TCP/IP协议的漏洞分析及防范(全文)
AXX：1009-3044(2021)16-21230-04
TCP/IP Protocol Loophole Analysis and Prevention
WANG Xian-feng
(The Department of the Information Engineering of Lu'an Vocational and Technical College,Lu'an 237158,China)
Abstract:his paper is TCP/ IP's application to secure area.It analyzes several problems about a few of critical parts within，TCP/IP in details,discloses its security leakage and gives some constructive solutions in order to pave a basis on the further research.
Key words: Sniffer;IP Leakage;TCP Hijacking;Denial of Service attacks
Internet/ Intranet 是基于TCP/IP 协议簇的计算机XX络。尽管TCP/IP 技术获得了巨大的成功，但也越来越暴露出它在安全上的不足之处，这是由于TCP/ IP 协议簇在设计初期基本没有考虑到安全性问题而只是用于科学研究。但随着应用的普及，它不仅用于一些要求安全性很高的军事领域，也应用于商业领域，因而对其安全性的要求也越来越高。下面从TCP/IP协议簇本身逐层来看它的安全漏洞。
1 TCP/IP 协议组的基本原理
TCP/IP分为4个层次，分别是应用层、传输层、XX际层和物理XX络接口层，如下图所示。
其中物理XX络接口层相当于OSI的物理层和数据链路层；XX际层与OSI 的XX络层相对，但由于它考虑到了XX际XX 环境，因而具有更强的XX际环境通信能力，在XX际层包含有四个重要的协议，它们是IP、ICMP、ARP、RARP；传输层与OSI 的传输层相对应，包含TCP 和UDP 两个协议；应用层相对于OSI的会话层、表示层和应用层功能，主要定义了FTP、TELNET、及E-MAIL 等应用服务。下面我们简要分析中间两层的有关协议。
2 链路层存在的安全漏洞
在以太XX中，信道是共享的，数据在XX络上是以很小的称为“帧”的单位传输的。如果局域XX是由一条粗XX或细XX 连接成的，那么数字信号在电缆上传输信号就能够到达线路上的每一台主机。当使用集线器的时候，发送出去的信号到达集线器，由集线器再发向连接在集线器上的每一条线路，这样在物理线路上传输的数字信号也就能到达连接在集线器上的每个主机了。也就是说任何主机发送的每一个以太帧都会到达别的与该主机处于同一XX段的所有主机的以太XX接口。当数字信号到达一台主机的XX络接口时，根据CSMA/ CD 协议，正常状态下XX 络接口对读入数据进行检查，如果数据帧中携带的物理地址是自己的或者物理地址是广播地址，那么就会将数据帧交给IP 层软
件。当数据帧不属于自己时，就把它忽略掉。如果稍做设置或修改，使主机工作在监听模式下的话就可以使以太XX卡接受不属于它的数据帧。或者采用虚拟设备开发技术，动态加载虚拟XX 络设备(VxD 或WDM) 驱动模块，驻留内存，实施侦听使XX 卡捕获任何经过它的数据。从而达到非法窃取他人信息(如密码、口令等) 的目的。这类软件被称为嗅探器(Sniffer)，如NeXRay，Sniffit，IPMan 等。解决该漏洞的对策是：改用交换式XX络拓扑结构，在交换式以太XX中，数据只会被发往目的地址的XX 卡，其它XX卡接收不到数据包。但交换机的成本比较高。或者采用加密传输数据，使对方无法正确还原窃取的数据。同时可以安装检测软件，查看是否有Sniffer 在XX络中运行，做到防范于未然。
3 ICMP漏洞
ICMP是“Internet Control Message Protocol”（Internet 控制消息协议）的缩写。它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指XX络通不通、主机是否可达、路由是否可用等XX络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。我们在XX络中经常会使用到ICMP协议，只不过我们觉察不到而已。比如我们经常使用的用于检查XX络通不通的Ping命令，这个“Ping”的过程实际上就是ICMP协议工作的过程。还有其他的XX络命令如跟踪路由的Tracert命令也
是基于ICMP协议的。
ICMP协议对于XX络安全具有极其重要的意义。ICMP协议本身的特点决定了它非常容易被用于攻击XX络上的路由器和主机. 例如，在1999年8月海信集团“悬赏”50万元人民币测试防火墙的过程中，其防火墙遭受到的ICMP攻击达334050次之多，占整个攻击总数的90%以上！可见，ICMP的重要性绝不可以忽视！
比如，可以利用操作系统规定的ICMP数据包最大尺寸不超过64KB这一规定，向主机发起“Ping of Death”（死亡之Ping）攻击。“Ping of Death”攻击的原理是：如果ICMP数据包的尺寸超过64KB上限时，主机就会出现内存分配错误，导致TCP/IP堆栈崩溃，致使主机死机。此外，向目标主机长时间、连续、大量地发送ICMP数据包，也会最终使系统瘫痪。大量的ICMP数据包会形成“ICMP风暴”，使得目标主机耗费大量的CPU资源处理，疲于奔命。
虽然ICMP协议给黑客以可乘之机，但是ICMP攻击也并非无药可医。只要在日常XX络管理中未雨绸缪，提前做好准备，就可以有效地避免ICMP攻击造成的损失。
对于“Ping of Death”攻击，可以采取两种方法进行防范：第一种方法是在路由器上对ICMP数据包进行带宽限制，将ICMP占用的带宽控制在一定的范围内，这样即使有ICMP攻击，它所占用的带宽也是非常有限的，对整个XX络的影响非常少；
第二种方法就是在主机上设置ICMP数据包的处理规则，最好是设定拒绝所有的ICMP数据包。
设置ICMP数据包处理规则的方法也有两种，一种是在操作系统上设置包过滤，另一种是在主机上安装防火墙。
4 IP漏洞
IP 协议运行于XX络层。在TCP/ IP 协议中, IP 地址是用来作为XX络节点的惟一标志，但是节点的IP 地址又不是固定的，是一个公共数据，因此攻击者可以直接修改节点的IP 地址，冒充某个可信节点的IP 地址攻击，或者编程(如Raw Socket) ，实现对IP 地址的伪装。
tcp ip协议层次4.1 TCP 劫持
也许对连接于Internet的服务器的最大威胁是TCP劫持入侵（即我们所知的主功嗅探），尽管顺序号预测法入侵和TCP劫持法有许多相似之处，但TCP劫持之不同在于黑客将强迫XX 络接受其IP地址为一个可信XX址来获得访问，而不是不停地猜IP地址直至正确。TCP劫持法的基本思想是，黑客控制了一台连接于入侵目标XX的计算机，然后从XX上断开以让XX络服务器误以为黑客是实际的客户端。下图显示了一个黑客怎样操作一个TCP劫持入侵。
成功地劫持了可信任计算机之后，黑客将用自己的IP地址更换入侵目标机的每一个包的IP地址，并模仿其顺序号。安全专家称顺序号伪装为“IP模仿”，黑客用IP模仿在自己机器上模

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