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近年来，黑客利用Internet作案的事件频频发生，导致绝密信息被窃取、重要数据被删除、网络系统遭破坏等严重后果，给用户造成了极大的损失。尽管已采取了一些安全措施，并且也已起到了很大的作用，但网络中仍存在着许多安全缺口，成为黑客的进攻突破点。TCP/IP作为Internet使用的标准协议集，是黑客实施网络攻击的重点目标。本文将围绕TCP/IP的安全性问题进行讨论。
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TCP/IP的协议结构
- ^7 I# E% `- e$ a/ r, ` TCP/IP是一组协议的集合，除了最常用的TCP和IP协议外，还包含许多其他的工具性协议、管理协议及应用协议。TCP/IP的协议结构如图所示。
[, G. h- Q/ ^/ v" ` 其中，应用层向用户提供访问Internet的一些高层协议，使用最广泛的有TELNET、FTP、SMTP、DNS等，同时新的应用协议还在不断涌现。传送层的作用是提供应用程序(端 到端)的通信服务，该层有两个协议：传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。前者提供高可靠的面向连接的数据传送服务，后者提供无连接的高效率的数据传送服务。网间层负责相邻主机之间的通信，该层协议主要有IP和ICMP等。网络接口层是TCP/IP协议软件
% d* k# ?8 o* \/ I3 F的最低一层，其主要工作有：负责接收IP数据报，通过网络向外发送或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报向上层传送。对不同的物理网络配以相应的网络接口协议，如物 理网是以太网时，网络接口协议须使用IP－E(RFC894)。
/ T" O3 r/ }/ ?4 `1 A4 @协议安全性分析
& F+ F+ B- s& I2 u) N6 y 1.TCP协议
( l( x, s& g% D' \3 @; U TCP使用三次握手机制来建立一条连接，握手的第一个报文为SYN包；第二个报文为 SYN/ACK包，表明它应答第一个SYN包同时继续握手过程；第三个报文仅仅是一个应答，表示为ACK包。若A为连接方，B为响应方，其间可能的威胁有：
$ z1 g6 n+ U9 @/ x( p ·攻击者监听B方发出的SYN/ACK报文。
. O5 O0 _7 U5 p( \7 R; X ·攻击者向B方发送RST包，接着发送SYN包，假冒A方发起新的连接。
1 f, q6 b: f& e ·B方响应新连接，并发送连接响应报文SYN/ACK。
5 V- M2 _$ ~+ q* O0 G$ l ·攻击者再假冒A方对B方发送ACK包。
" R0 s- s _$ _ 这样攻击者便达到了破坏连接的作用，若攻击者再趁机插入有害数据包，则后果更严重。
" K9 {0 K/ T: s' h* V TCP协议把通过连接而传输的数据看成是字节流，用一个32位整数对传送的字节编号。初始序列号(ISN)在TCP握手时产生，产生机制与协议实现有关。攻击者只要向目标主机发送一个连接请求，即可获得上次连接的ISN，再通过多次测量来回传输路径，得到进攻主机到目标主机之间数据包传送的来回时间RTT。已知上次连接的ISN和RTT，很容易就能预测下一次连接的ISN。若攻击者假冒信任主机向目标主机发出TCP连接，并预测到目
D3 O- d! g' [标主机的TCP序列号，攻击者就能伪造有害数据包，使之被目标主机接受。
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2.IP协议和ICMP协议
% S$ w3 F7 l7 z0 ] IP协议是TCP/IP中最重要的协议之一，提供无连接的数据包传输机制，其主要功能有：寻址、路由选择、分段和组装。传送层把报文分成若干个数据报，每个数据包在网关中进行路由选择，穿越一个个物理网络从源主机到达目标主机。在传输过程中数据包可能被分成若干小段，以满足物理网络中最大传输单元长度的要求，每一小段都当作一 个独立的数据包被传输，其中只有第一个数据报含有TCP层的端口信息。在包过滤防火墙
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中根据数据包的端口号检查是否合法，这样后续数据包可以不经检查而直接通过。攻击 者若发送一系列有意设置的数据包，以非法端口号为数据的后续数据包覆盖前面的具有 合法端口号的数据包，那么该路由器防火墙上的过滤规则被旁路，从而攻击者便达到了 进攻目的。
* U: d+ o9 s) b: f. e3 z0 @ ICMP是在网间层中与IP一起使用的协议。如果一个网关不为IP分组选择路由、不能 递交IP分组或者测试到某种不正常状态，如网络拥挤影响IP分组的传递，那么就需要IC MP来通知源端主机采取措施，避免或纠正这类问题。ICMP被认为是IP协议不可缺少的组 成部分，是IP协议正常工作的辅助协议。
1 @" c% z& N* `, h2 [) ?# I ICMP协议存在的安全缺口有：
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攻击者可利用ICMP重定向报文破坏路由，并以此增强其窃听能力。
! A& g. s* ? v8 d$ f! n2 j# n3 Z 攻击者可利用不可达报文对某用户节点发起拒绝服务攻击。
5 F, `& }7 @4 S* n5 \ 3.路由协议
! T! F: H A1 m$ q- p1 f Internet使用动态路由，通过路由器相互通信和传递路由信息，实现路由表的自动 更新。自治域内部采用的路由协议称为内部网关协议，常用的有路由信息协议RIP(Routing Information Protocol)、开放式最短路径优先协议OSPF(Open Shortest Path First)。外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择，常用的是边界网关协议BGP(Border Gateway Protocol)。
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路由协议存在的安全缺口有：
0 J+ Y/ P. P9 c8 T9 h+ b. s
许多路由协议使用未加密的非一次性口令来证实数据中的路由信息，容易遭到非法窃听。
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攻击者通过伪造一非法路由器或者其它手段发送伪造路由信息，扰乱合法路由器的路由，从而使本应到达目标主机的数据包转发至入侵主机。
* h* u% g4 } n2 x( t4 B 由于BGP通过TCP传送数据，目前对TCP不断加剧的攻击也是影响BGP安全的一个重要因素。
, M3 U5 r# K% |: e5 o( v 4．域名系统
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为了解决IP地址难于记忆的问题，TCP/IP设计了一种层次性命名协议，即域名系统 DNS，其作用是自动将主机域名转换成对应的IP地址。DNS也存 |
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发表于 2004-1-5 19:35:39
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