摘 要: 網(wǎng)絡(luò)邊界處的防火墻系統(tǒng)可以有效防御一些來自外網(wǎng)的攻擊,在入侵檢測系統(tǒng)的實(shí)時(shí)保護(hù)下,,理論上可以保障內(nèi)網(wǎng)安全無憂,。然而,內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的非法操作更隱蔽,、更有威脅,。針對這種情況,通過嗅探技術(shù)對內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的流量監(jiān)控和數(shù)據(jù)包分析,,較好地加強(qiáng)和保障了內(nèi)網(wǎng)的安全,。
關(guān)鍵詞: 嗅探技術(shù);流量監(jiān)控,;數(shù)據(jù)包分析
由于TCP/IP協(xié)議族本身存在許多安全漏洞,,使復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)安全難以保障。網(wǎng)絡(luò)安全一般來說分為網(wǎng)絡(luò)外部安全和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部安全兩方面,,這兩方面出現(xiàn)的安全問題的比例約為3:7,,顯然,最普遍的安全威脅主要來自內(nèi)部,。內(nèi)網(wǎng)由大量的終端組成,,內(nèi)網(wǎng)任何一部分的安全問題,都可能導(dǎo)致整個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的癱瘓,。內(nèi)網(wǎng)的安全通常依靠主機(jī)防護(hù)系統(tǒng),、入侵檢測系統(tǒng)(IDS)及漏洞掃描技術(shù)等來保證[1]。針對使用入侵檢測系統(tǒng)的內(nèi)網(wǎng),由于網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的大大加快,,使IDS的負(fù)擔(dān)加重,造成了IDS的高虛警率,,且IDS在應(yīng)對對自身的攻擊時(shí),,對其他傳輸?shù)臋z測也會被抑制。因此本文通過嗅探技術(shù)加強(qiáng)對內(nèi)網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理,,一定程度上加強(qiáng)了內(nèi)網(wǎng)安全,。
1 嗅探技術(shù)及Omni peek
網(wǎng)絡(luò)嗅探是指利用計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口截獲目的地為其他計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)報(bào)文的一種手段。網(wǎng)絡(luò)嗅探技術(shù)不主動向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包,,而是監(jiān)聽,、提取和解析網(wǎng)絡(luò)中正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包。網(wǎng)絡(luò)嗅探技術(shù)是一把雙刃劍,,其正當(dāng)用途主要是分析網(wǎng)絡(luò)的流量及性能,,以便找出網(wǎng)絡(luò)中潛在的問題,但不可用于竊取私密信息[2],。如果某時(shí)段一個(gè)網(wǎng)段運(yùn)行不暢,,造成信息包的發(fā)送比較慢,丟包現(xiàn)象嚴(yán)重,,而網(wǎng)絡(luò)管理員又不知道問題所在,,此時(shí)就可以用嗅探軟件作出較準(zhǔn)確的判斷。
Omni peek是出自WildPackets的著名抓包軟件,,其功能與Sniffer Pro有相似之處,,是一款網(wǎng)管和應(yīng)用故障診斷分析軟件。針對復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,,執(zhí)行管理,、監(jiān)控、分析,、除錯(cuò)及最佳化的工作,。Omni peek軟件v6.02提供更好的圖形用戶界面,不管是在有線網(wǎng)絡(luò)還是在無線網(wǎng)絡(luò)中,,它都能夠給予網(wǎng)絡(luò)管理人員實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視,、數(shù)據(jù)包捕獲以及故障診斷分析能力。
2 實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控
2.1 協(xié)議分析
在共享網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,,即由集線器組成的局域網(wǎng)環(huán)境,,只需將網(wǎng)卡設(shè)置成混雜模式,即可監(jiān)聽到所有經(jīng)過該網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)包,。而在交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,,設(shè)置網(wǎng)卡接收模式就不可行了。因此,在一個(gè)交換式的局域網(wǎng)中,,在其任一臺主機(jī)上安裝網(wǎng)絡(luò)嗅探工具,,無論其嗅探功能如何強(qiáng)大,也無能為力,。這時(shí),,它只能嗅探到從本機(jī)進(jìn)出的數(shù)據(jù)包。而若把嗅探工具安裝在代理服務(wù)器上便可解決這一問題,。對內(nèi)網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,,不是為了實(shí)時(shí)記錄網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),而是為了發(fā)現(xiàn)異常和攻擊,。本文分析了一些常見的內(nèi)網(wǎng)安全問題(正常的數(shù)據(jù)包就不再此闡釋),,通過運(yùn)行Omni peek,捕獲數(shù)據(jù)包,,經(jīng)查看發(fā)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)主機(jī)192.168.0.136的數(shù)據(jù)包可疑,,剛開機(jī)不久便向IP地址為24.89.201.200發(fā)送大量數(shù)據(jù)包,且這臺主機(jī)發(fā)出的所有數(shù)據(jù)包協(xié)議都基于HTTP,,如圖1所示,。
通過查看某個(gè)捕獲的數(shù)據(jù)包的源碼,解碼后如表1所示,。
由于HTTP是基于請求/響應(yīng)范式的,,信息交換過程分為4個(gè)部分:建立連接、發(fā)送請求,、發(fā)送響應(yīng),、關(guān)閉連接。但捕獲到的內(nèi)網(wǎng)IP為192.168.0.136的主機(jī)所發(fā)出的數(shù)據(jù)包卻很可疑,,ACK確認(rèn)的數(shù)量值全為0,。圖2是通過Omni peek軟件對TCP的解析,發(fā)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)包均是SYN包,,而SYN包是主機(jī)要發(fā)起TCP連接時(shí)發(fā)出的數(shù)據(jù)包,,也就是這臺內(nèi)網(wǎng)主機(jī)不斷地向外網(wǎng)中的某主機(jī)建立HTTP連接,但沒有得到任何回應(yīng),,既未收到ACK確認(rèn)包,,也沒有FIN釋放連接[3]。
在30 s內(nèi),,內(nèi)網(wǎng)主機(jī)192.168.0.136從網(wǎng)絡(luò)收到的數(shù)據(jù)包數(shù)只有5個(gè),,但其向外網(wǎng)發(fā)出的數(shù)據(jù)包卻有904個(gè),如圖3所示,。
這時(shí)用Omni peek節(jié)點(diǎn)分析功能,,查看192.168.0.136節(jié)點(diǎn)的詳細(xì)資料統(tǒng)計(jì),如圖4所示,發(fā)現(xiàn)HTTP協(xié)議占了整個(gè)通信協(xié)議的99.386%,。
通過對上述情況的分析,,可以推測192.168.0.136所收到的5個(gè)包是來自別的節(jié)點(diǎn)的DNS包(從圖3可以看出總共有3個(gè)節(jié)點(diǎn)與它通信,并且圖4的協(xié)議中DNS數(shù)據(jù)包占了0.614%),。
當(dāng)單獨(dú)查看IP地址為192.168.0.136與24.89.201.200的主機(jī)通信協(xié)議時(shí),,則100%都是HTTP協(xié)議,如圖5所示,。它與IP地址為24.89.201.200的主機(jī)通信全是基于HTTP的,但沒有收到一個(gè)回包,。這對HTTP來說顯然是不正常的,,HTTP是基于TCP、是有連接的,,不會只發(fā)不收,。因此判斷該主機(jī)可能是感染了病毒,是造成TCP SYN泛洪(Flood)攻擊所需的“肉雞”,。
然而對于被攻擊主機(jī)來說,,由于SYN泛洪攻擊所使用的IP地址并不是真實(shí)的地址,而是代理服務(wù)器的公共IP地址,,所以被攻擊者最多只能追蹤到內(nèi)網(wǎng)代理服務(wù)器的IP地址為210.40.20.76(假設(shè)未使用二級以上代理),,而要確定攻擊終端很難,黑客通常利用這種攻擊的隱蔽性肆意破壞,。所以,,內(nèi)網(wǎng)管理員應(yīng)該立即確定這臺內(nèi)網(wǎng)主機(jī),對其進(jìn)行下線處理,,再進(jìn)行掃描殺毒,,以免造成不可避免的損失。
2.2 流量監(jiān)控
一般進(jìn)行流量監(jiān)控時(shí),,首先要關(guān)注那些流量最大的終端節(jié)點(diǎn),。某一時(shí)段,丟包現(xiàn)象嚴(yán)重,,網(wǎng)絡(luò)性能下降,,通過Omni peek軟件分析發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)阻塞,如圖6所示,。
經(jīng)查看發(fā)現(xiàn),,內(nèi)網(wǎng)IP為192.168.0.162的主機(jī)流量最大,且比例一直在持續(xù)增加,,這是造成網(wǎng)絡(luò)阻塞的重要原因,。本文先分析網(wǎng)絡(luò)流量的流向[4],通過Omni peek的peer map捕獲發(fā)現(xiàn),確定192.168.0.162向外網(wǎng)很多終端發(fā)送大量的數(shù)據(jù)包,,如圖7所示,。再對數(shù)據(jù)包的傳輸協(xié)議進(jìn)行查看,發(fā)現(xiàn)均為基于UDP的數(shù)據(jù)包,。UDP是一個(gè)無連接,、不可靠和缺乏安全性的傳輸層協(xié)議。通過對內(nèi)網(wǎng)IP為192.168.0.162的主機(jī)進(jìn)行單點(diǎn)分析,,其在短時(shí)間內(nèi)向257外網(wǎng)終端發(fā)出了7 863個(gè)數(shù)據(jù)包,,其中UDP數(shù)據(jù)包占了91.4%,如圖8所示,。
主機(jī)向外網(wǎng)發(fā)出大量UDP數(shù)據(jù)包,,雖然UDP數(shù)據(jù)包不像TCP建立連接需“3次握手”,可以被人利用SYN消耗一方資源,,但如果利用大量UDP包沖擊服務(wù)器,,可能會造成UDP FLOOD攻擊,也會使網(wǎng)絡(luò)癱瘓,。一般出現(xiàn)下面兩種可能:(1)“肉雞”終端不斷向外網(wǎng)發(fā)送大量無意義的UDP數(shù)據(jù)包,,利用UDP協(xié)議漏洞,在兩臺主機(jī)的網(wǎng)段之間產(chǎn)生大量沒有實(shí)際意義的UDP數(shù)據(jù)流,。這些數(shù)據(jù)流將占盡服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源,,從而導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常提供服務(wù)功能,造成DoS攻擊[5],。(2)某種P2P下載軟件的共享功能從圖8得知,,它收到了2 642個(gè)數(shù)據(jù)包。有關(guān)調(diào)查表明,,P2P業(yè)務(wù)不斷增加,,造成了網(wǎng)絡(luò)帶寬的巨大消耗,引起網(wǎng)絡(luò)擁塞,,降低其他業(yè)務(wù)的性能,。經(jīng)查找證實(shí),該內(nèi)網(wǎng)終端確實(shí)在使用P2P軟件Emule,。在這種情況下,,應(yīng)對該終端進(jìn)行限速處理,恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)通暢,。
2.3 防止內(nèi)網(wǎng)ARP欺騙攻擊
在局域網(wǎng)中,,最常見的攻擊是ARP欺騙攻擊。由于ARP使主機(jī)不會驗(yàn)證包的來源是否合理,,使得一臺主機(jī)在從未收到ARP請求包時(shí),,也可以發(fā)送ARP應(yīng)答包,。一旦某臺主機(jī)收到ARP應(yīng)答包,即使它從未向發(fā)送此應(yīng)答包的主機(jī)發(fā)送過ARP請求包,,仍會對本地的ARP緩存進(jìn)行更新,,將應(yīng)答包中的IP和MAC地址存儲在ARP緩存中,所以很多人利用這種缺陷,,通過發(fā)送偽造的ARP應(yīng)答包給發(fā)出請求的主機(jī),,從而改變它們之間的數(shù)據(jù)傳輸過程[6]。造成這種情況主要是因?yàn)锳RP的基礎(chǔ)就是信任局域網(wǎng)內(nèi)所有的人,,這樣就很容易實(shí)現(xiàn)在以太網(wǎng)上的ARP欺騙,。被ARP攻擊的主要現(xiàn)象有:局域網(wǎng)內(nèi)頻繁性區(qū)域掉線,網(wǎng)速時(shí)快時(shí)慢,,同時(shí)能夠在網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生大量的ARP數(shù)據(jù)包通信量使網(wǎng)絡(luò)阻塞,。
某時(shí)段,發(fā)現(xiàn)捕獲的數(shù)據(jù)包不顯示目的IP地址及源IP地址,,查看其數(shù)據(jù)包協(xié)議為ARP的應(yīng)答包,,如圖9所示,,分析證實(shí)必然是某臺主機(jī)發(fā)送ARP欺騙數(shù)據(jù)包,。
在MS-DOS環(huán)境下使用arp–a命令來查看ARP緩存,正常情況下,,每一個(gè)內(nèi)網(wǎng)IP都有唯一的MAC地址與之對應(yīng),。某主機(jī)竄改MAC地址(人為或是病毒)(如圖10所示),主機(jī)192.168.0.105偽造代理服務(wù)器192.168.0.1的MAC地址,。
同時(shí)Omni peek軟件的ARP數(shù)據(jù)包分析功能也發(fā)現(xiàn)異樣,,如圖11所示,幅度較大的部分是ARP Response包的頻率值,,從圖得知這個(gè)時(shí)段內(nèi)有大量的ARP應(yīng)答包,,應(yīng)答包數(shù)量大大超過請求包,經(jīng)分析得知,,圖中大部分的應(yīng)答包是192.168.0.105的終端發(fā)出的,,以達(dá)到欺騙的目的。
內(nèi)網(wǎng)管理員可以通過Omni peek軟件第一時(shí)間察覺到ARP攻擊,,立即對惡意主機(jī)進(jìn)行下線處理,。
在基于代理服務(wù)器的環(huán)境下,通過網(wǎng)絡(luò)嗅探軟件Omni peek可以很方便地對內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理,。本文對常見的內(nèi)網(wǎng)安全問題進(jìn)行了分析和闡述,,特別是第一種,由于內(nèi)網(wǎng)主機(jī)本身沒有真實(shí)IP地址,,通過代理服務(wù)器的公共IP地址隱藏終端來攻擊外網(wǎng)主機(jī),,而被攻擊者又很難確定這臺沒有真實(shí)IP地址的終端,。從被攻擊者的角度,如何確定沒有固定IP地址的終端,,即非真實(shí)IP地址網(wǎng)絡(luò)終端定位方法的有待進(jìn)一步的研究,。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊云江.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)[M].第2版,北京:清華大學(xué)出版社,,2009.
[2] 蔡林.網(wǎng)絡(luò)嗅探技術(shù)在信息安全中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代,,2008(6):16-18.
[3] RICHARD S W.TCP/IP illustrated volume 1[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.
[4] DABIR A,, MATRAWY A. Bottleneck analysis of traftic monitoring using wireshark[C]. 4th International Conference on Innovations in Information Technology,, 2007, IEEE Innovations′07,, 2007:158-162.
[5] OADEER M A. Network traffic analysis and intrusion detection using packet sniffer[C]. 2010 Second International Conference on Communication Software and Networks,, 2010:313-317.
[6] 孫謙,黃家林,,傅軍.基于協(xié)議分析的ARP欺騙病毒源自動定位[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī),,2008,289:136-139.