    In order to enable pre-authentication requests to be handled more
2441    reliably, it is RECOMMENDED that AAA protocols explicitly identify
2442    EAP pre-authentication.  In order to suppress unnecessary EAP
2443    pre-authentication exchanges, it is RECOMMENDED that authenticators
2444    unambiguously identify themselves as described in Section 2.3.
2445
2446 4.2.  Proactive Key Distribution
2447
2448    In proactive key distribution schemes, the backend authentication
2449    server transports keying material and authorizations to an
2450    authenticator in advance of the arrival of the peer.  The
2451    authenticators selected to receive the transported key material are
2452    selected based on past patterns of peer movement between
2453    authenticators known as the "neighbor graph".  In order to reduce
2454    handoff latency, proactive key distribution schemes typically only
2455    demonstrate proof of possession of transported keying material
2456    between the EAP peer and authenticator.  During a handoff, the
2457    backend authentication server is not provided with proof that the
2458    peer successfully authenticated to an authenticator; instead, the
2459    authenticator generates a stream of accounting messages without a
2460    corresponding set of authentication exchanges.  As described in
2461    [MishraPro], knowledge of the neighbor graph can be established via
2462    static configuration or analysis of authentication exchanges.  In
2463
2464
2465
2466 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 44]
2467 \f
2468 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2469
2470
2471    order to prevent corruption of the neighbor graph, new neighbor graph
2472    entries can only be created as the result of a successful EAP
2473    exchange, and accounting packets with no corresponding authentication
2474    exchange need to be verified to correspond to neighbor graph entries
2475    (e.g., corresponding to handoffs between neighbors).
2476
2477    In order to prevent compromise of one authenticator from resulting in
2478    compromise of other authenticators, cryptographic separation needs to
2479    be maintained between the keying material transported to each
2480    authenticator.  However, even where cryptographic separation is
2481    maintained, an attacker compromising an authenticator can still
2482    disrupt the operation of other authenticators.  As noted in [RFC3579]
2483    Section 4.3.7, in the absence of spoofing detection within the AAA
2484    infrastructure, it is possible for EAP authenticators to impersonate
2485    each other.  By forging NAS identification attributes within
2486    authentication messages, an attacker compromising one authenticator
2487    could corrupt the neighbor graph, tricking the backend authentication
2488    server into transporting keying material to arbitrary authenticators.
2489    While this would not enable recovery of EAP keying material without
2490    breaking fundamental cryptographic assumptions, it could enable
2491    subsequent fraudulent accounting messages, or allow an attacker to
2492    disrupt service by increasing load on the backend authentication
2493    server or thrashing the authenticator key cache.
2494
2495    Since proactive key distribution requires the distribution of derived
2496    keying material to candidate authenticators, the effectiveness of
2497    this scheme depends on the ability of backend authentication server
2498    to anticipate the movement of the EAP peer.  Since proactive key
2499    distribution relies on backend authentication server knowledge of the
2500    neighbor graph, it is most applicable to intra-domain handoff
2501    scenarios.  However, in inter-domain handoff, where there can be many
2502    authenticators, peers can frequently connect to authenticators that
2503    have not been previously encountered, making it difficult for the
2504    backend authentication server to derive a complete neighbor graph.
2505
2506    Since proactive key distribution schemes typically require
2507    introduction of server-initiated messages as described in [RFC5176]
2508    and [HANDOFF], security issues described in [RFC5176] Section 6 are
2509    applicable, including authorization (Section 6.1) and replay
2510    detection (Section 6.3) problems.
2511
2512
2513
2514
2515
2516
2517
2518
2519
2520
2521
2522 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 45]
2523 \f
2524 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2525
2526
2527 4.3.  AAA Bypass
2528
2529    Fast handoff techniques that enable elimination of the AAA exchange
2530    (phase 1b) differ fundamentally from typical network access scenarios
2531    (dial-up, wired LAN, etc.) that include user authentication as well
2532    as authorization for the offered service.  Where the AAA exchange
2533    (phase 1b) is omitted, authorizations and keying material are not
2534    provided by the backend authentication server, and as a result, they
2535    need to be supplied by other means.  This section describes some of
2536    the implications.
2537
2538 4.3.1.  Key Transport
2539
2540    Where transported keying material is not supplied by the backend
2541    authentication server, it needs to be provided by another party
2542    authorized to access that keying material.  As noted in Section 1.5,
2543    only the EAP peer, authenticator, and server are authorized to
2544    possess transported keying material.  Since EAP peers do not trust
2545    each other, if the backend authentication server does not supply
2546    transported keying material to a new authenticator, it can only be
2547    provided by a previous authenticator.
2548
2549    As noted in Section 1.5, the goal of the EAP conversation is to
2550    derive session keys known only to the peer and the authenticator.  If
2551    keying material is replicated between a previous authenticator and a
2552    new authenticator, then the previous authenticator can possess
2553    session keys used between the peer and new authenticator.  Also, the
2554    new authenticator can possess session keys used between the peer and
2555    the previous authenticator.
2556
2557    If a one-way function is used to derive the keying material to be
2558    transported to the new authenticator, then the new authenticator
2559    cannot possess previous session keys without breaking a fundamental
2560    cryptographic assumption.
2561
2562 4.3.2.  Authorization
2563
2564    As a part of the authentication process, the backend authentication
2565    server determines the user's authorization profile and transmits the
2566    authorizations to the authenticator along with the transported keying
2567    material.  Typically, the profile is determined based on the user
2568    identity, but a certificate presented by the user can also provide
2569    authorization information.
2570
2571    The backend authentication server is responsible for making a user
2572    authorization decision, which requires answering the following
2573    questions:
2574
2575
2576
2577
2578 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 46]
2579 \f
2580 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2581
2582
2583    (a)  Is this a legitimate user of this network?
2584
2585    (b)  Is the user allowed to access this network?
2586
2587    (c)  Is the user permitted to access this network on this day and at
2588         this time?
2589
2590    (d)  Is the user within the concurrent session limit?
2591
2592    (e)  Are there any fraud, credit limit, or other concerns that could
2593         lead to access denial?
2594
2595    (f)  If access is to be granted, what are the service parameters
2596         (mandatory tunneling, bandwidth, filters, and so on) to be
2597         provisioned for the user?
2598
2599    While the authorization decision is, in principle, simple, the
2600    distributed decision making process can add complexity.  Where
2601    brokers or proxies are involved, all of the AAA entities in the chain
2602    from the authenticator to the home backend authentication server are
2603    involved in the decision.  For example, a broker can deny access even
2604    if the home backend authentication server would allow it, or a proxy
2605    can add authorizations (e.g., bandwidth limits).
2606
2607    Decisions can be based on static policy definitions and profiles as
2608    well as dynamic state (e.g., time of day or concurrent session
2609    limits).  In addition to the Accept/Reject decisions made by AAA
2610    entities, service parameters or constraints can be communicated to
2611    the authenticator.
2612
2613    The criteria for Accept/Reject decisions or the reasons for choosing
2614    particular authorizations are typically not communicated to the
2615    authenticator, only the final result is.  As a result, the
2616    authenticator has no way to know on what the decision was based.  Was
2617    a set of authorization parameters sent because this service is always
2618    provided to the user, or was the decision based on the time of day
2619    and the capabilities of the authenticator?
2620
2621 4.3.3.  Correctness
2622
2623    When the AAA exchange (phase 1b) is bypassed, several challenges
2624    arise in ensuring correct authorization:
2625
2626    Theft of service
2627       Bypassing the AAA exchange (phase 1b) SHOULD NOT enable a user to
2628       extend their network access or gain access to services they are
2629       not entitled to.
2630
2631
2632
2633
2634 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 47]
2635 \f
2636 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2637
2638
2639    Consideration of network-wide state
2640       Handoff techniques SHOULD NOT render the backend authentication
2641       server incapable of keeping track of network-wide state.  For
2642       example, a backend authentication server can need to keep track of
2643       simultaneous user sessions.
2644
2645    Elevation of privilege
2646       Backend authentication servers often perform conditional
2647       evaluation, in which the authorizations returned in an
2648       Access-Accept message are contingent on the authenticator or on
2649       dynamic state such as the time of day.  In this situation,
2650       bypassing the AAA exchange could enable unauthorized access unless
2651       the restrictions are explicitly encoded within the authorizations
2652       provided by the backend authentication server.
2653
2654    A handoff mechanism that provides proper authorization is said to be
2655    "correct".  One condition for correctness is as follows:
2656
2657       For a handoff to be "correct" it MUST establish on the new
2658       authenticator the same authorizations as would have been created
2659       had the new authenticator completed a AAA conversation with the
2660       backend authentication server.
2661
2662    A properly designed handoff scheme will only succeed if it is
2663    "correct" in this way.  If a successful handoff would establish
2664    "incorrect" authorizations, it is preferable for it to fail.  Where
2665    the supported services differ between authenticators, a handoff that
2666    bypasses the backend authentication server is likely to fail.
2667    Section 1.1 of [RFC2865] states:
2668
2669       A authenticator that does not implement a given service MUST NOT
2670       implement the RADIUS attributes for that service.  For example, a
2671       authenticator that is unable to offer ARAP service MUST NOT
2672       implement the RADIUS attributes for ARAP.  A authenticator MUST
2673       treat a RADIUS access-accept authorizing an unavailable service as
2674       an access-reject instead.
2675
2676    This behavior applies to attributes that are known, but not
2677    implemented.  For attributes that are unknown, Section 5 of [RFC2865]
2678    states:
2679
2680       A RADIUS server MAY ignore Attributes with an unknown Type.  A
2681       RADIUS client MAY ignore Attributes with an unknown Type.
2682
2683    In order to perform a correct handoff, if a new authenticator is
2684    provided with RADIUS authorizations for a known but unavailable
2685    service, then it MUST process these authorizations the same way it
2686    would handle a RADIUS Access-Accept requesting an unavailable
2687
2688
2689
2690 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 48]
2691 \f
2692 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2693
2694
2695    service;  this MUST cause the handoff to fail.  However, if a new
2696    authenticator is provided with authorizations including unknown
2697    attributes, then these attributes MAY be ignored.  The definition of
2698    a "known but unsupported service" MUST encompass requests for
2699    unavailable security services.  This includes vendor-specific
2700    attributes related to security, such as those described in [RFC2548].
2701    Although it can seem somewhat counter-intuitive, failure is indeed
2702    the "correct" result where a known but unsupported service is
2703    requested.
2704
2705    Presumably, a correctly configured backend authentication server
2706    would not request that an authenticator provide a service that it
2707    does not implement.  This implies that if the new authenticator were
2708    to complete a AAA conversation, it would be likely to receive
2709    different service instructions.  Failure of the handoff is the
2710    desired result since it will cause the new authenticator to go back
2711    to the backend server in order to receive the appropriate service
2712    definition.
2713
2714    Handoff mechanisms that bypass the backend authentication server are
2715    most likely to be successful when employed in a homogeneous
2716    deployment within a single administrative domain.  In a heterogeneous
2717    deployment, the backend authentication server can return different
2718    authorizations depending on the authenticator making the request in
2719    order to make sure that the requested service is consistent with the
2720    authenticator capabilities.  Where a backend authentication server
2721    would send different authorizations to the new authenticator than
2722    were sent to a previous authenticator, transferring authorizations
2723    between the previous authenticator and the new authenticator will
2724    result in incorrect authorization.
2725
2726    Virtual LAN (VLAN) support is defined in [IEEE-802.1Q]; RADIUS
2727    support for dynamic VLANs is described in [RFC3580] and [RFC4675].
2728    If some authenticators support dynamic VLANs while others do not,
2729    then attributes present in the Access-Request (such as the
2730    NAS-Port-Type, NAS-IP-Address, NAS-IPv6-Address, and NAS-Identifier)
2731    could be examined by the backend authentication server to determine
2732    when VLAN attributes will be returned, and if so, which ones.
2733    However, if the backend authenticator is bypassed, then a handoff
2734    occurring between authenticators supporting different VLAN
2735    capabilities could result in a user obtaining access to an
2736    unauthorized VLAN (e.g., a user with access to a guest VLAN being
2737    given unrestricted access to the network).
2738
2739
2740
2741
2742
2743
2744
2745
2746 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 49]
2747 \f
2748 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2749
2750
2751    Similarly, it is preferable for a handoff between an authenticator
2752    providing confidentiality and another that does not to fail, since if
2753    the handoff were successful, the user would be moved from a secure to
2754    an insecure channel without permission from the backend
2755    authentication server.
2756
2757 5.  Security Considerations
2758
2759    The EAP threat model is described in [RFC3748] Section 7.1.  The
2760    security properties of EAP methods (known as "security claims") are
2761    described in [RFC3748] Section 7.2.1.  EAP method requirements for
2762    applications such as Wireless LAN authentication are described in
2763    [RFC4017].  The RADIUS threat model is described in [RFC3579] Section
2764    4.1, and responses to these threats are described in [RFC3579],
2765    Sections 4.2 and 4.3.
2766
2767    However, in addition to threats against EAP and AAA, there are other
2768    system level threats.  In developing the threat model, it is assumed
2769    that:
2770
2771       All traffic is visible to the attacker.
2772       The attacker can alter, forge, or replay messages.
2773       The attacker can reroute messages to another principal.
2774       The attacker can be a principal or an outsider.
2775       The attacker can compromise any key that is sufficiently old.
2776
2777    Threats arising from these assumptions include:
2778
2779    (a)  An attacker can compromise or steal an EAP peer or
2780         authenticator, in an attempt to gain access to other EAP peers
2781         or authenticators or to obtain long-term secrets.
2782
2783    (b)  An attacker can attempt a downgrade attack in order to exploit
2784         known weaknesses in an authentication method or cryptographic
2785         algorithm.
2786
2787    (c)  An attacker can try to modify or spoof packets, including
2788         Discovery or Secure Association Protocol frames, EAP or AAA
2789         packets.
2790
2791    (d)  An attacker can attempt to induce an EAP peer, authenticator, or
2792         server to disclose keying material to an unauthorized party, or
2793         utilize keying material outside the context that it was intended
2794         for.
2795
2796    (e)  An attacker can alter, forge, or replay packets.
2797
2798
2799
2800
2801
2802 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 50]
2803 \f
2804 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2805
2806
2807    (f)  An attacker can cause an EAP peer, authenticator, or server to
2808         reuse a stale key.  Use of stale keys can also occur
2809         unintentionally.  For example, a poorly implemented backend
2810         authentication server can provide stale keying material to an
2811         authenticator, or a poorly implemented authenticator can reuse
2812         nonces.
2813
2814    (g)  An authenticated attacker can attempt to obtain elevated
2815         privilege in order to access information that it does not have
2816         rights to.
2817
2818    (h)  An attacker can attempt a man-in-the-middle attack in order to
2819         gain access to the network.
2820
2821    (i)  An attacker can compromise an EAP authenticator in an effort to
2822         commit fraud.  For example, a compromised authenticator can
2823         provide incorrect information to the EAP peer and/or server via
2824         out-of-band mechanisms (such as via a AAA or lower-layer
2825         protocol).  This includes impersonating another authenticator,
2826         or providing inconsistent information to the peer and EAP
2827         server.
2828
2829    (j)  An attacker can launch a denial-of-service attack against the
2830         EAP peer, authenticator, or backend authentication server.
2831
2832    In order to address these threats, [RFC4962] Section 3 describes
2833    required and recommended security properties.  The sections that
2834    follow analyze the compliance of EAP methods, AAA protocols, and
2835    Secure Association Protocols with those guidelines.
2836
2837 5.1.  Peer and Authenticator Compromise
2838
2839    Requirement: In the event that an authenticator is compromised or
2840    stolen, an attacker can gain access to the network through that
2841    authenticator, or can obtain the credentials needed for the
2842    authenticator/AAA client to communicate with one or more backend
2843    authentication servers.  Similarly, if a peer is compromised or
2844    stolen, an attacker can obtain credentials needed to communicate with
2845    one or more authenticators.  A mandatory requirement from [RFC4962]
2846    Section 3:
2847
2848       Prevent the Domino effect
2849
2850       Compromise of a single peer MUST NOT compromise keying material
2851       held by any other peer within the system, including session keys
2852       and long-term keys.  Likewise, compromise of a single
2853       authenticator MUST NOT compromise keying material held by any
2854       other authenticator within the system.  In the context of a key
2855
2856
2857
2858 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 51]
2859 \f
2860 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2861
2862
2863       hierarchy, this means that the compromise of one node in the key
2864       hierarchy must not disclose the information necessary to
2865       compromise other branches in the key hierarchy.  Obviously, the
2866       compromise of the root of the key hierarchy will compromise all of
2867       the keys; however, a compromise in one branch MUST NOT result in
2868       the compromise of other branches.  There are many implications of
2869       this requirement; however, two implications deserve highlighting.
2870       First, the scope of the keying material must be defined and
2871       understood by all parties that communicate with a party that holds
2872       that keying material.  Second, a party that holds keying material
2873       in a key hierarchy must not share that keying material with
2874       parties that are associated with other branches in the key
2875       hierarchy.
2876
2877       Group keys are an obvious exception.  Since all members of the
2878       group have a copy of the same key, compromise of any one of the
2879       group members will result in the disclosure of the group key.
2880
2881    Some of the implications of the requirement are as follows:
2882
2883    Key Sharing
2884         In order to be able to determine whether keying material has
2885         been shared, it is necessary for the identity of the EAP
2886         authenticator (NAS-Identifier) to be defined and understood by
2887         all parties that communicate with it.  EAP lower-layer
2888         specifications such as [IEEE-802.11], [IEEE-802.16e],
2889         [IEEE-802.1X], IKEv2 [RFC4306], and PPP [RFC1661] do not involve
2890         key sharing.
2891
2892    AAA Credential Sharing
2893         AAA credentials (such as RADIUS shared secrets, IPsec pre-shared
2894         keys or certificates) MUST NOT be shared between AAA clients,
2895         since if one AAA client were compromised, this would enable an
2896         attacker to impersonate other AAA clients to the backend
2897         authentication server, or even to impersonate a backend
2898         authentication server to other AAA clients.
2899
2900    Compromise of Long-Term Credentials
2901         An attacker obtaining keying material (such as TSKs, TEKs, or
2902         the MSK) MUST NOT be able to obtain long-term user credentials
2903         such as pre-shared keys, passwords, or private-keys without
2904         breaking a fundamental cryptographic assumption.  The mandatory
2905         requirements of [RFC4017] Section 2.2 include generation of EAP
2906         keying material, capability to generate EAP keying material with
2907         128 bits of effective strength, resistance to dictionary
2908         attacks, shared state equivalence, and protection against
2909         man-in-the-middle attacks.
2910
2911
2912
2913
2914 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 52]
2915 \f
2916 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2917
2918
2919 5.2.  Cryptographic Negotiation
2920
2921    Mandatory requirements from [RFC4962] Section 3:
2922
2923       Cryptographic algorithm independent
2924
2925       The AAA key management protocol MUST be cryptographic algorithm
2926       independent.  However, an EAP method MAY depend on a specific
2927       cryptographic algorithm.  The ability to negotiate the use of a
2928       particular cryptographic algorithm provides resilience against
2929       compromise of a particular cryptographic algorithm.  Algorithm
2930       independence is also REQUIRED with a Secure Association Protocol
2931       if one is defined.  This is usually accomplished by including an
2932       algorithm identifier and parameters in the protocol, and by
2933       specifying the algorithm requirements in the protocol
2934       specification.  While highly desirable, the ability to negotiate
2935       key derivation functions (KDFs) is not required.  For
2936       interoperability, at least one suite of mandatory-to-implement
2937       algorithms MUST be selected.  Note that without protection by
2938       IPsec as described in [RFC3579] Section 4.2, RADIUS [RFC2865] does
2939       not meet this requirement, since the integrity protection
2940       algorithm cannot be negotiated.
2941
2942       This requirement does not mean that a protocol must support both
2943       public-key and symmetric-key cryptographic algorithms.  It means
2944       that the protocol needs to be structured in such a way that
2945       multiple public-key algorithms can be used whenever a public-key
2946       algorithm is employed.  Likewise, it means that the protocol needs
2947       to be structured in such a way that multiple symmetric-key
2948       algorithms can be used whenever a symmetric-key algorithm is
2949       employed.
2950
2951       Confirm ciphersuite selection
2952
2953       The selection of the "best" ciphersuite SHOULD be securely
2954       confirmed.  The mechanism SHOULD detect attempted roll-back
2955       attacks.
2956
2957    EAP methods satisfying [RFC4017] Section 2.2 mandatory requirements
2958    and AAA protocols utilizing transmission-layer security are capable
2959    of addressing downgrade attacks.  [RFC3748] Section 7.2.1 describes
2960    the "protected ciphersuite negotiation" security claim that refers to
2961    the ability of an EAP method to negotiate the ciphersuite used to
2962    protect the EAP method conversation, as well as to integrity protect
2963    the ciphersuite negotiation.  [RFC4017] Section 2.2 requires EAP
2964    methods satisfying this security claim.  Since TLS v1.2 [RFC5246] and
2965    IKEv2 [RFC4306] support negotiation of Key Derivation Functions
2966    (KDFs), EAP methods based on TLS or IKEv2 will, if properly designed,
2967
2968
2969
2970 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 53]
2971 \f
2972 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
2973
2974
2975    inherit this capability.  However, negotiation of KDFs is not
2976    required by RFC 4962 [RFC4962], and EAP methods based on neither TLS
2977    nor IKEv2 typically do not support KDF negotiation.
2978
2979    When AAA protocols utilize TLS [RFC5246] or IPsec [RFC4301] for
2980    transmission layer security, they can leverage the cryptographic
2981    algorithm negotiation support provided by IKEv2 [RFC4306] or TLS
2982    [RFC5246].  RADIUS [RFC3579] by itself does not support cryptographic
2983    algorithm negotiation and relies on MD5 for integrity protection,
2984    authentication, and confidentiality.  Given the known weaknesses in
2985    MD5 [MD5Collision], this is undesirable, and can be addressed via use
2986    of RADIUS over IPsec, as described in [RFC3579] Section 4.2.
2987
2988    To ensure against downgrade attacks within lower-layer protocols,
2989    algorithm independence is REQUIRED with lower layers using EAP for
2990    key derivation.  For interoperability, at least one suite of
2991    mandatory-to-implement algorithms MUST be selected.  Lower-layer
2992    protocols supporting EAP for key derivation SHOULD also support
2993    secure ciphersuite negotiation as well as KDF negotiation.
2994
2995    As described in [RFC1968], PPP ECP does not support secure
2996    ciphersuite negotiation.  While [IEEE-802.16e] and [IEEE-802.11]
2997    support ciphersuite negotiation for protection of data, they do not
2998    support negotiation of the cryptographic primitives used within the
2999    Secure Association Protocol, such as message integrity checks (MICs)
3000    and KDFs.
3001
3002 5.3.  Confidentiality and Authentication
3003
3004    Mandatory requirements from [RFC4962] Section 3:
3005
3006       Authenticate all parties
3007
3008       Each party in the AAA key management protocol MUST be
3009       authenticated to the other parties with whom they communicate.
3010       Authentication mechanisms MUST maintain the confidentiality of any
3011       secret values used in the authentication process.  When a secure
3012       association protocol is used to establish session keys, the
3013       parties involved in the secure association protocol MUST identify
3014       themselves using identities that are meaningful in the lower-layer
3015       protocol environment that will employ the session keys.  In this
3016       situation, the authenticator and peer may be known by different
3017       identifiers in the AAA protocol environment and the lower-layer
3018       protocol environment, making authorization decisions difficult
3019       without a clear key scope.  If the lower-layer identifier of the
3020
3021
3022
3023
3024
3025
3026 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 54]
3027 \f
3028 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3029
3030
3031       peer will be used to make authorization decisions, then the pair
3032       of identifiers associated with the peer MUST be authorized by the
3033       authenticator and/or the AAA server.
3034
3035       AAA protocols, such as RADIUS [RFC2865] and Diameter [RFC3588],
3036       provide a mechanism for the identification of AAA clients; since
3037       the EAP authenticator and AAA client are always co-resident, this
3038       mechanism is applicable to the identification of EAP
3039       authenticators.
3040
3041       When multiple base stations and a "controller" (such as a WLAN
3042       switch) comprise a single EAP authenticator, the "base station
3043       identity" is not relevant; the EAP method conversation takes place
3044       between the EAP peer and the EAP server.  Also, many base stations
3045       can share the same authenticator identity.  The authenticator
3046       identity is important in the AAA protocol exchange and the secure
3047       association protocol conversation.
3048
3049       Authentication mechanisms MUST NOT employ plaintext passwords.
3050       Passwords may be used provided that they are not sent to another
3051       party without confidentiality protection.
3052
3053       Keying material confidentiality and integrity
3054
3055       While preserving algorithm independence, confidentiality and
3056       integrity of all keying material MUST be maintained.
3057
3058    Conformance to these requirements is analyzed in the sections that
3059    follow.
3060
3061 5.3.1.  Spoofing
3062
3063    Per-packet authentication and integrity protection provides
3064    protection against spoofing attacks.
3065
3066    Diameter [RFC3588] provides support for per-packet authentication and
3067    integrity protection via use of IPsec or TLS.  RADIUS/EAP [RFC3579]
3068    provides for per-packet authentication and integrity protection via
3069    use of the Message-Authenticator Attribute.
3070
3071    [RFC3748] Section 7.2.1 describes the "integrity protection" security
3072    claim and [RFC4017] Section 2.2 requires EAP methods supporting this
3073    claim.
3074
3075    In order to prevent forgery of Secure Association Protocol frames,
3076    per-frame authentication and integrity protection is RECOMMENDED on
3077    all messages.  IKEv2 [RFC4306] supports per-frame integrity
3078
3079
3080
3081
3082 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 55]
3083 \f
3084 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3085
3086
3087    protection and authentication, as does the Secure Association
3088    Protocol defined in [IEEE-802.16e].  [IEEE-802.11] supports per-frame
3089    integrity protection and authentication on all messages within the
3090    4-way handshake except the first message.  An attack leveraging this
3091    omission is described in [Analysis].
3092
3093 5.3.2.  Impersonation
3094
3095    Both RADIUS [RFC2865] and Diameter [RFC3588] implementations are
3096    potentially vulnerable to a rogue authenticator impersonating another
3097    authenticator.  While both protocols support mutual authentication
3098    between the AAA client/authenticator and the backend authentication
3099    server, the security mechanisms vary.
3100
3101    In RADIUS, the shared secret used for authentication is determined by
3102    the source address of the RADIUS packet.  However, when RADIUS
3103    Access-Requests are forwarded by a proxy, the NAS-IP-Address,
3104    NAS-Identifier, or NAS-IPv6-Address attributes received by the RADIUS
3105    server will not correspond to the source address.  As noted in
3106    [RFC3579] Section 4.3.7, if the first-hop proxy does not check the
3107    NAS identification attributes against the source address in the
3108    Access-Request packet, it is possible for a rogue authenticator to
3109    forge NAS-IP-Address [RFC2865], NAS-IPv6-Address [RFC3162], or
3110    NAS-Identifier [RFC2865] attributes in order to impersonate another
3111    authenticator; attributes such as the Called-Station-Id [RFC2865] and
3112    Calling-Station-Id [RFC2865] can be forged as well.  Among other
3113    things, this can result in messages (and transported keying material)
3114    being sent to the wrong authenticator.
3115
3116    While [RFC3588] requires use of the Route-Record AVP, this utilizes
3117    Fully Qualified Domain Names (FQDNs), so that impersonation detection
3118    requires DNS A, AAAA, and PTR Resource Records (RRs) to be properly
3119    configured.  As a result, Diameter is as vulnerable to this attack as
3120    RADIUS, if not more so.  [RFC3579] Section 4.3.7 recommends
3121    mechanisms for impersonation detection; to prevent access to keying
3122    material by proxies without a "need to know", it is necessary to
3123    allow the backend authentication server to communicate with the
3124    authenticator directly, such as via the redirect functionality
3125    supported in [RFC3588].
3126
3127 5.3.3.  Channel Binding
3128
3129    It is possible for a compromised or poorly implemented EAP
3130    authenticator to communicate incorrect information to the EAP peer
3131    and/or server.  This can enable an authenticator to impersonate
3132    another authenticator or communicate incorrect information via
3133    out-of-band mechanisms (such as via AAA or the lower layer).
3134
3135
3136
3137
3138 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 56]
3139 \f
3140 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3141
3142
3143    Where EAP is used in pass-through mode, the EAP peer does not verify
3144    the identity of the pass-through authenticator within the EAP
3145    conversation.  Within the Secure Association Protocol, the EAP peer
3146    and authenticator only demonstrate mutual possession of the
3147    transported keying material; they do not mutually authenticate.  This
3148    creates a potential security vulnerability, described in [RFC3748]
3149    Section 7.15.
3150
3151    As described in [RFC3579] Section 4.3.7, it is possible for a
3152    first-hop AAA proxy to detect a AAA client attempting to impersonate
3153    another authenticator.  However, it is possible for a pass-through
3154    authenticator acting as a AAA client to provide correct information
3155    to the backend authentication server while communicating misleading
3156    information to the EAP peer via the lower layer.
3157
3158    For example, a compromised authenticator can utilize another
3159    authenticator's Called-Station-Id or NAS-Identifier in communicating
3160    with the EAP peer via the lower layer.  Also, a pass-through
3161    authenticator acting as a AAA client can provide an incorrect peer
3162    Calling-Station-Id [RFC2865] [RFC3580] to the backend authentication
3163    server via the AAA protocol.
3164
3165    As noted in [RFC3748] Section 7.15, this vulnerability can be
3166    addressed by EAP methods that support a protected exchange of channel
3167    properties such as endpoint identifiers, including (but not limited
3168    to): Called-Station-Id [RFC2865] [RFC3580], Calling-Station-Id
3169    [RFC2865] [RFC3580], NAS-Identifier [RFC2865], NAS-IP-Address
3170    [RFC2865], and NAS-IPv6-Address [RFC3162].
3171
3172    Using such a protected exchange, it is possible to match the channel
3173    properties provided by the authenticator via out-of-band mechanisms
3174    against those exchanged within the EAP method.  Typically, the EAP
3175    method imports channel binding parameters from the lower layer on the
3176    peer, and transmits them securely to the EAP server, which exports
3177    them to the lower layer or AAA layer.  However, transport can occur
3178    from EAP server to peer, or can be bi-directional.  On the side of
3179    the exchange (peer or server) where channel binding is verified, the
3180    lower layer or AAA layer passes the result of the verification (TRUE
3181    or FALSE) up to the EAP method.  While the verification can be done
3182    either by the peer or the server, typically only the server has the
3183    knowledge to determine the correctness of the values, as opposed to
3184    merely verifying their equality.  For further discussion, see
3185    [EAP-SERVICE].
3186
3187    It is also possible to perform channel binding without transporting
3188    data over EAP, as described in [EAP-CHANNEL].  In this approach the
3189    EAP method includes channel binding parameters in the calculation of
3190    exported EAP keying material, making it impossible for the peer and
3191
3192
3193
3194 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 57]
3195 \f
3196 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3197
3198
3199    authenticator to complete the Secure Association Protocol if there is
3200    a mismatch in the channel binding parameters.  However, this approach
3201    can only be applied where methods generating EAP keying material are
3202    used along with lower layers that utilize EAP keying material.  For
3203    example, this mechanism would not enable verification of channel
3204    binding on wired IEEE 802 networks using [IEEE-802.1X].
3205
3206 5.3.4.  Mutual Authentication
3207
3208    [RFC3748] Section 7.2.1 describes the "mutual authentication" and
3209    "dictionary attack resistance" claims, and [RFC4017] requires EAP
3210    methods satisfying these claims.  EAP methods complying with
3211    [RFC4017] therefore provide for mutual authentication between the EAP
3212    peer and server.
3213
3214    [RFC3748] Section 7.2.1 also describes the "Cryptographic binding"
3215    security claim, and [RFC4017] Section 2.2 requires support for this
3216    claim.  As described in [EAP-BINDING], EAP method sequences and
3217    compound authentication mechanisms can be subject to
3218    man-in-the-middle attacks.  When such attacks are successfully
3219    carried out, the attacker acts as an intermediary between a victim
3220    and a legitimate authenticator.  This allows the attacker to
3221    authenticate successfully to the authenticator, as well as to obtain
3222    access to the network.
3223
3224    In order to prevent these attacks, [EAP-BINDING] recommends
3225    derivation of a compound key by which the EAP peer and server can
3226    prove that they have participated in the entire EAP exchange.  Since
3227    the compound key MUST NOT be known to an attacker posing as an
3228    authenticator, and yet must be derived from EAP keying material, it
3229    MAY be desirable to derive the compound key from a portion of the
3230    EMSK.  Where this is done, in order to provide proper key hygiene, it
3231    is RECOMMENDED that the compound key used for man-in-the-middle
3232    protection be cryptographically separate from other keys derived from
3233    the EMSK.
3234
3235    Diameter [RFC3588] provides for per-packet authentication and
3236    integrity protection via IPsec or TLS, and RADIUS/EAP [RFC3579] also
3237    provides for per-packet authentication and integrity protection.
3238    Where the authenticator/AAA client and backend authentication server
3239    communicate directly and credible key wrap is used (see Section 3.8),
3240    this ensures that the AAA Key Transport (phase 1b) achieves its
3241    security objectives: mutually authenticating the AAA
3242    client/authenticator and backend authentication server and providing
3243    transported keying material to the EAP authenticator and to no other
3244    party.
3245
3246
3247
3248
3249
3250 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 58]
3251 \f
3252 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3253
3254
3255    [RFC2607] Section 7 describes the security issues occurring when the
3256    authenticator/AAA client and backend authentication server do not
3257    communicate directly.  Where a AAA intermediary is present (such as a
3258    RADIUS proxy or a Diameter agent), and data object security is not
3259    used, transported keying material can be recovered by an attacker in
3260    control of the intermediary.  As discussed in Section 2.1, unless the
3261    TSKs are derived independently from EAP keying material (as in
3262    IKEv2), possession of transported keying material enables decryption
3263    of data traffic sent between the peer and the authenticator to whom
3264    the keying material was transported.  It also allows the AAA
3265    intermediary to impersonate the authenticator or the peer.  Since the
3266    peer does not authenticate to a AAA intermediary, it has no ability
3267    to determine whether it is authentic or authorized to obtain keying
3268    material.
3269
3270    However, as long as transported keying material or keys derived from
3271    it are only utilized by a single authenticator, compromise of the
3272    transported keying material does not enable an attacker to
3273    impersonate the peer to another authenticator.  Vulnerability to
3274    compromise of a AAA intermediary can be mitigated by implementation
3275    of redirect functionality, as described in [RFC3588] and [RFC4072].
3276
3277    The Secure Association Protocol does not provide for mutual
3278    authentication between the EAP peer and authenticator, only mutual
3279    proof of possession of transported keying material.  In order for the
3280    peer to verify the identity of the authenticator, mutual proof of
3281    possession needs to be combined with impersonation prevention and
3282    channel binding.  Impersonation prevention (described in Section
3283    5.3.2) enables the backend authentication server to determine that
3284    the transported keying material has been provided to the correct
3285    authenticator.  When utilized along with impersonation prevention,
3286    channel binding (described in Section 5.3.3) enables the EAP peer to
3287    verify that the EAP server has authorized the authenticator to
3288    possess the transported keying material.  Completion of the Secure
3289    Association Protocol exchange demonstrates that the EAP peer and the
3290    authenticator possess the transported keying material.
3291
3292 5.4.  Key Binding
3293
3294    Mandatory requirement from [RFC4962] Section 3:
3295
3296       Bind key to its context
3297
3298       Keying material MUST be bound to the appropriate context.  The
3299       context includes the following:
3300
3301       o  The manner in which the keying material is expected to be used.
3302
3303
3304
3305
3306 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 59]
3307 \f
3308 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3309
3310
3311       o  The other parties that are expected to have access to the
3312          keying material.
3313
3314       o  The expected lifetime of the keying material.  Lifetime of a
3315          child key SHOULD NOT be greater than the lifetime of its parent
3316          in the key hierarchy.
3317
3318       Any party with legitimate access to keying material can determine
3319       its context.  In addition, the protocol MUST ensure that all
3320       parties with legitimate access to keying material have the same
3321       context for the keying material.  This requires that the parties
3322       are properly identified and authenticated, so that all of the
3323       parties that have access to the keying material can be determined.
3324
3325       The context will include the peer and NAS identities in more than
3326       one form.  One (or more) name form is needed to identify these
3327       parties in the authentication exchange and the AAA protocol.
3328       Another name form may be needed to identify these parties within
3329       the lower layer that will employ the session key.
3330
3331    Within EAP, exported keying material (MSK, EMSK,IV) is bound to the
3332    Peer-Id(s) and Server-Id(s), which are exported along with the keying
3333    material.  However, not all EAP methods support authenticated server
3334    identities (see Appendix A).
3335
3336    Within the AAA protocol, transported keying material is destined for
3337    the EAP authenticator identified by the NAS-Identifier Attribute
3338    within the request, and is for use by the EAP peer identified by the
3339    Peer-Id(s), User-Name [RFC2865], or Chargeable User Identity (CUI)
3340    [RFC4372] attributes.  The maximum lifetime of the transported keying
3341    material can be provided, as discussed in Section 3.5.1.  Key usage
3342    restrictions can also be included as described in Section 3.2.  Key
3343    lifetime issues are discussed in Sections 3.3, 3.4, and 3.5.
3344
3345 5.5.  Authorization
3346
3347    Requirement: The Secure Association Protocol (phase 2) conversation
3348    may utilize different identifiers from the EAP conversation (phase
3349    1a), so that binding between the EAP and Secure Association Protocol
3350    identities is REQUIRED.
3351
3352    Mandatory requirement from [RFC4962] Section 3:
3353
3354       Peer and authenticator authorization
3355
3356       Peer and authenticator authorization MUST be performed.  These
3357       entities MUST demonstrate possession of the appropriate keying
3358       material, without disclosing it.  Authorization is REQUIRED
3359
3360
3361
3362 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 60]
3363 \f
3364 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3365
3366
3367       whenever a peer associates with a new authenticator.  The
3368       authorization checking prevents an elevation of privilege attack,
3369       and it ensures that an unauthorized authenticator is detected.
3370
3371       Authorizations SHOULD be synchronized between the peer, NAS, and
3372       backend authentication server.  Once the AAA key management
3373       protocol exchanges are complete, all of these parties should hold
3374       a common view of the authorizations associated with the other
3375       parties.
3376
3377       In addition to authenticating all parties, key management
3378       protocols need to demonstrate that the parties are authorized to
3379       possess keying material.  Note that proof of possession of keying
3380       material does not necessarily prove authorization to hold that
3381       keying material.  For example, within an IEEE 802.11, the 4-way
3382       handshake demonstrates that both the peer and authenticator
3383       possess the same EAP keying material.  However, by itself, this
3384       possession proof does not demonstrate that the authenticator was
3385       authorized by the backend authentication server to possess that
3386       keying material.  As noted in [RFC3579] in Section 4.3.7, where
3387       AAA proxies are present, it is possible for one authenticator to
3388       impersonate another, unless each link in the AAA chain implements
3389       checks against impersonation.  Even with these checks in place, an
3390       authenticator may still claim different identities to the peer and
3391       the backend authentication server.  As described in [RFC3748]
3392       Section 7.15, channel binding is required to enable the peer to
3393       verify that the authenticator claim of identity is both consistent
3394       and correct.
3395
3396    Recommendation from [RFC4962] Section 3:
3397
3398       Authorization restriction
3399
3400       If peer authorization is restricted, then the peer SHOULD be made
3401       aware of the restriction.  Otherwise, the peer may inadvertently
3402       attempt to circumvent the restriction.  For example, authorization
3403       restrictions in an IEEE 802.11 environment include:
3404
3405       o  Key lifetimes, where the keying material can only be used for a
3406          certain period of time;
3407
3408       o  SSID restrictions, where the keying material can only be used
3409          with a specific IEEE 802.11 SSID;
3410
3411       o  Called-Station-ID restrictions, where the keying material can
3412          only be used with a single IEEE 802.11 BSSID; and
3413
3414
3415
3416
3417
3418 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 61]
3419 \f
3420 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3421
3422
3423       o  Calling-Station-ID restrictions, where the keying material can
3424          only be used with a single peer IEEE 802 MAC address.
3425
3426    As described in Section 2.3, consistent identification of the EAP
3427    authenticator enables the EAP peer to determine the scope of keying
3428    material provided to an authenticator, as well as to confirm with the
3429    backend authentication server that an EAP authenticator proving
3430    possession of EAP keying material during the Secure Association
3431    Protocol was authorized to obtain it.
3432
3433    Within the AAA protocol, the authorization attributes are bound to
3434    the transported keying material.  While the AAA exchange provides the
3435    AAA client/authenticator with authorizations relating to the EAP
3436    peer, neither the EAP nor AAA exchanges provide authorizations to the
3437    EAP peer.  In order to ensure that all parties hold the same view of
3438    the authorizations, it is RECOMMENDED that the Secure Association
3439    Protocol enable communication of authorizations between the EAP
3440    authenticator and peer.
3441
3442    In lower layers where the authenticator consistently identifies
3443    itself to the peer and backend authentication server and the EAP peer
3444    completes the Secure Association Protocol exchange with the same
3445    authenticator through which it completed the EAP conversation,
3446    authorization of the authenticator is demonstrated to the peer by
3447    mutual authentication between the peer and authenticator as discussed
3448    in the previous section.  Identification issues are discussed in
3449    Sections 2.3, 2.4, and 2.5 and key scope issues are discussed in
3450    Section 3.2.
3451
3452    Where the EAP peer utilizes different identifiers within the EAP
3453    method and Secure Association Protocol conversations, peer
3454    authorization can be difficult to demonstrate to the authenticator
3455    without additional restrictions.  This problem does not exist in
3456    IKEv2 where the Identity Payload is used for peer identification both
3457    within IKEv2 and EAP, and where the EAP conversation is
3458    cryptographically protected within IKEv2 binding the EAP and IKEv2
3459    exchanges.  However, within [IEEE-802.11], the EAP peer identity is
3460    not used within the 4-way handshake, so that it is necessary for the
3461    authenticator to require that the EAP peer utilize the same MAC
3462    address for EAP authentication as for the 4-way handshake.
3463
3464
3465
3466
3467
3468
3469
3470
3471
3472
3473
3474 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 62]
3475 \f
3476 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3477
3478
3479 5.6.  Replay Protection
3480
3481    Mandatory requirement from [RFC4962] Section 3:
3482
3483       Replay detection mechanism
3484
3485       The AAA key management protocol exchanges MUST be replay
3486       protected, including AAA, EAP and Secure Association Protocol
3487       exchanges.  Replay protection allows a protocol message recipient
3488       to discard any message that was recorded during a previous
3489       legitimate dialogue and presented as though it belonged to the
3490       current dialogue.
3491
3492    [RFC3748] Section 7.2.1 describes the "replay protection" security
3493    claim, and [RFC4017] Section 2.2 requires use of EAP methods
3494    supporting this claim.
3495
3496    Diameter [RFC3588] provides support for replay protection via use of
3497    IPsec or TLS.  "RADIUS Support for EAP" [RFC3579] protects against
3498    replay of keying material via the Request Authenticator.  According
3499    to [RFC2865] Section 3:
3500
3501       In Access-Request Packets, the Authenticator value is a 16 octet
3502       random number, called the Request Authenticator.
3503
3504    However, some RADIUS packets are not replay protected.  In
3505    Accounting, Disconnect, and Care-of Address (CoA)-Request packets,
3506    the Request Authenticator contains a keyed Message Integrity Code
3507    (MIC) rather than a nonce.  The Response Authenticator in Accounting,
3508    Disconnect, and CoA-Response packets also contains a keyed MIC whose
3509    calculation does not depend on a nonce in either the Request or
3510    Response packets.  Therefore, unless an Event-Timestamp attribute is
3511    included or IPsec is used, it is possible that the recipient will not
3512    be able to determine whether these packets have been replayed.  This
3513    issue is discussed further in [RFC5176] Section 6.3.
3514
3515    In order to prevent replay of Secure Association Protocol frames,
3516    replay protection is REQUIRED on all messages.  [IEEE-802.11]
3517    supports replay protection on all messages within the 4-way
3518    handshake; IKEv2 [RFC4306] also supports this.
3519
3520
3521
3522
3523
3524
3525
3526
3527
3528
3529
3530 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 63]
3531 \f
3532 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3533
3534
3535 5.7.  Key Freshness
3536
3537    Requirement: A session key SHOULD be considered compromised if it
3538    remains in use beyond its authorized lifetime.  Mandatory requirement
3539    from [RFC4962] Section 3:
3540
3541       Strong, fresh session keys
3542
3543       While preserving algorithm independence, session keys MUST be
3544       strong and fresh.  Each session deserves an independent session
3545       key.  Fresh keys are required even when a long replay counter
3546       (that is, one that "will never wrap") is used to ensure that loss
3547       of state does not cause the same counter value to be used more
3548       than once with the same session key.
3549
3550       Some EAP methods are capable of deriving keys of varying strength,
3551       and these EAP methods MUST permit the generation of keys meeting a
3552       minimum equivalent key strength.  BCP 86 [RFC3766] offers advice
3553       on appropriate key sizes.  The National Institute for Standards
3554       and Technology (NIST) also offers advice on appropriate key sizes
3555       in [SP800-57].
3556
3557       A fresh cryptographic key is one that is generated specifically
3558       for the intended use.  In this situation, a secure association
3559       protocol is used to establish session keys.  The AAA protocol and
3560       EAP method MUST ensure that the keying material supplied as an
3561       input to session key derivation is fresh, and the secure
3562       association protocol MUST generate a separate session key for each
3563       session, even if the keying material provided by EAP is cached.  A
3564       cached key persists after the authentication exchange has
3565       completed.  For the AAA/EAP server, key caching can happen when
3566       state is kept on the server.  For the NAS or client, key caching
3567       can happen when the NAS or client does not destroy keying material
3568       immediately following the derivation of session keys.
3569
3570       Session keys MUST NOT be dependent on one another.  Multiple
3571       session keys may be derived from a higher-level shared secret as
3572       long as a one-time value, usually called a nonce, is used to
3573       ensure that each session key is fresh.  The mechanism used to
3574       generate session keys MUST ensure that the disclosure of one
3575       session key does not aid the attacker in discovering any other
3576       session keys.
3577
3578    EAP, AAA, and the lower layer each bear responsibility for ensuring
3579    the use of fresh, strong session keys.  EAP methods need to ensure
3580    the freshness and strength of EAP keying material provided as an
3581    input to session key derivation.  [RFC3748] Section 7.10 states:
3582
3583
3584
3585
3586 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 64]
3587 \f
3588 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3589
3590
3591       EAP methods SHOULD ensure the freshness of the MSK and EMSK, even
3592       in cases where one party may not have a high quality random number
3593       generator.  A RECOMMENDED method is for each party to provide a
3594       nonce of at least 128 bits, used in the derivation of the MSK and
3595       EMSK.
3596
3597    The contribution of nonces enables the EAP peer and server to ensure
3598    that exported EAP keying material is fresh.
3599
3600    [RFC3748] Section 7.2.1 describes the "key strength" and "session
3601    independence" security claims, and [RFC4017] requires EAP methods
3602    supporting these claims as well as methods capable of providing
3603    equivalent key strength of 128 bits or greater.  See Section 3.7 for
3604    more information on key strength.
3605
3606    The AAA protocol needs to ensure that transported keying material is
3607    fresh and is not utilized outside its recommended lifetime.  Replay
3608    protection is necessary for key freshness, but an attacker can
3609    deliver a stale (and therefore potentially compromised) key in a
3610    replay-protected message, so replay protection is not sufficient.  As
3611    discussed in Section 3.5, the Session-Timeout Attribute enables the
3612    backend authentication server to limit the exposure of transported
3613    keying material.
3614
3615    The EAP Session-Id, described in Section 1.4, enables the EAP peer,
3616    authenticator, and server to distinguish EAP conversations.  However,
3617    unless the authenticator keeps track of EAP Session-Ids, the
3618    authenticator cannot use the Session-Id to guarantee the freshness of
3619    keying material.
3620
3621    The Secure Association Protocol, described in Section 3.1, MUST
3622    generate a fresh session key for each session, even if the EAP keying
3623    material and parameters provided by methods are cached, or either the
3624    peer or authenticator lack a high entropy random number generator.  A
3625    RECOMMENDED method is for the peer and authenticator to each provide
3626    a nonce or counter used in session key derivation.  If a nonce is
3627    used, it is RECOMMENDED that it be at least 128 bits.  While
3628    [IEEE-802.11] and IKEv2 [RFC4306] satisfy this requirement,
3629    [IEEE-802.16e] does not, since randomness is only contributed from
3630    the Base Station.
3631
3632
3633
3634
3635
3636
3637
3638
3639
3640
3641
3642 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 65]
3643 \f
3644 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3645
3646
3647 5.8.  Key Scope Limitation
3648
3649    Mandatory requirement from [RFC4962] Section 3:
3650
3651       Limit key scope
3652
3653       Following the principle of least privilege, parties MUST NOT have
3654       access to keying material that is not needed to perform their
3655       role.  A party has access to a particular key if it has access to
3656       all of the secret information needed to derive it.
3657
3658       Any protocol that is used to establish session keys MUST specify
3659       the scope for session keys, clearly identifying the parties to
3660       whom the session key is available.
3661
3662    Transported keying material is permitted to be accessed by the EAP
3663    peer, authenticator and server.  The EAP peer and server derive EAP
3664    keying material during the process of mutually authenticating each
3665    other using the selected EAP method.  During the Secure Association
3666    Protocol exchange, the EAP peer utilizes keying material to
3667    demonstrate to the authenticator that it is the same party that
3668    authenticated to the EAP server and was authorized by it.  The EAP
3669    authenticator utilizes the transported keying material to prove to
3670    the peer not only that the EAP conversation was transported through
3671    it (this could be demonstrated by a man-in-the-middle), but that it
3672    was uniquely authorized by the EAP server to provide the peer with
3673    access to the network.  Unique authorization can only be demonstrated
3674    if the EAP authenticator does not share the transported keying
3675    material with a party other than the EAP peer and server.  TSKs are
3676    permitted to be accessed only by the EAP peer and authenticator (see
3677    Section 1.5); TSK derivation is discussed in Section 2.1.  Since
3678    demonstration of authorization within the Secure Association Protocol
3679    exchange depends on possession of transported keying material, the
3680    backend authentication server can obtain TSKs unless it deletes the
3681    transported keying material after sending it.
3682
3683 5.9.  Key Naming
3684
3685    Mandatory requirement from [RFC4962] Section 3:
3686
3687       Uniquely named keys
3688
3689       AAA key management proposals require a robust key naming scheme,
3690       particularly where key caching is supported.  The key name
3691       provides a way to refer to a key in a protocol so that it is clear
3692       to all parties which key is being referenced.  Objects that cannot
3693       be named cannot be managed.  All keys MUST be uniquely named, and
3694       the key name MUST NOT directly or indirectly disclose the keying
3695
3696
3697
3698 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 66]
3699 \f
3700 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3701
3702
3703       material.  If the key name is not based on the keying material,
3704       then one can be sure that it cannot be used to assist in a search
3705       for the key value.
3706
3707    EAP key names (defined in Section 1.4.1), along with the Peer-Id(s)
3708    and Server-Id(s), uniquely identify EAP keying material, and do not
3709    directly or indirectly expose EAP keying material.
3710
3711    Existing AAA server implementations do not distribute key names along
3712    with the transported keying material.  However, Diameter EAP
3713    [RFC4072] Section 4.1.4 defines the EAP-Key-Name AVP for the purpose
3714    of transporting the EAP Session-Id.  Since the EAP-Key-Name AVP is
3715    defined within the RADIUS attribute space, it can be used either with
3716    RADIUS or Diameter.
3717
3718    Since the authenticator is not provided with the name of the
3719    transported keying material by existing backend authentication server
3720    implementations, existing Secure Association Protocols do not utilize
3721    EAP key names.  For example, [IEEE-802.11] supports PMK caching; to
3722    enable the peer and authenticator to determine the cached PMK to
3723    utilize within the 4-way handshake, the PMK needs to be named.  For
3724    this purpose, [IEEE-802.11] utilizes a PMK naming scheme that is
3725    based on the key.  Since IKEv2 [RFC4306] does not cache transported
3726    keying material, it does not need to refer to transported keying
3727    material.
3728
3729 5.10.  Denial-of-Service Attacks
3730
3731    Key caching can result in vulnerability to denial-of-service attacks.
3732    For example, EAP methods that create persistent state can be
3733    vulnerable to denial-of-service attacks on the EAP server by a rogue
3734    EAP peer.
3735
3736    To address this vulnerability, EAP methods creating persistent state
3737    can limit the persistent state created by an EAP peer.  For example,
3738    for each peer an EAP server can choose to limit persistent state to a
3739    few EAP conversations, distinguished by the EAP Session-Id.  This
3740    prevents a rogue peer from denying access to other peers.
3741
3742    Similarly, to conserve resources an authenticator can choose to limit
3743    the persistent state corresponding to each peer.  This can be
3744    accomplished by limiting each peer to persistent state corresponding
3745    to a few EAP conversations, distinguished by the EAP Session-Id.
3746
3747    Whether creation of new TSKs implies deletion of previously derived
3748    TSKs depends on the EAP lower layer.  Where there is no implied
3749    deletion, the authenticator can choose to limit the number of TSKs
3750    and associated state that can be stored for each peer.
3751
3752
3753
3754 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 67]
3755 \f
3756 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3757
3758
3759 6.  References
3760
3761 6.1.  Normative References
3762
3763    [RFC2119]      Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate
3764                   Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119, March 1997.
3765
3766    [RFC3748]      Aboba, B., Blunk, L., Vollbrecht, J., Carlson, J., and
3767                   H. Levkowetz, Ed., "Extensible Authentication Protocol
3768                   (EAP)", RFC 3748, June 2004.
3769
3770    [RFC4962]      Housley, R. and B. Aboba, "Guidance for
3771                   Authentication, Authorization, and Accounting (AAA)
3772                   Key Management", BCP 132, RFC 4962, July 2007.
3773
3774 6.2.  Informative References
3775
3776    [8021XPreAuth] Pack, S. and Y. Choi, "Pre-Authenticated Fast Handoff
3777                   in a Public Wireless LAN Based on IEEE 802.1x Model",
3778                   Proceedings of the IFIP TC6/WG6.8 Working Conference
3779                   on Personal Wireless Communications, p.175-182,
3780                   October 23-25, 2002.
3781
3782    [Analysis]     He, C. and J. Mitchell, "Analysis of the 802.11i 4-Way
3783                   Handshake", Proceedings of the 2004 ACM Workshop on
3784                   Wireless Security, pp. 43-50, ISBN: 1-58113-925-X.
3785
3786    [Bargh]        Bargh, M., Hulsebosch, R., Eertink, E., Prasad, A.,
3787                   Wang, H. and P. Schoo, "Fast Authentication Methods
3788                   for Handovers between IEEE 802.11 Wireless LANs",
3789                   Proceedings of the 2nd ACM international workshop on
3790                   Wireless mobile applications and services on WLAN
3791                   hotspots, October, 2004.
3792
3793    [GKDP]         Dondeti, L., Xiang, J., and S. Rowles, "GKDP: Group
3794                   Key Distribution Protocol", Work in Progress, March
3795                   2006.
3796
3797    [He]           He, C., Sundararajan, M., Datta, A. Derek, A. and J.
3798                   C.  Mitchell, "A Modular Correctness Proof of TLS and
3799                   IEEE 802.11i", ACM Conference on Computer and
3800                   Communications Security (CCS '05), November, 2005.
3801
3802
3803
3804
3805
3806
3807
3808
3809
3810 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 68]
3811 \f
3812 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3813
3814
3815    [IEEE-802.11]  Institute of Electrical and Electronics Engineers,
3816                   "Information technology - Telecommunications and
3817                   information exchange between systems - Local and
3818                   metropolitan area networks - Specific Requirements
3819                   Part 11:  Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and
3820                   Physical Layer (PHY) Specifications", IEEE Standard
3821                   802.11-2007, 2007.
3822
3823    [IEEE-802.1X]  Institute of Electrical and Electronics Engineers,
3824                   "Local and Metropolitan Area Networks: Port-Based
3825                   Network Access Control", IEEE Standard 802.1X-2004,
3826                   December 2004.
3827
3828    [IEEE-802.1Q]  IEEE Standards for Local and Metropolitan Area
3829                   Networks:  Draft Standard for Virtual Bridged Local
3830                   Area Networks, P802.1Q-2003, January 2003.
3831
3832    [IEEE-802.11i] Institute of Electrical and Electronics Engineers,
3833                   "Supplement to Standard for Telecommunications and
3834                   Information Exchange Between Systems - LAN/MAN
3835                   Specific Requirements - Part 11: Wireless LAN Medium
3836                   Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY)
3837                   Specifications:  Specification for Enhanced Security",
3838                   IEEE 802.11i/D1, 2001.
3839
3840    [IEEE-802.11F] Institute of Electrical and Electronics Engineers,
3841                   "Recommended Practice for Multi-Vendor Access Point
3842                   Interoperability via an Inter-Access Point Protocol
3843                   Across Distribution Systems Supporting IEEE 802.11
3844                   Operation", IEEE 802.11F, July 2003 (now deprecated).
3845
3846    [IEEE-802.16e] Institute of Electrical and Electronics Engineers,
3847                   "IEEE Standard for Local and Metropolitan Area
3848                   Networks: Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile
3849                   Broadband Wireless Access Systems: Amendment for
3850                   Physical and Medium Access Control Layers for Combined
3851                   Fixed and Mobile Operations in Licensed Bands" IEEE
3852                   802.16e, August 2005.
3853
3854    [IEEE-03-084]  Mishra, A., Shin, M., Arbaugh, W., Lee, I. and K.
3855                   Jang, "Proactive Key Distribution to support fast and
3856                   secure roaming", IEEE 802.11 Working Group, IEEE-03-
3857                   084r1-I, http://www.ieee802.org/11/Documents/
3858                   DocumentHolder/3-084.zip, January 2003.
3859
3860
3861
3862
3863
3864
3865
3866 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 69]
3867 \f
3868 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3869
3870
3871    [EAP-SERVICE]  Arkko, J. and P. Eronen, "Authenticated Service
3872                   Information for the Extensible Authentication Protocol
3873                   (EAP)", Work in Progress, October 2005.
3874
3875    [SHORT-TERM]   Friedman, A., Sheffer, Y., and A. Shaqed, "Short-Term
3876                   Certificates", Work in Progress, June 2007.
3877
3878    [HANDOFF]      Arbaugh, W. and B. Aboba, "Handoff Extension to
3879                   RADIUS", Work in Progress, October 2003.
3880
3881    [EAP-CHANNEL]  Ohba, Y., Parthasrathy, M., and M. Yanagiya, "Channel
3882                   Binding Mechanism Based on Parameter Binding in Key
3883                   Derivation", Work in Progress, June 2007.
3884
3885    [EAP-BINDING]  Puthenkulam, J., Lortz, V., Palekar, A., and D. Simon,
3886                   "The Compound Authentication Binding Problem", Work in
3887                   Progress, October 2003.
3888
3889    [MD5Collision] Klima, V., "Tunnels in Hash Functions: MD5 Collisions
3890                   Within a Minute", Cryptology ePrint Archive, March
3891                   2006, http://eprint.iacr.org/2006/105.pdf
3892
3893    [MishraPro]    Mishra, A., Shin, M. and W. Arbaugh, "Pro-active Key
3894                   Distribution using Neighbor Graphs", IEEE Wireless
3895                   Communications, vol. 11, February 2004.
3896
3897    [RFC1661]      Simpson, W., Ed., "The Point-to-Point Protocol (PPP)",
3898                   STD 51, RFC 1661, July 1994.
3899
3900    [RFC1968]      Meyer, G., "The PPP Encryption Control Protocol
3901                   (ECP)", RFC 1968, June 1996.
3902
3903    [RFC2230]      Atkinson, R., "Key Exchange Delegation Record for the
3904                   DNS", RFC 2230, November 1997.
3905
3906    [RFC2409]      Harkins, D. and D. Carrel, "The Internet Key Exchange
3907                   (IKE)", RFC 2409, November 1998.
3908
3909    [RFC2516]      Mamakos, L., Lidl, K., Evarts, J., Carrel, D., Simone,
3910                   D., and R. Wheeler, "A Method for Transmitting PPP
3911                   Over Ethernet (PPPoE)", RFC 2516, February 1999.
3912
3913    [RFC2548]      Zorn, G., "Microsoft Vendor-specific RADIUS
3914                   Attributes", RFC 2548, March 1999.
3915
3916    [RFC2607]      Aboba, B. and J. Vollbrecht, "Proxy Chaining and
3917                   Policy Implementation in Roaming", RFC 2607, June
3918                   1999.
3919
3920
3921
3922 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 70]
3923 \f
3924 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3925
3926
3927    [RFC2716]      Aboba, B. and D. Simon, "PPP EAP TLS Authentication
3928                   Protocol", RFC 2716, October 1999.
3929
3930    [RFC2782]      Gulbrandsen, A., Vixie, P., and L. Esibov, "A DNS RR
3931                   for specifying the location of services (DNS SRV)",
3932                   RFC 2782, February 2000.
3933
3934    [RFC2845]      Vixie, P., Gudmundsson, O., Eastlake 3rd, D., and B.
3935                   Wellington, "Secret Key Transaction Authentication for
3936                   DNS (TSIG)", RFC 2845, May 2000.
3937
3938    [RFC2865]      Rigney, C., Willens, S., Rubens, A., and W. Simpson,
3939                   "Remote Authentication Dial In User Service (RADIUS)",
3940                   RFC 2865, June 2000.
3941
3942    [RFC3007]      Wellington, B., "Secure Domain Name System (DNS)
3943                   Dynamic Update", RFC 3007, November 2000.
3944
3945    [RFC3162]      Aboba, B., Zorn, G., and D. Mitton, "RADIUS and IPv6",
3946                   RFC 3162, August 2001.
3947
3948    [RFC3547]      Baugher, M., Weis, B., Hardjono, T., and H. Harney,
3949                   "The Group Domain of Interpretation", RFC 3547, July
3950                   2003.
3951
3952    [RFC3579]      Aboba, B. and P. Calhoun, "RADIUS (Remote
3953                   Authentication Dial In User Service) Support For
3954                   Extensible Authentication Protocol (EAP)", RFC 3579,
3955                   September 2003.
3956
3957    [RFC3580]      Congdon, P., Aboba, B., Smith, A., Zorn, G., and J.
3958                   Roese, "IEEE 802.1X Remote Authentication Dial In User
3959                   Service (RADIUS) Usage Guidelines", RFC 3580,
3960                   September 2003.
3961
3962    [RFC3588]      Calhoun, P., Loughney, J., Guttman, E., Zorn, G., and
3963                   J. Arkko, "Diameter Base Protocol", RFC 3588,
3964                   September 2003.
3965
3966    [RFC3766]      Orman, H. and P. Hoffman, "Determining Strengths For
3967                   Public Keys Used For Exchanging Symmetric Keys", BCP
3968                   86, RFC 3766, April 2004.
3969
3970    [RFC3830]      Arkko, J., Carrara, E., Lindholm, F., Naslund, M., and
3971                   K. Norrman, "MIKEY: Multimedia Internet KEYing", RFC
3972                   3830, August 2004.
3973
3974
3975
3976
3977
3978 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 71]
3979 \f
3980 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
3981
3982
3983    [RFC4005]      Calhoun, P., Zorn, G., Spence, D., and D. Mitton,
3984                   "Diameter Network Access Server Application", RFC
3985                   4005, August 2005.
3986
3987    [RFC4017]      Stanley, D., Walker, J., and B. Aboba, "Extensible
3988                   Authentication Protocol (EAP) Method Requirements for
3989                   Wireless LANs", RFC 4017, March 2005.
3990
3991    [RFC4033]      Arends, R., Austein, R., Larson, M., Massey, D., and
3992                   S. Rose, "DNS Security Introduction and Requirements",
3993                   RFC 4033, March 2005.
3994
3995    [RFC4035]      Arends, R., Austein, R., Larson, M., Massey, D., and
3996                   S. Rose, "Protocol Modifications for the DNS Security
3997                   Extensions", RFC 4035, March 2005.
3998
3999    [RFC4067]      Loughney, J., Ed., Nakhjiri, M., Perkins, C., and R.
4000                   Koodli, "Context Transfer Protocol (CXTP)", RFC 4067,
4001                   July 2005.
4002
4003    [RFC4072]      Eronen, P., Ed., Hiller, T., and G. Zorn, "Diameter
4004                   Extensible Authentication Protocol (EAP) Application",
4005                   RFC 4072, August 2005.
4006
4007    [RFC4118]      Yang, L., Zerfos, P., and E. Sadot, "Architecture
4008                   Taxonomy for Control and Provisioning of Wireless
4009                   Access Points (CAPWAP)", RFC 4118, June 2005.
4010
4011    [RFC4186]      Haverinen, H., Ed., and J. Salowey, Ed., "Extensible
4012                   Authentication Protocol Method for Global System for
4013                   Mobile Communications (GSM) Subscriber Identity
4014                   Modules (EAP-SIM)", RFC 4186, January 2006.
4015
4016    [RFC4187]      Arkko, J. and H. Haverinen, "Extensible Authentication
4017                   Protocol Method for 3rd Generation Authentication and
4018                   Key Agreement (EAP-AKA)", RFC 4187, January 2006.
4019
4020    [RFC4282]      Aboba, B., Beadles, M., Arkko, J., and P. Eronen, "The
4021                   Network Access Identifier", RFC 4282, December 2005.
4022
4023    [RFC4284]      Adrangi, F., Lortz, V., Bari, F., and P. Eronen,
4024                   "Identity Selection Hints for the Extensible
4025                   Authentication Protocol (EAP)", RFC 4284, January
4026                   2006.
4027
4028    [RFC4301]      Kent, S. and K. Seo, "Security Architecture for the
4029                   Internet Protocol", RFC 4301, December 2005.
4030
4031
4032
4033
4034 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 72]
4035 \f
4036 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
4037
4038
4039    [RFC4306]      Kaufman, C., Ed., "Internet Key Exchange (IKEv2)
4040                   Protocol", RFC 4306, December 2005.
4041
4042    [RFC4372]      Adrangi, F., Lior, A., Korhonen, J., and J. Loughney,
4043                   "Chargeable User Identity", RFC 4372, January 2006.
4044
4045    [RFC4334]      Housley, R. and T. Moore, "Certificate Extensions and
4046                   Attributes Supporting Authentication in Point-to-Point
4047                   Protocol (PPP) and Wireless Local Area Networks
4048                   (WLAN)", RFC 4334, February 2006.
4049
4050    [RFC4535]      Harney, H., Meth, U., Colegrove, A., and G. Gross,
4051                   "GSAKMP: Group Secure Association Key Management
4052                   Protocol", RFC 4535, June 2006.
4053
4054    [RFC4763]      Vanderveen, M. and H. Soliman, "Extensible
4055                   Authentication Protocol Method for Shared-secret
4056                   Authentication and Key Establishment (EAP-SAKE)", RFC
4057                   4763, November 2006.
4058
4059    [RFC4675]      Congdon, P., Sanchez, M., and B. Aboba, "RADIUS
4060                   Attributes for Virtual LAN and Priority Support", RFC
4061                   4675, September 2006.
4062
4063    [RFC4718]      Eronen, P. and P. Hoffman, "IKEv2 Clarifications and
4064                   Implementation Guidelines", RFC 4718, October 2006.
4065
4066    [RFC4764]      Bersani, F. and H. Tschofenig, "The EAP-PSK Protocol:
4067                   A Pre-Shared Key Extensible Authentication Protocol
4068                   (EAP) Method", RFC 4764, January 2007.
4069
4070    [RFC5176]      Chiba, M., Dommety, G., Eklund, M., Mitton, D., and B.
4071                   Aboba, "Dynamic Authorization Extensions to Remote
4072                   Authentication Dial In User Service (RADIUS)", RFC
4073                   5176, January 2008.
4074
4075    [RFC5216]      Simon, D., Aboba, B., and R. Hurst, "The EAP-TLS
4076                   Authentication Protocol", RFC 5216, March 2008.
4077
4078    [RFC5246]      Dierks, T. and E. Rescorla, "The Transport Layer
4079                   Security (TLS) Protocol Version 1.2", RFC 5246, August
4080                   2008.
4081
4082    [SP800-57]     National Institute of Standards and Technology,
4083                   "Recommendation for Key Management", Special
4084                   Publication 800-57, May 2006.
4085
4086
4087
4088
4089
4090 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 73]
4091 \f
4092 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
4093
4094
4095    [Token]        Fantacci, R., Maccari, L., Pecorella, T., and F.
4096                   Frosali, "A secure and performant token-based
4097                   authentication for infrastructure and mesh 802.1X
4098                   networks", IEEE Conference on Computer Communications,
4099                   June 2006.
4100
4101    [Tokenk]       Ohba, Y., Das, S., and A. Duttak, "Kerberized Handover
4102                   Keying: A Media-Independent Handover Key Management
4103                   Architecture", Mobiarch 2007.
4104
4105 Acknowledgments
4106
4107    Thanks to Ashwin Palekar, Charlie Kaufman, and Tim Moore of
4108    Microsoft, Jari Arkko of Ericsson, Dorothy Stanley of Aruba Networks,
4109    Bob Moskowitz of TruSecure, Jesse Walker of Intel, Joe Salowey of
4110    Cisco, and Russ Housley of Vigil Security for useful feedback.
4111
4112
4113
4114
4115
4116
4117
4118
4119
4120
4121
4122
4123
4124
4125
4126
4127
4128
4129
4130
4131
4132
4133
4134
4135
4136
4137
4138
4139
4140
4141
4142
4143
4144
4145
4146 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 74]
4147 \f
4148 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
4149
4150
4151 Appendix A - Exported Parameters in Existing Methods
4152
4153    This Appendix specifies Session-Id, Peer-Id, Server-Id and
4154    Key-Lifetime for EAP methods that have been published prior to this
4155    specification.  Future EAP method specifications MUST include a
4156    definition of the Session-Id, Peer-Id and Server-Id (could be the
4157    null string).  In the descriptions that follow, all fields comprising
4158    the Session-Id are assumed to be in network byte order.
4159
4160    EAP-Identity
4161
4162       The EAP-Identity method is defined in [RFC3748].  It does not
4163       derive keys, and therefore does not define the Session-Id.  The
4164       Peer-Id and Server-Id are the null string (zero length).
4165
4166    EAP-Notification
4167
4168       The EAP-Notification method is defined in [RFC3748].  It does not
4169       derive keys and therefore does not define the Session-Id.  The
4170       Peer-Id and Server-Id are the null string (zero length).
4171
4172    EAP-MD5-Challenge
4173
4174       The EAP-MD5-Challenge method is defined in [RFC3748].  It does not
4175       derive keys and therefore does not define the Session-Id.  The
4176       Peer-Id and Server-Id are the null string (zero length).
4177
4178    EAP-GTC
4179
4180       The EAP-GTC method is defined in [RFC3748].  It does not derive
4181       keys and therefore does not define the Session-Id.  The Peer-Id
4182       and Server-Id are the null string (zero length).
4183
4184    EAP-OTP
4185
4186       The EAP-OTP method is defined in [RFC3748].  It does not derive
4187       keys and therefore does not define the Session-Id.  The Peer-Id
4188       and Server-Id are the null string (zero length).
4189
4190
4191
4192
4193
4194
4195
4196
4197
4198
4199
4200
4201
4202 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 75]
4203 \f
4204 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
4205
4206
4207    EAP-AKA
4208
4209       EAP-AKA is defined in [RFC4187].  The EAP-AKA Session-Id is the
4210       concatenation of the EAP Type Code (0x17) with the contents of the
4211       RAND field from the AT_RAND attribute, followed by the contents of
4212       the AUTN field in the AT_AUTN attribute:
4213
4214       Session-Id = 0x17 || RAND || AUTN
4215
4216       The Peer-Id is the contents of the Identity field from the
4217       AT_IDENTITY attribute, using only the Actual Identity Length
4218       octets from the beginning, however.  Note that the contents are
4219       used as they are transmitted, regardless of whether the
4220       transmitted identity was a permanent, pseudonym, or fast EAP
4221       re-authentication identity.  The Server-Id is the null string
4222       (zero length).
4223
4224    EAP-SIM
4225
4226       EAP-SIM is defined in [RFC4186].  The EAP-SIM Session-Id is the
4227       concatenation of the EAP Type Code (0x12) with the contents of the
4228       RAND field from the AT_RAND attribute, followed by the contents of
4229       the NONCE_MT field in the AT_NONCE_MT attribute:
4230
4231       Session-Id = 0x12 || RAND || NONCE_MT
4232
4233       The Peer-Id is the contents of the Identity field from the
4234       AT_IDENTITY attribute, using only the Actual Identity Length
4235       octets from the beginning, however.  Note that the contents are
4236       used as they are transmitted, regardless of whether the
4237       transmitted identity was a permanent, pseudonym, or fast EAP
4238       re-authentication identity.  The Server-Id is the null string
4239       (zero length).
4240
4241    EAP-PSK
4242
4243       EAP-PSK is defined in [RFC4764].  The EAP-PSK Session-Id is the
4244       concatenation of the EAP Type Code (0x2F) with the peer (RAND_P)
4245       and server (RAND_S) nonces:
4246
4247       Session-Id = 0x2F || RAND_P || RAND_S
4248
4249       The Peer-Id is the contents of the ID_P field and the Server-Id is
4250       the contents of the ID_S field.
4251
4252
4253
4254
4255
4256
4257
4258 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 76]
4259 \f
4260 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
4261
4262
4263    EAP-SAKE
4264
4265       EAP-SAKE is defined in [RFC4763].  The EAP-SAKE Session-Id is the
4266       concatenation of the EAP Type Code (0x30) with the contents of the
4267       RAND_S field from the AT_RAND_S attribute, followed by the
4268       contents of the RAND_P field in the AT_RAND_P attribute:
4269
4270       Session-Id = 0x30 || RAND_S || RAND_P
4271
4272       Note that the EAP-SAKE Session-Id is not the same as the "Session
4273       ID" parameter chosen by the Server, which is sent in the first
4274       message, and replicated in subsequent messages.  The Peer-Id is
4275       contained within the value field of the AT_PEERID attribute and
4276       the Server-Id, if available, is contained in the value field of
4277       the AT_SERVERID attribute.
4278
4279    EAP-TLS
4280
4281       For EAP-TLS, the Peer-Id, Server-Id and Session-Id are defined in
4282       [RFC5216].
4283
4284
4285
4286
4287
4288
4289
4290
4291
4292
4293
4294
4295
4296
4297
4298
4299
4300
4301
4302
4303
4304
4305
4306
4307
4308
4309
4310
4311
4312
4313
4314 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 77]
4315 \f
4316 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
4317
4318
4319 Authors' Addresses
4320
4321     Bernard Aboba
4322     Microsoft Corporation
4323     One Microsoft Way
4324     Redmond, WA 98052
4325
4326     EMail: bernarda@microsoft.com
4327     Phone: +1 425 706 6605
4328     Fax:   +1 425 936 7329
4329
4330     Dan Simon
4331     Microsoft Research
4332     Microsoft Corporation
4333     One Microsoft Way
4334     Redmond, WA 98052
4335
4336     EMail: dansimon@microsoft.com
4337     Phone: +1 425 706 6711
4338     Fax:   +1 425 936 7329
4339
4340     Pasi Eronen
4341     Nokia Research Center
4342     P.O. Box 407
4343     FIN-00045 Nokia Group
4344     Finland
4345
4346     EMail: pasi.eronen@nokia.com
4347
4348
4349
4350
4351
4352
4353
4354
4355
4356
4357
4358
4359
4360
4361
4362
4363
4364
4365
4366
4367
4368
4369
4370 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 78]
4371 \f
4372 RFC 5247              EAP Key Management Framework           August 2008
4373
4374
4375 Full Copyright Statement
4376
4377    Copyright (C) The IETF Trust (2008).
4378
4379    This document is subject to the rights, licenses and restrictions
4380    contained in BCP 78, and except as set forth therein, the authors
4381    retain all their rights.
4382
4383    This document and the information contained herein are provided on an
4384    "AS IS" basis and THE CONTRIBUTOR, THE ORGANIZATION HE/SHE REPRESENTS
4385    OR IS SPONSORED BY (IF ANY), THE INTERNET SOCIETY, THE IETF TRUST AND
4386    THE INTERNET ENGINEERING TASK FORCE DISCLAIM ALL WARRANTIES, EXPRESS
4387    OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTY THAT THE USE OF
4388    THE INFORMATION HEREIN WILL NOT INFRINGE ANY RIGHTS OR ANY IMPLIED
4389    WARRANTIES OF MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
4390
4391 Intellectual Property
4392
4393    The IETF takes no position regarding the validity or scope of any
4394    Intellectual Property Rights or other rights that might be claimed to
4395    pertain to the implementation or use of the technology described in
4396    this document or the extent to which any license under such rights
4397    might or might not be available; nor does it represent that it has
4398    made any independent effort to identify any such rights.  Information
4399    on the procedures with respect to rights in RFC documents can be
4400    found in BCP 78 and BCP 79.
4401
4402    Copies of IPR disclosures made to the IETF Secretariat and any
4403    assurances of licenses to be made available, or the result of an
4404    attempt made to obtain a general license or permission for the use of
4405    such proprietary rights by implementers or users of this
4406    specification can be obtained from the IETF on-line IPR repository at
4407    http://www.ietf.org/ipr.
4408
4409    The IETF invites any interested party to bring to its attention any
4410    copyrights, patents or patent applications, or other proprietary
4411    rights that may cover technology that may be required to implement
4412    this standard.  Please address the information to the IETF at
4413    ietf-ipr@ietf.org.
4414
4415
4416
4417
4418
4419
4420
4421
4422
4423
4424
4425
4426 Aboba, et al.               Standards Track                    [Page 79]
4427 \f