IP網(wǎng)絡(luò)路由器所面臨的威脅和挑戰(zhàn)

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(yùn)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(jī)(包括用戶主機(jī)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(jī)等)的安全。用戶主機(jī)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(jìn)行劃分。

(1)對數(shù)據(jù)平面來說，其功能是負(fù)責(zé)處理進(jìn)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(fù)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(jī)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(jìn)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(yán)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(jī)制，由攻擊主機(jī)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(dá)的主機(jī)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(dá)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(fù)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(jìn)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(jī)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(jī)。

(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(fèi)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(jìn)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(rèn)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(rèn)證和MD5加密認(rèn)證，BGP，LDP等協(xié)議則依靠TCP的MD5加密認(rèn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(jìn)行遠(yuǎn)程管理時對瀏覽器和Web服務(wù)器之間的通信進(jìn)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(qiáng)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(jìn)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(jī)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。