网络攻防试验教学云平台v1

1、成都国腾实业集团“十三五工程建议书工程名称：基于云平台的网络攻防实验教学系统网络攻防环境难以构建和治理是一个普遍性的难题.信息平安实验教学具有很强的实践性.由于互联网庞大的规模、复杂的结构使其无法在实验室里搭建,为实验教学而设置网络平安漏洞会产生巨大风险,在真实的网络中开展网络攻击、病毒注入等实验,将酿成灾难性后果.因此,信息平安类课程的实验教学难以在真实的网络环境中完成.云计算为信息平安实验教学的开展提供了新的思路,即利用虚拟仿真技术开展信息平安的实验教学.一、网络攻防实验教学云平台概述AA1.1 目乐基于云平台的网络攻防实验教学系统以下简称实验平台遵循?信息平安类专业指导性专业标准?和?电

2、子科大成都学院信息平安专业培养方案?定义的知识体系及实践水平要求,拟基于OpenStack云平台开源技术实施网络攻防实验教学系统开发和网络攻防实验教学内容建设；实验平台的课程体系包括10个实验模块,近100个实验类别,在开源软件OpenStack和相应组件的根底上,利用虚拟化技术,可以在实验室中构建出虚拟攻击机、虚拟靶机和多样化的网络结构开展攻防实验.基于云计算的网络攻防实验教学系统可以显著降低治理和实验本钱,提升学习效率；实验平台拟首先满足电子科大成都学院信息平安专业学生专业实践课的教学需求,经过本校应用验证后再迁移到云效劳商平台上为更多学生提供网络攻防实训效劳.1.2 前景据调查全国设有信

3、息平安专业的高等院校77所2021年数据,其在校学生安平均1200人/校如成都信息工程大学信息平安工程学院现有学生1500人计算共计92400人,加上社会其他行业的需求,估计总数在十五万人左右.因此,本系统有一定的市场前景.二、基于云平台的网络攻防实验教学系统需求分析随着中央成立网络平安与信息化领导小组以来,网络平安成为当前技术研究热点,网络平安课程和网络平安竞赛也得到了更多的重视.我们在网络平安课程的教学和网络平安竞赛的练习过程中,做了大量网络攻防方面的实验,比拟深切地感受到现有的网络攻防实验手段的缺乏.网络攻防相关实验往往都带有一定的破坏性,在真实网络环境里进行攻防实验还会遇到法律授权方面

4、的麻烦,一般都是通过安装VMwareVirtualbox等模拟软件构建虚拟网络环境去进行攻防实验,为此,我们借助云计算技术来构建网络攻防实验教学系统.云计算技术可以灵活地按需提供虚拟化、并行计算、网络存储和负载均衡等效劳,因此如果能把网络攻防所需的各种工具软件、攻击机和靶机镜像、操作指南等文档资料统一安放到云平台中,那么可以极大地改良治理工作.例如,可以省去本地安装配置工作,只要有网络随时能用注册账号登录到云平台上做有操作权限的网络攻防实验；所有的技术文档、操作指南等统一存储在云平台,非常容易检索；在攻防实验平台的存储空间、CPU性能出现瓶颈时,也非常容易进行扩充升级.这种基于云计算的网络攻防

5、系统可以著降低治理和实验本钱,提升学习效率.三、基于OpenStack云平台的设计和实现OpenStack是一个美国国家航空航天局和RackSpace合作研发的,旨在为公共及私有云的建设与治理提供软件的开源工程.OpenStack正处于高速开展和推广应用过程中,目前已经是各种公有云和私有云建设的主流方案.3.1 实验平台硬件结构本文设计的基于云平台的网络攻防实验教学系统拓扑结构如图1所示.其中应用效劳器分别连接到交换机、第一网络云存储和第二网络云存储.第一网络云存储通过防火墙连接到交换机.防火墙是可选的网络防护设备,可以用其他网络防护设备替代,或者直接连接交换机.使用防火墙是为了配置多样化的网

6、络防护环境.第一网络云存储中保存着具有操作系统漏洞和应用软件漏洞的操作系统镜像文件,可以用来创立Windows或Linux虚拟靶机实例.第二网络云存储直接连接到交换机,保存着已安装攻击工具的操作系统镜像文件,利用这些镜像文件可以创立出Windows或Linux虚拟攻击机实例.互联网用户通过VPN网关、局域网用户通过交换机连接到该云平台.图i：实验平台的硬件结构3.2 实验平台系统架构实验平台是在云计算开源工程OpenStack根底上构建见图2.构建云平台主要用到OpenStack以下模块的效劳：(1) Nova:调派资源实例化虚拟机；(2) Glance:提供虚拟机实例化时需要的镜像；(3)

7、Network:提供网络连接；(4) Cinder:提供外接的块存储效劳；(5) Ceilometer:从以上与虚拟机相关的几个效劳中收集数据.用于统计、监控、计费、报警等；(6) Swift:可以为Glance提供镜像的存储效劳,可以为Cinder提供卷的备份效劳.第1网络云存储靶机镜像库限制服为器Openstacknetwork务器节点1一-Cpenstscknova翁器节点2Opftn&tackswift限务器节点HOpenstack组件网绪设备虚拟网络第2网络云存储攻击机镣像库图2:实验平台系统架构限制效劳器和效劳器节点安装Ubuntu操作系统；其中限制效劳器还需安装Network模块

8、,效劳器节点安装Nova和Swift,其他几个模块也在平台中得到了应用.实验平台利用限制效劳器治理各个效劳器节点,根据第一网络云存储和第二网络云存储中的镜像,建立虚拟靶机和虚拟攻击机.虚拟靶机和虚拟攻击机之间可以通过虚拟网络连接,也可以通过网络平安设备和网络连接设备连接,以此构建出多样化的网络环境.3.3 实验平台维护和实验过程实验平台维护和实验过程如图3所示.ft怖分析案验数奉下较数典包图3:实验平台维护和实验过程实验平台初始化时,治理员维护账号信息库,包括用户名、口令和可以操作的实验类别,为账号在第一和第二网络云存储中分配磁盘空间,指定用户可以操作的实验类别.治理员维护第一网络云存储中的虚

9、拟靶机Window酢口Linux操作系统镜像文件库,维护第二网络云存储中的虚拟攻击机Windows和Linux操作系统镜像文件库,同时维护在虚拟攻击机实例上使用的攻击工具和虚拟靶机实例上使用的漏洞库资源.局域网用户提供正确的用户名和口令后直接连接到该虚拟仿真系统；互联网用户通过VPNS立与实验平台的连接.当局域网用户和互联网用户连接到该平台后,可以使用治理员预先为其分配好的位于第一网络云存储和第二网络云存储上的磁盘空间.用户根据实验类别,选择虚拟攻击机和虚拟靶机的镜像文件,在属于自己的磁盘空间内创立虚拟攻击机实例和虚拟靶机实例,配置虚拟攻击机实例和虚拟靶机实例的IP地址、子网掩码、默认网关和D

10、NSK务连接,然后登录到自己创立的虚拟靶机实例内,利用第一网络云存储上提供的具有平安漏洞的软件配置虚拟靶机实例,使其具备被攻击的条件.用户登录到自己创立的虚拟攻击机实例内,利用第二网络云存储上提供的攻击工具配置虚拟攻击机实例使其具备攻击水平.用户可以自行在虚拟攻击机实例上安装其他攻击工具,在虚拟靶机实例上安装其他防护工具.为了真实地模拟复杂的网络环境,用户可以为虚拟靶机实例配置防火墙,将虚拟靶机实例纳入防火墙的平安防护范围内.用户登录到虚拟攻击机防火墙的平安防护范围内和虚拟攻击机实例内,利用所配置的攻击工具对虚拟靶机实例发动网络攻击.监控中央模块捕获流经虚拟攻击机实例和虚拟靶机实例的网络数据包

11、,保存虚拟攻击机实例和虚拟靶机实例的操作系统日志和相关软件工具的日志.网络用户可随时下载由监控中央模块捕获的网络数据包,以分析实验结果.3.4 攻击机和靶机的配置攻击机配置：首先制作基于Windows操作系统的攻击机镜像,在系统中封装大量网络平安渗透测试用工具,包括各种扫描工具、嗅探工具、加解密工具、远程渗透攻击测试工具、动态调试工具、静态反编译工具等等.其中最常见最有用的一些工具包括Metasploit开源平安漏洞测试工具、Nmap扫描器、Wireshark嗅探器、burpsuite集成Web渗透测试工具集、sqlmap注入工具、Ollydbg动态调试器、IDA反编译工具等.靶机配置：靶机配

12、置不是简单安装好操作系统和软件就行了,还经常需要在靶机上挖掘出或人为生成需要的某种平安漏洞以供攻击机做网络攻击实验.首先要制作一些基于Windows200RWindowsXRWindows2003、Windows7等操作系统的镜像,都是没有打足补丁留下系统漏洞用于系统攻击测试,然后在一些Windows镜像中创立各种基于ASRASP.NETPHP和JSP技术的有漏洞的Web网站用于Web渗透测试；另外,还可以下载了一些开源免费靶机资源,例如OWASP&织发布的一些靶机镜像资源.四、网络攻防实验教学体系建设一个高水平的网络攻防实验室,使其成为计算机网络与平安技术实验基地和人才培养基地,有利于促进网

13、络平安的理论和实践教学,提升学生的实践创新水平.基于云平台的网络攻防实验教学系统以“有线网络攻防、病毒攻防、网络渗透攻击、网络平安加固、个人防火墙开发、动态网站平安、电子商务平安、无线网络攻击、虚拟路由器模拟和Internet协议分析10个信息平安与网络攻防实验模块,近200个实验题目见图4组成了网络攻防实验教学体系,可为多门信息平安专业课程开设实验.网塘平安加9备晤用里至加囱PT惘性也共呻诂同走督PE京g求51主机Aft*平安IISR全侑思也宜葛国明如博阴I|史雯女至搭因个人防火怦开老,那么配球2Ml用题INSCCK2部1制tPfW需求廿析与说什动态网站平安一附电治理需填金话受邓父国站交怦系区信思法VE测试如入他塞溜试骞玷*攻击冽试山用悬工具期试河拈文件爆底阴潮模块审计商品雷理事帙审计TT1衷a校阳修理舞试电子商务更全理码审计而用户雷理福盛审计11甘*修帙审计无线网爆攻击E解皆TFWINTERNET协议分析中间队攻击苒由布假设TIWF交互：奘