王艷麗

摘 要：由于黑客攻擊最近在新聞中屢有報導(dǎo)，我們都知道需要認(rèn)真地對待計算機(jī)安全問題。在本文中，Michael Richler分析了一些有趣的網(wǎng)絡(luò)攻擊并說明了它們是如何工作的。您將看到黑客是多么富于創(chuàng)造性，并將了解自己的軟件中所包含的一些特性是如何被利用來對付您的。本文講述了黑客的一些基礎(chǔ)知識和攻擊手段。

關(guān)鍵詞：黑客攻擊；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；ICMPIP

一、黑客基礎(chǔ)知識

不難想象，本文可選擇的攻擊類型范圍很廣。我之所以選取本文所討論的幾種特定攻擊，是因?yàn)樗鼈儾恍枰嚓P(guān)于所涉及協(xié)議的知識，但仍然能有效地說明了攻擊是如何執(zhí)行的、攻擊實(shí)際上是多么簡單（一旦您知道了詳細(xì)信息）以及攻擊者所需的資源（計算和網(wǎng)絡(luò)）是多么有限。盡管不可能在本文中涵蓋關(guān)于黑客攻擊的整個主題，但我已盡可能簡化基本原理，而仍然盡量多地提供必要信息，以便您理解所描述的攻擊。

二、攻擊的種類。拒絕服務(wù)攻擊：通常，黑客瞄準(zhǔn)特定系統(tǒng)，闖入系統(tǒng)以便將其用于特定用途。那些系統(tǒng)的主機(jī)安全性經(jīng)常會阻止攻擊者獲得對主機(jī)的控制權(quán)。但進(jìn)行拒絕服務(wù)攻擊時，攻擊者不必獲得對系統(tǒng)的控制權(quán)。其目標(biāo)只是使系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)過載，這樣它們就無法繼續(xù)提供服務(wù)了。拒絕服務(wù)攻擊可以有不同的目標(biāo)，包括帶寬消耗（bandwidth consumption）和資源缺乏（resource starvation）。

三、分析選定的網(wǎng)絡(luò)攻擊

（一）協(xié)議

本段討論了針對網(wǎng)際控制報文協(xié)議（ICMP）和傳輸控制協(xié)議（TCP）上的攻擊，這兩個協(xié)議都屬于網(wǎng)際協(xié)議（IP）系列。在深入研究關(guān)于這些協(xié)議的詳細(xì)信息之前，我打算先在適合于這些協(xié)議的環(huán)境中討論它們。

網(wǎng)際控制報文協(xié)議（ICMP）是IP的組成部分，但它使用某些IP服務(wù)。ICMP提供服務(wù)，使主機(jī)能夠彼此交流控制信息。ICMP由IP和一些更高級別的協(xié)議使用，如傳輸控制協(xié)議（TCP）。

傳輸控制協(xié)議（TCP）是本文中討論的第三個重要協(xié)議。TCP的功能比IP更進(jìn)一步，并提供兩個重要特性：連接和服務(wù)質(zhì)量。這意味著您可以在兩臺主機(jī)之間開一個虛擬通道，通過這個通道，使得所發(fā)送的包的順序及其實(shí)際傳遞都得到保障。

接下來更高的一級是應(yīng)用層協(xié)議，如Telnet和SMTP。它們都使用由TCP提供的服務(wù)。例如，當(dāng)您用Telnet連接到主機(jī)時，打開一個連接，并且您希望所有輸入這個Telnet會話的數(shù)據(jù)都以正確的順序發(fā)送到接收主機(jī)。

（二）理解IP

因?yàn)镮P提供的是無連接、不可靠、最高效的（best-effort）數(shù)據(jù)報傳遞服務(wù)，所以IP的使用范圍多少受到了限制。但是，它提供兩個基本功能：尋址和分段。地址（在IP數(shù)據(jù)報頭中封裝為源和目的地地址）用來將數(shù)據(jù)報傳輸?shù)狡淠康牡?，這個過程稱為路由。有兩種基本情況：

接收主機(jī)和發(fā)送主機(jī)位于同一子網(wǎng)，這種情況下數(shù)據(jù)報將被直接從發(fā)送方發(fā)送到接收方。

接收主機(jī)位于不同的子網(wǎng)，這種情況下發(fā)送主機(jī)將把數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關(guān)（連接兩個子網(wǎng)的IP主機(jī)），然后，如果目的地主機(jī)在一個與網(wǎng)關(guān)相連的子網(wǎng)中，則網(wǎng)關(guān)會嘗試將數(shù)據(jù)報傳遞到目的地主機(jī)。如果目的地主機(jī)不在與網(wǎng)關(guān)相連的子網(wǎng)中，網(wǎng)關(guān)將會把數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)關(guān)。這個過程將反復(fù)進(jìn)行，直到能夠?qū)?shù)據(jù)報傳遞到其目的地主機(jī)為止。

既然我已經(jīng)介紹了基礎(chǔ)知識，現(xiàn)在可以討論個別協(xié)議了。在以下幾節(jié)中，您將找到關(guān)于ICMP和TCP的更詳細(xì)的信息以及一些使用這些協(xié)議的有趣的攻擊。

（三）使用ICMP

超時消息：每個IP數(shù)據(jù)報頭中都包含一個字段—稱為“生存時間字段”—它指出數(shù)據(jù)報在被丟棄之前還能在因特網(wǎng)上保持多久。數(shù)據(jù)報在因特網(wǎng)上保持的時間以跳躍點(diǎn)（hop）衡量，其中一個跳躍點(diǎn)表示數(shù)據(jù)報通向目的地節(jié)點(diǎn)路徑上的一個網(wǎng)關(guān)。當(dāng)數(shù)據(jù)報經(jīng)過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)時，它就將生存時間字段中的值減一。如果處理數(shù)據(jù)報的網(wǎng)關(guān)測定該數(shù)據(jù)報IP頭中的生存時間字段為0，則丟棄該數(shù)據(jù)報并用超時消息通知源主機(jī)。

回應(yīng)請求和回應(yīng)應(yīng)答消息：如果主機(jī)A想知道主機(jī)B是否是活動的，則主機(jī)A會向主機(jī)B發(fā)送一條ICMP回應(yīng)請求消息。主機(jī)B將用ICMP回應(yīng)應(yīng)答消息來應(yīng)答，以表明自己是活動的。這條消息就是眾所周知的ping包。

以上這些并不是ICMP所使用的全部消息類型，但它們能使您大致了解ICMP的用途。接下來我將向您介紹兩種ICMP攻擊。

目的地不可到達(dá)攻擊

類別：拒絕服務(wù)攻擊

描述：如上所述，ICMP目的地不可到達(dá)消息向嘗試轉(zhuǎn)發(fā)消息的網(wǎng)關(guān)提供了一種工具，用來通知發(fā)送方：因?yàn)樵跀?shù)據(jù)報目的地地址中指定的主機(jī)不可到達(dá)，所以無法傳遞該消息。

如果入侵者獲得了網(wǎng)絡(luò)10.1.0.0中一臺主機(jī)的訪問權(quán)，那么，他可以廣播一條“目的地不可到達(dá)消息”，聲明網(wǎng)關(guān)G對于他所在網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)是不可到達(dá)的。這將使網(wǎng)關(guān)G和網(wǎng)絡(luò)10.2.0.0暫時變得不可用，因而不可能從網(wǎng)絡(luò)10.1.0.0向網(wǎng)絡(luò)10.2.0.0傳輸任何消息。

這種攻擊背后的動機(jī)只是使網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)暫時癱瘓。因?yàn)楣粽卟恍枰δ軓?qiáng)大的機(jī)器或高速的網(wǎng)絡(luò)連接來執(zhí)行這種攻擊，所以它特別危險。

（四）Smurf攻擊

類別：拒絕服務(wù)攻擊

描述：Smurf攻擊是拒絕服務(wù)攻擊的一種非常可怕的形式，因?yàn)樗哂蟹糯笮?yīng)。Smurf攻擊利用ICMP回應(yīng)消息。如上所述，主機(jī)A每次向主機(jī)B發(fā)送回應(yīng)請求消息時，主機(jī)B都會返回回應(yīng)應(yīng)答消息以表明自己是活動的。名稱“Smurf攻擊”源自一個名為smurf的利用程序，攻擊者用該程序來執(zhí)行這種攻擊。

（五）傳輸控制協(xié)議（TCP）

在繼續(xù)討論攻擊之前，我將更詳細(xì)地討論TCP的某些方面，這些知識對于下面討論的攻擊是必需的。尤其是TCP包（稱為段）的結(jié)構(gòu)、如何在主機(jī)之間建立TCP連接和如何關(guān)閉連接。

（六）TCP包的結(jié)構(gòu)

與IP數(shù)據(jù)報類似，TCP段包含頭部分、可選（選項(xiàng)）部分和數(shù)據(jù)部分?，F(xiàn)在，讓我們更仔細(xì)地研究一下TCP頭的某些重要字段：

源端口：分配給啟動連接的主機(jī)上虛連接的端口號。

目的地端口：目的地端口號。這也由啟動連接的主機(jī)分配，因?yàn)橹挥性撝鳈C(jī)知道自己“想”連接到哪里。例如，如果您打開到特定主機(jī)的Telnet連接，則目的地端口將被設(shè)置為23。

序列號和確認(rèn)號：發(fā)送方和接收方使用兩個序列號來確保包沒有丟失、沒有重復(fù)以及可以在目的地節(jié)點(diǎn)以正確順序重新組裝。

標(biāo)志：這個字段包含六個控制位：

URG：向接收方表明一接收完數(shù)據(jù)就進(jìn)行緊急處理。

ACK：表明確認(rèn)號字段是有意義的。

PSH：表明必須迅速地將數(shù)據(jù)傳遞到接收方。

RST：表明要立即復(fù)位連接。

SYN：在需要同步序列號的情況下設(shè)置。

FIN：表明不會再有來自發(fā)送方的數(shù)據(jù)了（也就是說，連接將要關(guān)閉）。

以上是TCP頭中的重要字段，下面關(guān)于TCP連接的建立和關(guān)閉的幾節(jié)將使您更好地理解這些字段的用途。

建立和關(guān)閉TCP連接。

連接關(guān)閉：在發(fā)送完所有數(shù)據(jù)之后，通信伙伴中的一方想要關(guān)閉連接。假設(shè)是客戶機(jī)要終止連接。它將通過向服務(wù)器發(fā)送設(shè)置了FIN標(biāo)志的TCP包來完成該操作。服務(wù)器將通過返回設(shè)置了ACK標(biāo)志的包進(jìn)行確認(rèn)。從此刻起，客戶機(jī)將不再向服務(wù)器發(fā)送任何數(shù)據(jù)。它將僅以空段確認(rèn)由服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)。當(dāng)服務(wù)器關(guān)閉客戶機(jī)流時，連接關(guān)閉。（作者單位：西安體育學(xué)院）