20199125 2019-2020-2 《网络攻防实践》第五周作业

目录

• 一.概况
• 二.本周知识点梳理
  • 1.OSI七层模型和TCP/IP 4层模型对比
  • 2.TCP协议三次握手过程
  • 3.网络安全的三大基本属性
  • 4.网络攻击的基本模式
• 三、TCP/IP网络协议攻击实践
  • 1.ARP欺骗攻击
  • 2.ICMP重定向攻击
  • 3.TCP RST攻击
  • 4.TCP会话劫持
  • 5.SYN Flood攻击
• 四、疑难问题

一.概况

本次作业属于哪门课	网络攻防实践
作业要求	TCP/IP网络协议攻击
收获	对于如何利用arp、icmp、tcp以及udp等协议进行网络攻击有了更清晰的认识，以及如何来防范这类网络攻击，学习了ipsec技术

二.本周知识点梳理

1.OSI七层模型和TCP/IP 4层模型对比

2.TCP协议三次握手过程

(1)首先客户端向服务器端发送一段TCP报文，其中：

• 标记位为SYN，表示“请求建立新连接”;
• 序号为Seq=X（X一般为1）；
• 随后客户端进入SYN-SENT阶段;

(2)服务器端接收到来自客户端的TCP报文之后，结束LISTEN阶段。并返回一段TCP报文，其中:

• 标志位为SYN和ACK，表示“确认客户端的报文Seq序号有效，服务器能正常接收客户端发送的数据，并同意创建新连接”（即告诉客户端，服务器收到了连接请求）；
• 序号为Seq=y；
• 确认号为Ack=x+1，表示收到客户端的序号Seq并将其值加1作为自己确认号Ack的值；随后服务器端进入SYN-RCVD阶段;

(3)客户端接收到来自服务器端的确认收到数据的TCP报文之后，明确了从客户端到服务器的数据传输是正常的，结束SYN-SENT阶段。并返回最后一段TCP报文。其中：

• 标志位为ACK，表示“确认收到服务器端同意连接的信号”;
• 序号为Seq=x+1，表示收到服务器端的确认号Ack，并将其值作为自己的序号值；
• 确认号为Ack=y+1，表示收到服务器端序号Seq，并将其值加1作为自己的确认号Ack的值；
  随后客户端进入ESTABLISHED阶段，服务器收到来自客户端的“确认收到服务器数据”的TCP报文之后，明确了从服务器到客户端的数据传输是正常的。结束SYN-SENT阶段，进入ESTABLISHED阶段。

3.网络安全的三大基本属性

保密性：指数据不被未授权的实体使用，使用加密算法进行加密。
可用性：指数据不被恶意破坏，当需要时能够提供正常的存取和访问所需的信息和服务。
完整性：指数据未经授权不允许被修改，通常采用数字签名和摘要算法来保证数据的完整性。

4.网络攻击的基本模式

主要包含四种模式，分别是：截取、中断、篡改和伪造。

其中，arp欺骗攻击和icmp重定向攻击既可以是截取又可以是中断攻击（当攻击机不开启ip路由转发时，变成了中断攻击）。
而SYN flood，UDP flood等都是中断服务攻击。

三、TCP/IP网络协议攻击实践

1.ARP欺骗攻击

实现原理:
ARP协议是IP地址映射到物理网卡MAC地址的一个协议，实现ARP欺骗攻击利用了主机动态缓存ip-mac映射表的漏洞，伪造某台靶机的ip地址，以这台靶机的ip和自己的mac地址向其他主机频繁发送虚假的arp数据，使得其他主机更新自己的ip—mac映射表，将靶机的ip映射到了攻击机的mac地址；那么其他主机发送给原靶机ip的数据包都会发送到攻击机上。利用arp欺骗实施中间人攻击既利用了信息不对称的漏洞，假设主机A与主机B进行正常通信，攻击机C用B的ip向A发送虚假arp信息，使得A更新ip-mac映射表，将B的ip映射到了攻击者C的mac地址，同理，攻击者C利用A的ip对B进行arp欺骗，使得B更新ip-mac映射表，将A的ip映射到了攻击者C的mac地址上。这样就在A和B直接建立了中间人连接，所有A和B之间的流量都要通过C进行转发。
实践操作:

• 配置
  
• 首先要开启攻击机ip路由转发，否则当发起arp攻击时，会导致手机断网，这也就是arp断网攻击，将ip_forward中的值设为1即开启ip路由转发，通过echo 1的方式设置只对本次使用有效，系统重启之后还是会恢复为0。
  
• 使用arpspoof命令：arpspoof –i [网卡] –t [靶机ip] [局域网网关ip]，不停发送虚假arp信息，向被攻击的靶机进行欺骗，伪造网关身份，建立网关和靶机之间的中间人身份。
  
• 打开另一个ubuntu终端，安装工具driftnet，使用该工具对靶机进行流量监控，执行命令driftnet  -i [攻击机网卡]，将会捕捉到靶机在网页上浏览的图片（使用https协议的网站不能捕捉)
  
• 开启另外一个终端，使用ettercap命令:ettercap –Tq –i ens33(T表示启动嗅探，q表示安静模式，即不显示嗅探到的数据流，-i表示选择网络接口),执行嗅探命令,此时靶机访问使用http协议的网站，进行账户登录操作，将会嗅探到使用明文传输的账户和密码。
  
• 分析数据包，虚拟机中的攻击机向靶机伪造网关身份，向靶机发送ip为网关真实ip，mac为自己mac地址的虚假信息。
  
• 分析靶机进行一次外网通信的数据包，攻击机在路由器网关和靶机之间建立中间人关系，靶机首先将流量发送给攻击机，再由攻击机转发给网关。
  
  
  防范措施:
• 网关和主机中设置静态ip-mac映射表
• 一种基于仲裁的ARP欺骗防范模型
  在ARP防火墙模型中，会与网关串联一个设备，局域网中用户流量会先经过这个网络设备后，才进入网关，并且网关的数据也会先经过这个防火墙设备后在传输给用户。相应的原理图如图所示。
  

2.ICMP重定向攻击

实现原理:
ICMP重定向信息是路由器向主机提供实时的路由信息，当一个主机收到ICMP重定向信息时，它就会根据这个信息来更新自己的路由表。由于缺乏必要的合法性检查，如果一个黑客想要被攻击的主机修改它的路由表，黑客就会发送ICMP重定向信息给被攻击的主机，让该主机按照黑客的要求来修改路由表
icmp重定向攻击就是利用icmp路由重定向报文来改变主机的路由表，攻击者向目标主机发送重定向信息，把自己伪装成路由器，使得目标主机的数据报发送到攻击者上进行转发。
实践操作:

• 首先同样要开启攻击机的ip路由转发，否则进行icmp重定向攻击后靶机会断网，察觉到受到攻击，开启方式如上。
• 使用netwox中的86号工具，执行命令：netwox 86 -f "host [靶机ip] " -g [攻击者ip] -i [路由器ip]，-f表示筛选规则，-g表示新的网关地址,-i表示原网关地址。这条指令意思就是攻击者向靶机发送icmp重定向信息，修改靶机上的路由表，将路由器地址设置为靶机ip。
  
• 无论是使用icmp重定向攻击还是使用arp中间人攻击，目的只有一个：截取目标主机同其他主机通信的流量。所以同样可以使用ettercap -Tq -i ens33命令来嗅探转发的流量中的明文密码。
  
• 分析wireshark抓包的数据流，可以看到，靶机同外网通信的流量首先转发到了攻击机上，再由攻击机进行转发到真正的路由器。
  
  防范措施:
  根据类型过滤一些ICMP数据包，设置防火墙过滤，对于ICMP重定向报文是否来自本地路由器先判断再进行处理。

3.TCP RST攻击

实现原理:
TCP RST攻击被称作伪造TCP重置报文攻击，是一种假冒干扰TCP正常连接的技术方法。利用了TCP协议头中的标志位“RST”，大部分数据包中的该标志位都置为0，而当一个数据包中RST标志位置为1时，接收该数据包的主机将断开这个TCP连接。假设主机A和主机B进行正常的TCP通信，攻击者监听到A和B之间通信的信息，此时攻击者假冒A向B发送一个RST标志位为1的数据包，B收到数据包后进行检查，发现RST标志位为1，断开和A的连接。
实践操作:

• 使用netwox第78号工具发起攻击，执行命令netwox 78 -i [靶机ip],即对靶机进行TCP RST攻击，将导致靶机断开所有的TCP连接。
  
• 执行命令后，打开wireshark进行抓包分析，同时打开靶机浏览器访问任意网站，结果无法访问，浏览器反馈信息为ERR_CONNECTION_RESET，即TCP连接被重置。
  
• 值得注意的是，我用ssh连接的靶机跟攻击机，执行TCP RST攻击后，靶机同样会断开同攻击机的SSH连接。
  
• 分析wireshark数据包，实施TCP RST攻击后，靶机访问的服务器中断，图中所示为服务器发回到靶机上的中断TCP连接数据，其中RST标志位为1。
  
  防范措施:
  部署防火墙，过滤掉RST标志位为1的数据包。

4.TCP会话劫持

实现原理:
所谓会话，就是两台主机之间的一次通讯。例如你Telnet到某台主机，这就是一次Telnet会话；你浏览某个网站，这就是一次HTTP会话。而会话劫持（Session Hijack），就是结合了嗅探以及欺骗技术在内的攻击手段。例如，在一次正常的会话过程当中，攻击者作为第三方参与到其中，他可以在正常数据包中插入恶意数据，也可以在双方的会话当中进行简听，甚至可以是代替某一方主机接管会话。我们可以把会话劫持攻击分为两种类型：1）中间人攻击(Man In The Middle，简称MITM)，2）注射式攻击（Injection）；并且还可以把会话劫持攻击分为两种形式：1）被动劫持，2）主动劫持；被动劫持实际上就是在后台监视双方会话的数据流，丛中获得敏感数据；而主动劫持则是将会话当中的某一台主机“踢”下线，然后由攻击者取代并接管会话。
实践操作:

• 本来想使用hunt-1.5工具进行tcp会话劫持，但是安装了hunt-1.5之后，发现hunt-1.5无法识别到网卡，没有抓到任何局域网内的网络连接，以失败告终，暂时还未解决。
  
• 执行命令后显示无连接
  
  防范措施:
• 使用交换式网络替代共享式网络；
• 采用加密通讯，使用SSH代替Telnet、使用SSL代替HTTP，或者使用IPSec/VPN；
• 监视网络流量，如发现网络中出现大量的ACK包，则有可能已被进行了会话劫持攻击；
• 防范arp欺骗。

5.SYN Flood攻击

实现原理:
在SYN Flood攻击中，利用TCP三次握手协议的缺陷，攻击者向目标主机发送大量伪造源地址的TCP SYN报文，目标主机分配必要的资源，然后向源地址返回SYN＋ACK包，并等待源端返回ACK包。由于源地址是伪造的，所以源端永远都不会返回ACK报文，受害主机继续发送SYN＋ACK包，并将半连接放入端口的积压队列中，虽然一般的主机都有超时机制和默认的重传次数，但由于端口的半连接队列的长度是有限的，如果不断的向受害主机发送大量的TCP SYN报文，半连接队列就会很快填满，服务器拒绝新的连接，将导致该端口无法响应其他机器进行的连接请求，最终使受害主机的资源耗尽。
实践操作:

• 使用虚拟机中的linux作为攻击机来对win7靶机发起SYN Flood攻击，靶机ip地址为192.168.2.60;
• 使用netwox中的76号工具进行攻击，执行命令：netwox 76 -i "[靶机ip]" -p [端口号]。在这里我发起的是针对telnet连接的23号端口的SYN Flood攻击。
  
• 同时在靶机上打开wireshark进行抓包分析，可以看到攻击机向靶机发送了大量的虚假ip发出的SYN连接请求,这些虚假的连接请求没有MAC地址，无法溯源攻击者的真实身份。
  
  防范措施:
• 优化系统配置：包括缩短超时时间，增加半连接队列的长度，关闭不重要的服务；
• 优化路由器配置：配置路由器的内、外网卡；
• 完善基础设施：增加源IP地址检查机制等；
• 使用防火墙：采用半透明网关技术的放火墙可有效防范SYN Flooding攻击；
• 主动监视：监视TCP/IP流量，收集通信控制信息，分析状态，辨别攻击行为。

四、疑难问题

hunt网络劫持工具无法获取到网卡监听到的局域网连接信息，而使用其他工具虽然能够截取到靶机的明文密码，但是要进行注入篡改攻击还是难以实现。