网络安全协议基本问题

时间：2024-03-03 21:34:50

Http和Https协议的端口号：

Http：80 Https：443

网络监听：

网络监听是一种监视网络状态、数据流程以及网络上信息传输的工具，它可以将网络界面设定成监听模式，并且可以截获网络上所传输的信息。但是网络监听只能应用于连接同一网段的主机，通常被用来获取用户密码等。也就是说，当黑客登录网络主机并取得超级用户权限后，若要登录其它主机，使用网络监听便可以有效地截获网络上的数据，这是黑客使用最好的方法。

非对称密码算法：

RSA（密钥分配，也能用于加解密数据，“私钥加密，公钥解密”和“公钥加密，私钥解密”）、DH（密钥分配，不能用于加解密）、DSA、ECC算法建立在有限域上椭圆曲线的离散对数问题的难解性。

攻击行为：

窃听 篡改 重放攻击 预重放 反射 类型缺陷攻击 协议交互攻击 拒绝服务攻击 密码分析 协议交互。

主动攻击是指攻击者对某个连接中通过的协议数据、单元进行各种处理。

被动攻击是指攻击者通过窃听消息来达到攻击目的；

选择出主动攻击

  • 被动攻击：截获

  • 主动攻击：中断、篡改、伪造

防止用户被冒名所欺骗的方法：

对信息源进行身份验证

Kerberos认证支持的加密算法：

Kerberos采用的加密算法是DES

ISAKMP安全关联和密钥管理协议：

一种协议框架，定义了有效负载的格式、实现密钥交换协议的机制以及SA协商。使用UDP的端口500，一般使用UDP。

从宏观上来看，ISAKMP主要做了三件事情：

  1. SA协商

    SA协商的目的是为了在通信双方间协商出一组双方都认可的安全参数。比如两端采用相同的加密算法和完整性算法。

  2. 密钥交换

    密钥交换的目的是为已经协商好的算法生成必要的密钥信息。

  3. 对等端身份认证

    认证的目的是鉴别对方的身份，保证自己不是在跟一个伪造的对象通信。

这样，通过一系列的消息交互，通信的双方既鉴别了对方的身份，也保证了后继通信的安全性。

IPSEC的典型应用：

  • 端到端安全
  • 基本VPN支持
  • 保护移动用户访问内部网
  • 嵌入式隧道

Kerberos实体认证采用的身份凭证：

口令，票据；虹膜，指纹

网络安全需求有哪些：

机密性、完整性、可控性、不可否认性、可用性

IPSEC规定的2个组件：

  1. SAD（安全关联数据库）
  2. SPD（安全策略数据库）

网络安全协议的基础：

密码学

SSL报文最终封装在什么环境：

  • 在SSL协议中，所有的传输数据都被封装在记录中进行投递
  • 而对于总体而言，封装在传输层报文中传递

什么是以破坏认证协议为目标的实体

攻击者是以破坏认证协议为目标的实体

Kerberos用什么来进行认证

票据

IPSec、AH、ESP、IKE：

IKE：互联网密钥交换协议，对应IPSec的协商阶段

AH：认证首部，对应IPSec的数据交互阶段，规定了报文格式以及对报文的处理方式和处理过程。AH只提供认证功能，不加密，仅计算消息验证码（ICV，完整性校验值）

ESP：封装安全载荷，对应IPSec的数据交互阶段。ESP同时提供机密性和完整性保护，这意味着ESP会加密报文，同时计算ICV。

AH提供的三类安全服务：

  • 数据完整性
  • 数据源发认证
  • 抗重放攻击

ESP提供的五类安全服务：

  • 数据完整性
  • 抗数据源发认证
  • 抗重放攻击
  • 机密性
  • 有限的传输流机密性

名词解释：

重放攻击：

重放攻击是针对安全协议的最常见攻击，重放攻击指的是攻击者参与到协议的交互过程，利用窃听到的已经发送过的部分或全部消息，在交互过程中重新发送，来干涉协议的正常运行。

前向安全：

一个协议具备前向安全，是指即便安全协议中使用的长期密钥被攻击者破获，而由这些长期密钥所建立（通过安全协议建立）的会话密钥仍然是安全的。如果对于协议中的任何主体，都能保证他们长期密钥的前向安全，那么这个协议提供了前向安全。

类型缺陷攻击：

消息最终是由一系列的二进制比特串组成的，类型缺陷攻击使得诚实主体对它所接收的消息发送了错误的理解，使得诚实主体把一次性随机数，时间戳或者身份等信息嵌入到某个密钥中去，进而导致协议安全性被破坏。

并行会话攻击：

是指攻击者安排协议的一个或多个会话并行地执行，使得自己能够从一个会话中获得消息，并通过重放到其他并行的会话中以达到自己的目的，如针对NSPK的并行会话攻击。

IPSec：

TLS（安全传输层协议）可以对应用层的协议加密，并传递给传输层，但在IP层并不做任何安全性处理。IP作为其他高层协议的载体，本身并未考虑安全性问题。IPSec就是用来在IP层进行安全处理，对于高层数据，只要是通过IP传输，都会在IP层进行安全防护，实现IP数据包的机密性、完整性等安全特性，为上层协议提供“透明”的安全服务。

IPSec协议的组件（什么是IPSec协议，从协议组件上回答）

IPSec是一个协议套件，核心协议是IKE、AH和ESP。其中IKE完成通信对等端身份验证、SA协商和密钥交换功能，是一个协商协议；AH和ESP是数据通信协议，他们规定了IPSec的报文格式和报文的处理过程。

SSL协议：

SSL（安全套接字协议）协议是一种增强传输层安全的协议，其协议套件由握手，更改密码规范，警告和记录协议组成。

  • 握手提供算法协商、密钥生成和身份验证功能。
  • 更改密码规范协议用以通告对等端用新的安全参数来保护数据。
  • 警告则同时具备安全断连和错误通告功能。
  • 记录协议是SSL的数据承载层。

SSH协议的解释（SSH会话安全）：

SSH是一个应用层安全协议，端口号为22。可以对数据进行加密，身份认证，完整性校验等。SSH由传输层协议，用户认证协议和连接协议构成，主要用于远程登录会话和为其他网络服务提供安全性的协议。

Kerberos协议：

Kerberos是一项认证服务。它提供一种验证用户身份的方法。它的实现不依赖于主机操作系统的认证，不基于主机的地址，也不需要有主机物理安全性的保证，并假设网络上传输的包都可以被任意地读取、修改和插入。

散列函数的特征：

  1. 映射分布均匀性和差分分布均匀性
  2. 单向性
  3. 抗冲突性

数据认证性：

数据认证性保证数据来源的合法性，通常也包含了对数据完整性的保证，这是因为修改数据相当于改变数据的来源。尽管在理论上，可以在不保证数据认证性的情况下保证数据的完整性，它们仍常通过相同的机制实现。

密钥建立的目标：

密钥建立是一个过程，通过这个过程，可以使得两个或者多个主体拥有良好的共享秘密，以用于后继的密码学运算。

针对SSL攻击方法：

中间人攻击，野兽攻击，罪恶攻击，溺水攻击，降级攻击
主要是围绕通讯过程，加密方式，旧版本漏洞展开攻击。

  1. 中间人攻击：
  • SSL sniffing攻击解释为伪装攻击，一般结合ARP欺骗构成一个中间人攻击。它是一种针对ssl协议的应用发起的攻击。
  • SSL stripping攻击：是在客户端和服务器端，利用ARP欺骗等技术进行的一个中间人攻击（重定向网址）

  1. BEAST（野兽攻击）
    BEAST是一种明文攻击，通过从SSL/TLS加密的会话中获取受害者的COOKIE值（通过进行一次会话劫持攻击），进而篡改一个加密算法的 CBC（密码块链）的模式以实现攻击目录，其主要针对TLS1.0和更早版本的协议中的对称加密算法CBC模式。

  2. CRIME（罪恶攻击）
    CRIME(CVE-2012-4929)，全称Compression Ratio Info-leak Made Easy，这是一种因SSL压缩造成的安全隐患，通过它可窃取启用数据压缩特性的HTTPS或SPDY协议传输的私密Web Cookie。在成功读取身份验证Cookie后，攻击者可以实行会话劫持和发动进一步攻击。

  3. DROWN（溺水攻击/溺亡攻击）
    即利用过时的、弱化的一种RSA加密算法来解密破解TLS协议中被该算法加密的会话密钥。 具体说来，DROWN漏洞可以利用过时的SSLv2协议来解密与之共享相同RSA私钥的TLS协议所保护的流量。 DROWN攻击依赖于SSLv2协议的设计缺陷以及知名的Bleichenbacher攻击。

  4. Downgrade（降级攻击）
    降级攻击是一种对计算机系统或者通信协议的攻击，在降级攻击中，攻击者故意使系统放弃新式、安全性高的工作方式，反而使用为向下兼容而准备的老式、安全性差的工作方式，降级攻击常被用于中间人攻击，将加密的通信协议安全性大幅削弱，得以进行原本不可能做到的攻击。 在现代的回退防御中，使用单独的信号套件来指示自愿降级行为，需要理解该信号并支持更高协议版本的服务器来终止协商，该套件是TLS_FALLBACK_SCSV(0x5600)

Kerberos的票据和认证符的功能：

  1. 进行身份认证（用户及服务器）
  2. 防止IP地址伪造和重放攻击
  3. 加密数据
  4. 保护子会话密钥

票据提供服务器（TGS）

认证服务器（AS）

  • 票据：为避免口令认证的缺陷，Kerberos引入票据许可服务，它只向已由AS（认证服务器）认证了身份的客户端颁发票据，避免了明文口令的传输。
  • 认证符：认证符的作用是验证客户的身份，客户不仅要传输票据，还需要发送额外的信息来证明自己确实是票据的合法拥有者，这个信息就是认证符（authenticator），它使用会话密钥加密，并包含了用户名和时间戳。

实验：

windows下的IPSec实验：

  1. 安装Wireshark软件
  2. 操作机配置IPsec加密策略
  3. 目标机配置同样的IPsec加密策略，操作机和目标机同时指派策略，查看之间通信
  4. 用Wireshark查看密钥交换过程

Windows下的SSL实验：

  1. 搭建证书服务器
  2. 搭建web服务器端SSL证书应用
  3. 搭建Https的网站
  4. 目标机用Sniffer监测两者间的SSL连接

优点

SSL在应用层协议通信前就已完成加密算法，通信密钥的协商及服务器认证工作，此后应用层协议所传送的所有数据都会被加密，从而保证通信的安全性。

缺点

SSL除了传输过程外不能提供任何安全保证；不能提供交易的不可否认性；客户认证是可选的，所以无法保证购买者就是该信用卡合法拥有者；SSL不是专为信用卡交易而设计，在多方参与的电子交易中，SSL协议并不能协调各方间的安全传输和信任关系。

工作原理
　　客户机向服务器发送SSL版本号和选定的加密算法；服务器回应相同信息外还回送一个含RSA公钥的数字证书；客户机检查收到的证书足否在可信任CA列表中，若在就用对应CA的公钥对证书解密获取服务器公钥，若不在，则断开连接终止会话。客户机随机产生一个DES会话密钥，并用服务器公钥加密后再传给服务器，服务器用私钥解密出会话密钥后发回一个确认报文，以后双方就用会话密钥对传送的报交加密。

协议分析：

NSPK协议的攻击：

NSPK协议提供了对主体双方的双向认证。主体A和B交换各自的随机数Na、Nb，从而共享Na和Nb，并将其结合以生成一个新的会话密钥。PKa和PKb分别为A和B的公开密钥。

并行会话攻击：攻击者Z首先使A发起一个会话，然后在另一个会话中，攻击者成功地冒充了A。

大嘴青蛙协议的攻击：

会话密钥由主体产生，可信第三方将这个会话密钥传送给另外的主体，Ta、Ts分别为A、S根据各自的本地时钟产生的时间戳。S通过Ta来检查Msg1的新鲜性。如果Msg1是新鲜的，S则将密钥Kab连同自己产生的时间戳Ts发送给B。B 收到Msg2后，检查其中的Ts，若Ts位于时间窗口内，B则认为Kab是新鲜的。5

并行会话攻击：

  • 攻击者冒充B，向S重放S刚刚发送给B的消息。S收到后，由于Ts在时间窗口内，故认可Msg1，并产生 一个新的时间戳Ts‘，发送消息Msg2’。

  • 接着，攻击者再冒充A，S会产生一个更新的时间戳 Ts‘’，并发送消息Msg2‘’。

  • 这最终导致攻击者能够从S得到一个“时间戳足够新，但Kab足够老”的消息，并将其发送给B，使B接受一个老的密钥

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