使用 Azure 的网络策略服务器扩展将 VPN 基础结构与 Microsoft Entra 多重身份验证集成

Azure 的网络策略服务器 (NPS) 扩展使组织能够使用提供双重验证的基于云的 Microsoft Entra 多重身份验证来保护远程身份验证拨入用户服务 (RADIUS) 客户端身份验证。

本文将说明如何使用 Azure 的 NPS 扩展集成 NPS 基础结构与 MFA。 此进程为尝试使用 VPN 连接到网络的用户启用安全双重验证。

注意

尽管 NPS MFA 扩展支持基于时间的一次性密码 (TOTP),但某些 VPN 客户端(如 Windows VPN)不支持它。 在 NPS 扩展中启用之前,请确保你使用的 VPN 客户端支持 TOTP 作为身份验证方法。

网络策略和访问服务让组织能够:

  • 分配一个用于网络请求管理和控制的集中位置以指定:

    • 谁可以连接

    • 允许什么时间进行连接

    • 连接持续时间

    • 客户端连接时须使用的安全级别

      不是在每个 VPN 或远程桌面网关服务器上指定策略,而是在位于中心位置后指定。 RADIUS 协议用于提供集中身份验证、授权和计帐 (AAA)。

  • 建立和强制执行网络访问保护 (NAP) 客户端健康策略,可确定是授予设备对网络资源的无限制还是受限制的访问权限。

  • 提供一种强制进行身份验证和授权,以访问支持 802.1x 无线访问点和以太网交换机的方式。 有关详细信息,请参阅网络策略服务器

为了增强安全性,并提供高级别的合规性,组织可以将 NPS 与 Microsoft Entra 多重身份验证集成,以确保用户使用双重验证连接到 VPN 服务器上的虚拟端口。 已授予访问权限的用户,他们必须提供其用户名和密码组合与他们控制的其他信息。 此信息必须受信任且不易复制。 可以包括手机号码、座机号码或者移动设备上的应用程序。

如果组织使用 VPN,并且用户注册了 TOTP 代码和 Authenticator 推送通知,则用户无法满足 MFA 质询,并且远程登录会失败。 在这种情况下,可设置 OVERRIDE_NUMBER_MATCHING_WITH_OTP = FALSE 来回退到“使用 Authenticator 批准/拒绝”推送通知。

为了使 NPS 扩展继续服务于 VPN 用户,必须在 NPS 服务器上创建此注册表项。 在 NPS 服务器上,打开注册表编辑器。 转到:

HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\AzureMfa

创建以下字符串/值对:

名称:OVERRIDE_NUMBER_MATCHING_WITH_OTP

值 = FALSE

在为 Azure 提供 NPS 扩展之前,希望对集成的 NPS 和 Azure MFA 环境实施双重验证的客户,必须在本地环境中配置和维护单独的 MFA 服务器。 此类型的身份验证由使用 RADIUS 的远程桌面网关和 Azure 多重身份验证服务器提供。

通过用于 Azure 的 NPS 扩展,组织可以通过部署基于本地的 MFA 解决方案或基于云的 MFA 解决方案,保护 RADIUS 客户端身份验证。

身份验证流

用户在连接到 VPN 服务器上的虚拟端口时,必须先使用多种协议进行身份验证。 协议允许使用用户名和密码的组合和基于证书的身份验证方法。

除了进行身份验证和验证标识外,用户还必须具有适当的拨入权限。 在简单实现中,可直接在 Active Directory 用户对象上设置允许访问的拨入权限。

Dial-in tab in Active Directory Users and Computers user properties

在简单实现中,每个 VPN 服务器将根据每个本地 VPN 服务器上定义的策略授予或拒绝访问。

在更大和更具缩放性的实现中,授予或拒绝 VPN 访问的策略集中在 RADIUS 服务器上。 在这些情况下,VPN 服务器充当向 RADIUS 服务器转发连接请求和帐户消息的访问服务器(RADIUS 客户端)。 若要连接到 VPN 服务器上的虚拟端口,用户必须进行身份验证,并满足 RADIUS 服务器上集中定义的条件。

当 Azure 的 NPS 扩展与 NPS 集成时,成功的身份验证流结果如下:

  1. VPN 服务器从包含用户名和密码的 VPN 用户接收身份验证请求,用于连接到资源,如远程桌面会话。
  2. 作为 RADIUS 客户端,VPN 服务器将请求转换为 RADIUS“访问请求”消息,并将其(密码已加密)发送到安装了 NPS 扩展的 RADIUS 服务器。
  3. 用户名和密码组合在 Active Directory 中进行验证。 如果用户名或密码不正确,RADIUS 服务器将发送“访问被拒”消息。
  4. 如果满足 NPS 连接请求和网络策略中指定的所有条件(例如,时间或组成员资格限制),NPS 扩展将触发对 Microsoft Entra 多重身份验证进行辅助身份验证的请求。
  5. Microsoft Entra 多重身份验证可与 Microsoft Entra ID 通信,检索用户的详细信息,并使用用户配置的方法(手机呼叫、短信或移动应用)执行辅助身份验证。
  6. 当 MFA 质询成功时,Microsoft Entra 多重身份验证会将结果传递给 NPS 扩展。
  7. 对连接尝试进行身份验证和授权之后,在其上安装了扩展的 NPS 会将 RADIUS“访问接受”消息发送到 VPN 服务器(RADIUS 客户端)。
  8. 用户被授予对 VPN 服务器上虚拟端口的访问权限,并建立加密的 VPN 隧道。

先决条件

此部分详细介绍在可用将 MFA 与 VPN 集成之前必须完成的先决条件。 开始集成之前,必须具备以下先决条件:

  • VPN 基础结构
  • 网络策略和访问服务角色
  • Microsoft Entra 多重身份验证许可证
  • Windows Server 软件
  • 与本地 Active Directory 同步的 Microsoft Entra ID
  • Microsoft Entra GUID ID

VPN 基础结构

本文假定你具有一个使用 Microsoft Windows Server 2016 的工作 VPN 基础结构,并假定目前还没有配置 VPN 服务器来将连接请求转发到 RADIUS 服务器。 在本文中,要配置 VPN 基础结构,以使用中央 RADIUS 服务器。

如果还没有工作 VPN 基础结构,则可以通过下面 Microsoft 和第三方网站上大量 VPN 安装教程中的指南来快速创建一个。

网络策略和访问服务角色

网络策略和访问服务提供 RADIUS 服务器和客户端功能。 本文假设已在环境中的成员服务器或域控制器上安装网络策略和访问服务角色。 在本指南中,要配置 RADIUS 以实现 VPN 配置。 在服务器上而非 VPN 服务器上,安装网络策略和访问服务角色。

有关安装网络策略和访问服务角色服务 Windows Server 2012 或更高版本的详细信息,请参阅安装 NAP 健康策略服务器。 Windows Server 2016 已弃用 NAP。 有关 NPS 最佳做法的说明,包括在域控制器上安装 NPS 的建议,请参阅 NPS 最佳做法

Windows Server 软件

NPS 扩展要求使用 Windows Server 2008 R2 SP1 或更高版本,且需安装网络策略和访问服务角色。 本指南中的所有步骤均使用 Windows Server 2016 执行。

以下库会自动随 NPS 扩展一同安装:

如果 Microsoft Graph PowerShell 模块尚未安装,可以通过作为安装过程一部分运行的配置脚本安装。 无需提前安装 Graph PowerShell。

与本地 Active Directory 同步的 Microsoft Entra ID

要使用 NPS 扩展,本地用户必须与 Microsoft Entra ID 同步并启用 MFA。 本指南假定本地用户通过 Microsoft Entra Connect 与 Microsoft Entra ID 同步。 下面提供了有关为用户启用 MFA 的说明。

有关 Microsoft Entra Connect 的信息,请参阅将本地目录与 Microsoft Entra ID 集成

Microsoft Entra GUID ID

要安装 NPS 扩展,你需要知道 Microsoft Entra ID 的 GUID。 下一节中提供了有关查找 Microsoft Entra ID 的 GUID 的说明。

为 VPN 连接配置 RADIUS

如果你已在成员服务器上安装了 NPS 角色,则需要配置它,以对请求 VPN 连接的 VPN 客户端进行身份验证并授权。

本部分假设你已安装网络策略和访问服务角色,但尚未对其进行配置以在基础结构中使用。

注意

如果你已经有使用集中式 RADIUS 服务器进行身份验证的工作 VPN 服务器,则可以跳过本部分内容。

在 Active Directory 中注册服务器

要在这种情况下正常工作,需要在 Active Directory 中注册 NPS 服务器。

  1. 打开服务器管理器。

  2. 在“服务器管理器”中,依次选择“工具”和“网络策略服务器”。

  3. 在“网络策略服务器”控制台中,右键单击“NPS(本地)”,然后选择“在 Active Directory 中注册服务器”。 选择两次“确定”。

    Register server in Active Directory menu option

  4. 使控制台保持打开状态以进行下一个过程。

使用向导来配置 RADIUS 服务器

你可以使用标准(基于向导的)或高级配置选项来配置 RADIUS 服务器。 本部分假设正在使用基于向导的标准配置选项。

  1. 在“网络策略服务器”控制台中,选择“NPS(本地)”。

  2. 在“标准配置”下,选择“用于拨号或 VPN 连接的 RADIUS 服务器”,然后选择“配置 VPN 或拨号”。

    Configure RADIUS Server for Dial-Up or VPN Connections

  3. 在“选择拨号或虚拟专用网络连接类型”窗口中,选择“虚拟专用网络连接”,然后选择“下一步”。

    Configure Virtual private network connections

  4. 在“指定拨号或 VPN 服务器”窗口中,选择“添加”。

  5. 在“新建 RADIUS 客户端”窗口中,提供一个友好名称,输入 VPN 服务器的可解析名称或 IP 地址,然后输入一个共享密钥密码。 将此共享密钥密码设置为复杂的长密码。 请将其记录下来,因为下一个部分中会用到。

    Create a New RADIUS client window

  6. 选择“确定”,然后选择“下一步”。

  7. 在“配置身份验证方法”窗口中,接受默认选择(“Microsoft 加密身份验证版本 2 [MS-CHAPv2]”),或者选择另一个选项,然后选择“下一步”。

    注意

    如果配置可扩展的身份验证协议 (EAP),则必须使用质询握手身份验证协议 (CHAPv2) 或受保护的可扩展身份验证协议 (PEAP)。 不支持任何其他 EAP。

  8. 在“指定用户组”窗口中,选择“添加”,然后选择相应的组。 如果没有组,将此选项保留为空,以授予所有用户访问权限。

    Specify User Groups window to allow or deny access

  9. 选择下一步

  10. 在“指定 IP 筛选器”窗口中,选择“下一步”。

  11. 在“指定加密设置”窗口中,接受默认设置,然后选择“下一步”。

    The Specify Encryption Settings window

  12. 在“指定领域名”窗口中,为领域名留空,接受默认设置,然后选择“下一步”。

    The Specify a Realm Name window

  13. 在“完成新的拨号或虚拟专用网络连接和 RADIUS 客户端”窗口中,选择“完成”。

    Completed configuration window

验证 RADIUS 配置

本部分详细介绍使用向导创建的配置。

  1. 在网络策略服务器的“NPS(本地)”控制台中,展开“RADIUS 客户端”,然后选择“RADIUS 客户端”。

  2. 在详细信息窗格中,右键单击创建的 RADIUS 客户端,然后选择“属性”。 RADIUS 客户端(VPN 服务器)的属性应类似于:

    Verify the VPN properties and configuration

  3. 选择“取消”。

  4. 在网络策略服务器的“NPS(本地)”控制台中,展开“策略”,然后选择“连接请求策略”。 VPN 连接策略如下图所示:

    Connection request policy showing VPN connection policy

  5. 在“策略”下,选择“网络策略”。 应会看见类似下图所示策略的虚拟专用网络 (VPN) 连接策略:

    Network Policies showing Virtual Private Network Connections policy

配置 VPN 服务器以使用 RADIUS 身份验证

在本部分中,你将配置 VPN 服务器以使用 RADIUS 身份验证。 本说明假设你有 VPN 服务器的工作配置,但没有配置它来使用 RADIUS 身份验证。 在配置 VPN 服务器之后,请确认配置可如期工作。

注意

如果你已经有使用 RADIUS 身份验证的工作 VPN 服务器配置,则可以跳过本节。

配置身份验证提供程序

  1. 在 VPN 服务器上,打开“服务器管理器”。

  2. 在“服务器管理器”中,选择“工具”,然后选择“路由和远程访问”。

  3. 在“路由和远程访问”窗口中,右键单击“<服务器名称> (本地)”,然后选择“属性”。

  4. 在“<服务器名称> (本地) 属性”窗口中,选择“安全”选项卡。

  5. 在“安全”选项卡的“身份验证提供程序”下,选择“RADIUS 身份验证”,然后选择“配置”。

    Configure RADIUS Authentication provider

  6. 在“RADIUS 身份验证”窗口中,选择“添加”。

  7. 在“添加 RADIUS 服务器”窗口中,进行以下操作:

    1. 在“服务器名称”框中,输入上一部分中配置的 RADIUS 服务器的名称或 IP 地址。

    2. 对于“共享密钥”,选择“更改”,然后输入之前创建和记录的共享密钥密码。

    3. 在“超时(秒)”框中,输入值 60 。 为了最大限度地减少丢弃的请求,建议将 VPN 服务器的超时配置为至少 60 秒。 可以根据需要将 VPN 服务器超时值增加到 90 或 120 秒,也可以为了减少事件日志中的丢弃的请求而这样做。

  8. 选择“确定”。

测试 VPN 连接

在此部分中,当你尝试连接到 VPN 虚拟端口时,确认 VPN 客户端通过 RADIUS 服务器进行身份验证和授权。 该说明假设读者使用 Windows 10 作为 VPN 客户端。

注意

如果你已配置 VPN 客户端连接到 VPN 服务器,并已保存设置,则可以跳过与配置和保存 VPN 连接对象相关的步骤。

  1. 在 VPN 客户端计算机上,选择“开始”按钮,然后选择“设置”按钮。

  2. 在“Windows 设置”窗口中,选择“网络和 Internet”。

  3. 选择“VPN”。

  4. 选择“添加 VPN 连接”。

  5. 在“添加 VPN 连接”窗口中的“VPN 提供程序”框中,选择“Windows(内置)”,根据需要完成剩余字段,然后选择“保存”。

    The

  6. 转到“控制面板”,然后选择“网络和共享中心”。

  7. 选择“更改适配器设置”。

    Network and Sharing Center - Change adapter settings

  8. 右键单击“VPN 网络连接”,然后选择“属性”。

  9. 在 VPN 属性窗口中,选择“安全”选项卡。

  10. 在“安全”选项卡上,确保仅选中“Microsoft CHAP 版本 2 (MS-CHAP v2)”,然后选择“确定”。

    The

  11. 右键单击“VPN 连接”,然后选择“连接”。

  12. 在“设置”窗口中,选择“连接”。
    如下所示,成功连接作为事件 ID 6272 出现在 RADIUS 服务器的安全日志中:

    Event Properties window showing a successful connection

RADIUS 故障排除

假定在你配置 VPN 服务器以使用集中式 RADIUS 服务器进行身份验证和授权之前你的 VPN 配置正在运行。 如果配置正常运行,则该问题很可能是由 RADIUS 服务器配置不正确或使用的用户名或密码无效导致的。 例如,如果在用户名中使用备用 UPN 后缀,则登录尝试可能失败。 为获得最佳结果,请使用相同的帐户名称。

若要解决这些问题,应先检查 RADIUS 服务器上的安全事件日志。 为了节省时间搜索事件,你可以使用事件查看器中基于角色的“网络策略和访问服务器”自定义视图,如下所示。 “事件 ID 6273”指示某类事件,在这些事件中,NPS 拒绝访问用户的操作。

Event Viewer showing NPAS events

配置多重身份验证

如需为用户配置多重身份验证的帮助,请参阅文章规划基于云的 Microsoft Entra 多重身份验证部署为双重验证设置帐户

安装和配置 NPS 扩展

本部分将说明如何配置 VPN,以通过 VPN 服务器使用 MFA 进行客户端身份验证。

注意

REQUIRE_USER_MATCH 注册表项区分大小写。 所有值必须以大写格式设置。

安装和配置 NPS 扩展后,此服务器处理的所有基于 RADIUS 的客户端身份验证都需要使用 MFA。 如果你的 VPN 用户未全部注册 Microsoft Entra 多重身份验证,则可以执行以下任一操作:

  • 设置另一个 RADIUS 服务器对未配置为使用 MFA 的用户进行身份验证。

  • 如果用户在 Microsoft Entra ID 多重身份验证中进行了注册,则创建一个注册表项,使得被质询的用户可提供第二个身份验证因素。

创建一个名为 REQUIRE_USER_MATCH in HKLM\SOFTWARE\Microsoft\AzureMfa 的新字符串值,并将值设置为 TRUE 或 FALSE 。

The

如果值设置为 TRUE,或者空白,则所有身份验证请求都将受到 MFA 的质询。 如果该值设为 FALSE,则仅会向在 Microsoft Entra 多重身份验证中注册的用户发出 MFA 质询。 载入期间,仅在测试或生产环境中使用 FALSE 设置。

获取目录租户 ID

作为 NPS 扩展配置的一部分,必须提供管理员凭据和 Microsoft Entra 租户 ID。 若要获取租户 ID,请完成以下步骤:

  1. 全局管理员身份登录到 Microsoft Entra 管理中心

  2. 浏览到“标识>设置”。

    Getting the Tenant ID from the Microsoft Entra admin center

安装 NPS 扩展

NPS 扩展需要安装在安装了网络策略和访问服务角色并在设计中作为 RADIUS 服务器运行的服务器上。 请勿在 VPN 服务器上安装 NPS 扩展。

  1. 从 Microsoft 下载中心下载 NPS 扩展

  2. 将安装程序可执行文件 (NpsExtnForAzureMfaInstaller.exe) 复制到 NPS 服务器。

  3. 在 NPS 服务器上,双击“NpsExtnForAzureMfaInstaller.exe”,如果收到提示,则选择“运行”。

  4. 在“适用于 Microsoft Entra 多重身份验证的 NPS 扩展设置”窗口中,查看软件许可条款、选中“我同意许可条款和条件”复选框,然后选择“安装”。

    The

  5. 在“适用于 Microsoft Entra 多重身份验证的 NPS 扩展设置”窗口中,选择“关闭”。

    The

使用 Graph PowerShell 脚本配置用于 NPS 扩展的证书

为确保安全通信并提供保证,配置供 NPS 扩展使用的证书。 NPS 组件包括配置自签名证书以用于 NPS 的 Graph PowerShell 脚本。

此脚本可执行以下操作:

  • 创建自签名证书。
  • 将证书的公钥关联到 Microsoft Entra ID 上的服务主体。
  • 将证书存储在本地计算机存储中。
  • 向网络用户授予对证书私钥的访问权限。
  • 重新启动 NPS 服务。

如果要使用自己的证书,则必须将证书的公钥关联到 Microsoft Entra ID 上的服务主体等等。

要使用该脚本,请向该扩展提供你的 Microsoft Entra 管理凭据和之前复制的 Microsoft Entra 租户 ID。 该帐户必须位于要为其启用扩展的同一个 Microsoft Entra 租户中。 在安装 NPS 扩展的每个 NPS 服务器上运行脚本。

  1. 以管理员身份运行 Graph PowerShell。

  2. 在 PowerShell 命令提示符处,输入“cd c:\Program Files\Microsoft\AzureMfa\Config”,然后按 Enter。

  3. 在下一个命令提示符处,输入“.\AzureMfaNpsExtnConfigSetup.ps1”,然后按 Enter。 该脚本检查是否安装了 Graph PowerShell。 如果未安装,该脚本将为你安装 Graph PowerShell。

    Running the AzureMfsNpsExtnConfigSetup.ps1 configuration script

    如果由于 TLS 而遇到安全错误,请在 PowerShell 提示符下使用 [Net.ServicePointManager]::SecurityProtocol = [Net.SecurityProtocolType]::Tls12 命令启用 TLS 1.2。

    脚本验证 PowerShell 模块的安装情况后,它将显示 Graph PowerShell 模块登录窗口。

  4. 输入你的 Microsoft Entra 管理员凭据和密码,然后选择“登录”。

    Authenticate to Graph PowerShell

  5. 在命令提示符处,粘贴之前复制的租户 ID,然后按 Enter。

    Input the Microsoft Entra tenant ID copied before

    此脚本创建一个自签名证书并执行其他配置更改。 其输出类似下图所示:

    PowerShell window showing Self-signed certificate

  6. 重新启动服务器。

验证配置

若要验证配置,需要与 VPN 服务器建立新的 VPN 连接。 在成功输入凭据进行主要身份验证后,VPN 连接要等待辅助身份验证成功后才能建立连接,如下所示。

The Windows Settings VPN window

如果你使用之前在 Microsoft Entra 多重身份验证中配置的辅助验证方法成功进行了身份验证,则你将连接到该资源。 但是,如果辅助身份验证不成功,你将无法访问资源。

在以下示例中,Windows Phone 上的 Microsoft Authenticator 应用提供辅助身份验证:

Example MFA prompt on Windows Phone

在你使用辅助方法成功通过身份验证后,将有权访问 VPN 服务器上的虚拟端口。一旦你使用辅助方法成功通过身份验证,将有权访问 VPN 服务器上的虚拟端口。 由于你需要在受信任的设备上通过移动应用使用辅助身份验证方法,因此,登录过程比仅使用用户名和密码组合更安全。

查看事件查看器日志以了解成功登录事件

要查看 Windows 事件查看器中成功的登录事件,可以查看安全日志或网络策略和 Access Services 自定义视图,如下图所示:

Example Network Policy Server log

在安装了适用于 Microsoft Entra 多重身份验证的 NPS 扩展的服务器上,可以在 Application and Services Logs\Microsoft\AzureMfa 中找到特定于此扩展的事件查看器应用程序日志。

Example Event Viewer AuthZ logs pane

故障排除指南

如果配置未按照预期运行,请开始进行故障排除并首先验证用户是否配置为使用 MFA。 让用户登录到 Microsoft Entra 管理中心。 如果提示用户进行辅助身份验证并且身份验证成功,则可以消除作为问题的 MFA 的不正确配置。

如果 MFA 对用户起作用,则查看相关的事件查看器日志。 日志包括上一节中讨论的安全事件、网关操作和 Microsoft Entra 多重身份验证日志。

以下是一个显示失败登录事件(事件 ID 6273)的安全日志示例:

Security log showing a failed sign-in event

Microsoft Entra 多重身份验证日志中的相关事件如下所示:

Microsoft Entra multifactor authentication logs

要执行高级故障排除,请参阅安装了 NPS 服务的 NPS 数据库格式日志文件。 这些日志文件以逗号分隔的文本文件形式在 %SystemRoot%\System32\Logs 文件夹中创建。 有关这些日志文件的说明,请参阅解释 NPS 数据库格式日志文件

如果不将这些日志文件中的条目导入电子表格或数据库,可能难以解释这些条目。 可以在线找到多个 Internet 身份验证服务 (IAS) 分析工具,可帮助解释日志文件。 其中一种可下载的共享性应用程序的输出如下所示:

Sample Shareware app IAS parser

若要执行其他故障排除,你可以使用协议分析器,例如 Wireshark 或 Microsoft Message Analyzer。 下图来自 Wireshark,显示了 VPN 服务器与 NPS 之间的 RADIUS 消息。

Microsoft Message Analyzer showing filtered traffic

有关详细信息,请参阅将现有 NPS 基础结构与 Microsoft Entra 多重身份验证集成

后续步骤

获取 Microsoft Entra 多重身份验证

使用 RADIUS 的远程桌面网关和 Azure 多重身份验证服务器

将本地目录与 Microsoft Entra ID 集成