我國路由行業(yè)正在快速的發(fā)展,IP網(wǎng)絡(luò)路由器在其中也起著很重要的作用,同時其也面臨著許多問題,比如安全方面的威脅,都需要我們不斷的總結(jié)。
IP網(wǎng)絡(luò)路由器還是比較常用的,于是我研究了一下IP網(wǎng)絡(luò)路由器所面臨的威脅和挑戰(zhàn),在這里拿出來和大家分享一下,希望對大家有用。當(dāng)今的時代是網(wǎng)絡(luò)的時代,20世紀(jì)末出現(xiàn)的IP網(wǎng)絡(luò)路由器,以前所未有的發(fā)展速度創(chuàng)造了人類科技史上的奇跡,并大有取代已經(jīng)存在了100多年的電路交換網(wǎng)的趨勢。但從電信網(wǎng)的角度來說,IP網(wǎng)絡(luò)路由器還存在著諸如安全、服務(wù)質(zhì)量、運營模式等問題。
其中,IP網(wǎng)絡(luò)路由器的安全問題是其中非常重要的一個方面,由于IP網(wǎng)絡(luò)路由器的開放性,又使得它的安全問題變得十分復(fù)雜。本文著重分析IP網(wǎng)絡(luò)路由器中所面臨的安全威脅,并討論路由器設(shè)備安全功能的測試。
IP網(wǎng)絡(luò)路由器所面臨的安全威脅
IP網(wǎng)絡(luò)路由器的最大優(yōu)勢是它的開放性,并最大限度地支持終端的智能,這使得IP網(wǎng)絡(luò)路由器中存在著各種各樣豐富多彩的業(yè)務(wù)與應(yīng)用。但與此同時,IP網(wǎng)絡(luò)的開放性與終端的智能化也使得IP網(wǎng)絡(luò)路由器面臨著前所未有的安全威脅。IP網(wǎng)絡(luò)路由器的安全威脅有兩個方面,一是主機(包括用戶主機和應(yīng)用服務(wù)器等)的安全,二是網(wǎng)絡(luò)自身(主要是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,包括路由器、交換機等)的安全。用戶主機所感知的安全威脅主要是針對特定操作系統(tǒng)(主要是Windows系統(tǒng))的攻擊,即所謂病毒。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要面對的是基于TCP/IP協(xié)議的攻擊。本文主要討論網(wǎng)絡(luò)自身,即網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(主要是路由器)自身的安全問題。路由器設(shè)備從功能上可以劃分為數(shù)據(jù)平面、控制/信令平面和管理平面,也可以從協(xié)議系統(tǒng)的角度按TCP/IP協(xié)議的層次進行劃分。
(1)對數(shù)據(jù)平面來說,其功能是負責(zé)處理進入設(shè)備的數(shù)據(jù)流,它有可能受到基于流量的攻擊,如大流量攻擊、畸形報文攻擊。這些攻擊的主要目的是占用設(shè)備CPU的處理時間,造成正常的數(shù)據(jù)流量無法得到處理,使設(shè)備的可用性降低。由于數(shù)據(jù)平面負責(zé)用戶數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā),因此也會受到針對用戶數(shù)據(jù)的攻擊,主要是對用戶數(shù)據(jù)的惡意竊取、修改、刪除等,使用戶數(shù)據(jù)的機密性和完整性受到破壞。
(2)對路由器來說,控制/信令平面的主要功能是進行路由信息的交換。這一平面受到的主要威脅來自對路由信息的竊取,對IP地址的偽造等,這會造成網(wǎng)絡(luò)路由信息的泄漏或濫用。
(3)對系統(tǒng)管理平面來說,威脅來自于兩個方面,一個是系統(tǒng)管理所使用的協(xié)議(如Telnet協(xié)議、HTTP協(xié)議等)的漏洞,另一個是不嚴密的管理,如設(shè)備管理賬號的泄露等。
1.數(shù)據(jù)平面
(1)LAND攻擊。LAND攻擊是利用某些系統(tǒng)TCP協(xié)議實現(xiàn)中的漏洞,制造TCPSYN報文,這些報文的源IP地址和TCP端口號與目的IP地址和TCP端口號相同,這樣系統(tǒng)就會向自身發(fā)起一個TCP連接,造成了系統(tǒng)資源的無謂消耗。
(2)SYNF1ood攻擊。SYNF1ood攻擊是利用TCP協(xié)議三次握手的機制,由攻擊主機向被攻擊設(shè)備發(fā)送大量的SYN請求報文,這些報文的源地址是一個不可達的主機地址,被攻擊設(shè)備發(fā)送SYNACK報文后,就開始等待大量根本不可能到達的ACK報文,造成了系統(tǒng)資源的大量占用。
(3)Smurf攻擊。Smurf攻擊是利用ICMP協(xié)議的一種DoS攻擊手段。該攻擊是將ICMP Echo Request(Ping)報文的源地址偽造成被攻擊設(shè)備的地址,目的地址為網(wǎng)絡(luò)中的廣播地址,這樣大量的ICMP響應(yīng)報文將造成被攻擊設(shè)備以及所在網(wǎng)絡(luò)的負載大大增加。如果攻擊中使用的是UDP的應(yīng)答請求消息則演變?yōu)镕raggle攻擊。
(4)PingF1ood攻擊。PingF1ood攻擊是從一條高帶寬的連接向一條低帶寬的連接連續(xù)發(fā)送大量的Ping報文,被攻擊設(shè)備將對每一個Ping報文進行回應(yīng),造成了網(wǎng)絡(luò)可用帶寬的降低。
(5)Teardrop攻擊。Teardrop攻擊是利用IP報文的分片/重組機制,發(fā)送偽造的分片IP報文,而將IP報文頭部中指示分片標(biāo)記的Offset字段設(shè)為重復(fù)的值,使得被攻擊設(shè)備在處理這些分片報文時造成系統(tǒng)的掛起甚至宕機。
(6)Ping of Death攻擊。Ping of Death攻擊通過發(fā)送一個包長超過65535的Ping報文,使被攻擊設(shè)備的內(nèi)存分配產(chǎn)生錯誤,從而導(dǎo)致設(shè)備的癱瘓。
除了DoS攻擊,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還會面對網(wǎng)絡(luò)中大量的各種各樣的畸形報文和錯誤報文,這些報文將耗費網(wǎng)絡(luò)設(shè)備大量的處理能力,Ping of Death攻擊也可以看作是畸形報文的一種形式。同時,網(wǎng)絡(luò)上的用戶數(shù)據(jù)也有可能受到惡意監(jiān)聽或截取,目前比較有效的防范方式是使用IPSec協(xié)議進行用戶數(shù)據(jù)的加密。
2.控制/信令平面
對控制/信令平面的攻擊主要是通過使用非法的或未授權(quán)的路由設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)中的合法設(shè)備建立路由鄰接關(guān)系,獲取網(wǎng)絡(luò)中的路由信息。通過路由協(xié)議的加密認證可以有效阻止這種攻擊。目前,主要使用的RIPv2,OSPF,IS-IS都支持對協(xié)議報文的明文認證和MD5加密認證,BGP,LDP等協(xié)議則依靠TCP的MD5加密認證來保證協(xié)議報文的安全性。
3.管理平面
目前,對設(shè)備的遠程管理主要采用Telnet,Web等方式,而Telnet,HTTP協(xié)議本身都沒有提供安全功能,用戶數(shù)據(jù)、用戶賬號和口令等都是明文傳送,很容易被監(jiān)聽竊取,也很容易受到中間人(Man In the Middle)攻擊。解決網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遠程管理問題主要依靠SSH和SSL協(xié)議。SSH(Secure Shell)是目前比較可靠的為遠程登錄會話和其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供安全性的協(xié)議。利用SSH協(xié)議可以有效防止遠程管理過程中的信息泄露問題。SSL(Secure Socket Layer)協(xié)議可以在使用Web方式進行遠程管理時對瀏覽器和Web服務(wù)器之間的通信進行加密。
網(wǎng)絡(luò)安全與設(shè)備測試
目前的路由器測試主要針對的是設(shè)備的功能、協(xié)議、性能等基本能力,隨著對IP網(wǎng)絡(luò)路由器中安全要求的不斷提高,路由器本身也需要支持各種各樣的安全能力,因此在測試中需要加強對路由器安全能力的測試。對路由器能力的測試同樣也可以從數(shù)據(jù)平面、控制/信令平面和管理平面三個層次來考慮。
(1)抗DoS攻擊能力的測試。主要是利用儀表模擬攻擊流量,驗證被測設(shè)備對攻擊流量的處理。被測設(shè)備應(yīng)該對異常流量采取丟棄策略,并生成告警日志。
(2)ACL功能測試。驗證設(shè)備可以提供豐富的ACL功能來對非法流量進行過濾。
(3)防止IP地址欺騙測試。主要是URPF(單播逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā),Unicast Reverse Path Forwarding)功能的測試。被測設(shè)備應(yīng)具備URPF功能,即設(shè)備可以檢查數(shù)據(jù)包的源地址,在FIB表中查找該源地址是否與數(shù)據(jù)包的來源接口相匹配,如果沒有匹配表項將丟棄該數(shù)據(jù)包。
(4)IPSec協(xié)議測試。驗證設(shè)備是否支持IPSec協(xié)議來保證用戶數(shù)據(jù)的機密性。
(5)對協(xié)議的控制測試。被測設(shè)備應(yīng)該能夠關(guān)閉一些可能造成攻擊的協(xié)議端口或過濾某些可能對網(wǎng)絡(luò)造成安全隱患的協(xié)議報文,如關(guān)閉UDP的回應(yīng)請求端口、過濾源路由數(shù)據(jù)包等。