网络基础安全 3

《网络安全与管理》第7章网络渗透测试网络已经成为信息化社会不可或缺的基础设施，任何单位、机构甚至个人都可组建不同规模的网络。这使得人们不得不更为认真地审视网络的安全态势及改善方法。能否在网络组建之后、安全事件发生之前，通过测评预知网络的安全性呢？本章主要讨论网络渗透测试方法学及其比较典型的渗透测试手段，旨在通过渗透测试发现使用传统检测方法无法发现的网络攻击途径、方法和技术弱点，从而在网络安全漏洞、脆弱点被攻击者利用之前，对其未雨绸缪地进行修复、防护和加固。引言知彼知己者，百战不殆；不知彼而知己，一胜一负，不知彼，不知己，每战必殆。——《孙子兵法》（谋攻篇）妙用兵法7.1渗透测试方法论7.2网络扫描7.3密码破译7.4无线网络的渗透测试本章小结小测验第7章网络渗透测试了解网络安全渗透测试方法论；掌握网络扫描、密码破译等经典方法；了解无线网络的渗透测试方法。第7章网络渗透测试网络安全渗透测试方法论；网络扫描、密码破译方法；无线网络的渗透测试方法。学习目标关键知识点网络安全是当今社会被普遍关注的重要问题之一。由于人们越来越依赖不同形式的网络技术、各种类型的网络系统和设备，以及数字产品和移动终端，因而对网络系统和设备的实际安全性越来越更加关注。为了应对过去、现在和将来网络安全事件的发生，例如身份盗用、信息窃取、服务中断，甚至网络犯罪，人们不得不对这些潜在的安全性问题进行测试、评估和修复，于是渗透测试方法论应运而生。渗透测试方法论所研究的主要内容是如何检测、分析、呈现网络安全问题，并推荐安全策略，以降低安全事件引起的潜在风险。7.1渗透测试方法论渗透测试是指渗透测试者在不同的位置（比如从内网、外网等位置）模拟黑客的各种网络攻击手段及工具，对所授权的某特定网络进行攻击测试，以期发现网络系统存在的漏洞及潜在的安全威胁，评估其安全性。1.渗透测试者指由组织机构在其内部或者外部实体（例如专门承担网络测试的职业机构）聘任的、从事网络安全渗透测试工作的专业技术人员。2.黑客黑客一词在网络技术行业具有双重之义，既可以描述软件程序员，也可以描述那些未经许可访问计算机和网络的人。7.1.1渗透测试的定义3.渗透测试的方法黑盒测试指测试者对测试目标网络内部拓扑一无所知的情况下模拟真实的入侵，对用户所需测试的网络系统或产品进行渗透测试。白盒测试指在了解掌握用户组织所有网络资产信息的情况下进行的一种渗透测试。灰盒测试是一种介于白盒测试与黑盒测试之间的测试方法。7.1.1渗透测试的定义4.网络渗透测试常用工具所使用的渗透测试手段及工具与黑客攻击工具在功能上没有本质的区别，只是使用目的不同。作为一名合格的网络渗透测试者，并且已经获得合法的授权，有许多工具可用于执行网络安全渗透测试的各种任务。WiresharkNmapMetasploitFramework(MSF)BurpSuite7.1.1渗透测试的定义1.组建一个物理网络实验室一般说来，网络渗透测试实验环境应该是一种具备交换结构的局域网，其拓扑结构如图所示。7.1.2组建一个渗透测试实验室2.利用虚拟机建立一个虚拟实验环境通常是采用在一台计算机上安装一套操作系统，然后利用虚拟机工具软件虚拟出几套操作系统。常用的操作系统，如Windows、Linux和Android等，以及常见的各种网络攻击工具，都可以快速简便地安装在虚拟机环境中。3.安装虚拟机操作系统软件VMware虚拟机的安装比较简单，先在一台计算机上安装一套操作系统，例如Windows10，然后安装虚拟机软件VMware。一般是在VMware下虚拟出3套操作系统，例如Windows7、WindowsServer2012（或WindowsServer2016）和KaliLinux。7.1.2组建一个渗透测试实验室1.获取授权许可首先获取组织机构的授权许可，且必须通过签订书面合同获取许可。2.信息收集信息收集的方法很多，通常可以分为被动信息收集、主动信息收集两种类型。3.漏洞探测及利用通过利用系统漏洞、密码破译、社交工程等手段，获得对目标系统有价值的信息后，要进一步获取目标未授权访问权限，探测各种漏洞，并利用漏洞实施入侵。7.1.3渗透测试的基本流程4.数据分析对搜集到的目标信息进行数据分析，为下一步实施渗透测试做准备。5.渗透目标针对目标系统展开实际的攻击测试。这一步主要是利用系统漏洞或弱点攻陷目标系统。6.维持访问是指在获取了目标系统的访问权限后，对被攻击系统所开启的入口继续保持持续访问权限。7.1.3渗透测试的基本流程7.隐藏痕迹在入侵系统之后，攻击者大多都会采取隐藏技术消隐自己的攻击行为。8.推荐安全策略，输出渗透测试报告记录总结渗透测试工作，根据发现的安全隐患，推荐安全策略，并形成渗透测试报告，提交给签约用户。以上只是网络渗透测试的一般流程，具体操作时可能会因用户的目标系统、技术手段和威胁类型而异。网络安全风险评估和监测的目标是在网络处于不同阶段时尽早侦测并阻止攻击行为的发生。7.1.3渗透测试的基本流程1.明确目标通过与用户沟通后，确定渗透测试的目的以及范围。2.信息收集在收集信息时，应从多个不同来源尽可能收集多的信息，包括：①技术信息，如操作系统信息、网络配置信息、应用程序、IP地址范围等；②管理信息，如组织机构、公司简介、招聘程序、员工信息、电话簿等；③网络信息，如网络的物理位置、网站、基础设施数据，甚至包括网络摄像头、报警系统和移动设备等。搜集完网站的真实IP地址后，还需要对网站域名的whios信息进行搜集。7.1.4网络渗透测试示例3.漏洞探测一般是通过自动扫描工具结合人工操作以及之前所搜集的信息挖掘漏洞。目前，使用比较多的漏洞扫描工具有AWVS、Nessus、AppScan等。4.漏洞验证完成漏洞探测后要进行漏洞验证，验证所发现的漏洞是否真实存在，对目标网络能够造成多大的危害。5.漏洞利用利用KaliLinux提供的MSF获得一个Meterpretershell后，通过Merterpretershell可方便地进行后渗透攻击。7.1.4网络渗透测试示例在搜集了与目标系统相关的信息之后，即可对网络系统实施各种扫描。扫描是一个含义非常广泛的术语，涵盖了多种不同的技术，主要是端口扫描、系统类型探测、漏洞挖掘与利用等，其中每一种都是某种特定类型的扫描，每种扫描方法都可以有效地单独使用，若配合运用能发挥它们各自更强大的能力。7.2网络扫描端口扫描是针对个体IP地址进行的扫描，目的是识别某个特定系统上开启和关闭的端口。每个开启的端口都可能有一个与之关联的可供网络攻击所利用的服务。常见的端口扫描方法。用于网络端口扫描的工具比较多，如()工具，可根据需要酌情选择使用，使用说明见/man/zh/。对于KaliLinux系统自带的nmap,其各类型的扫描命令参数含义及使用方法可利用命令nmap-help帮助查询。7.2.1端口扫描1.协议栈指纹主动探测FIN探测报文ACK序号ISN（初始化序列号）TOS（服务类型）特殊端口2.协议栈指纹被动探测3.网络服务类型探测7.2.2目标系统类型探测1.漏洞库及漏洞识别漏洞扫描一般需要根据通用漏洞的形成机理及其所造成的外部表现形式予以检测判断。漏洞是否可以被检测到，取决于漏洞的安全性缺陷，并非所有的漏洞都可能被准确无误地识别。2.网络漏洞扫描漏洞扫描用于定位和识别目标系统中的漏洞，其工作原理是通过检查编码、端口、变量、banner等信息来寻找脆弱点。漏洞扫描是渗透测试的一个部分，有被动式和主动式两种扫描方式。根据漏洞的属性和利用方法，所要寻找的漏洞可以分为操作系统漏洞、应用服务漏洞和配置漏洞等类别。7.2.3漏洞挖掘与利用3.漏洞扫描器及其使用有许多漏洞扫描工具可以深入探测系统漏洞，比较知名的一款漏洞扫描器为AWVS（AcunetixWebVulnerabilityScanner）。AWVS通过网络爬虫测试目标网站安全，检测流行的安全漏洞，例如SQL注入、命令注入、XSS、目录遍历等。AWVS的安装使用也比较简单，具体安装使用方法访问/。KaliLinux提供了许多漏洞扫描工具，其中，nmap既能作为信息搜集工具也能作为漏洞探测工具。开源安全漏洞检测工具Metasploit(MSF)。用于Web应用程序渗透测试的综合工具套件BurpSuite，有代理服务器、漏洞扫描等许多工具。7.2.3漏洞挖掘与利用密码是网络空间最基本的身份认证形式，也是网络攻击的主要目标之一。可以说，密码是否安全关系到整个网络的安全，是网络安全的第一道防线。登录网络系统，一般需要用户账号和密码，如果用户密码遭到黑客破解，将引起非常严重的后果。例如身份盗窃、入侵破坏、窃取机密信息、网络银行的存款被转账等。因此，提高密码安全意识、强化密码保护措施是十分重要的。在加强密码保护力度的同时，了解密码破解的方法，方能对症下药；而且对于一名渗透测试技术人员而言，破解密码的能力也是一项必备技能，因为它是获取网络系统访问权限的一种有效方式。7.3密码破译密码也称为口令（password），是一种用来混淆信息的技术，使用者希望将正常的（可识别的）信息转变为无法识别的信息，但这种无法识别的信息部分是可以再加工并恢复和破解的。密码应当易于记忆，且难以猜测或破解。密码的安全性可以用密码强度来评价。“弱”和“强”是相对的，不同的密码系统对于密码强度有不同的要求。强密码是指独一无二且随机的密码，是不容易被猜测或破解的密码。弱密码是指易于被猜测或者运用枚举法通过排列组合破解的密码，包括短密码、常用密码、系统默认密码等。7.3.1密码及其安全性从数学和逻辑学的角度，枚举法破解是一种暴力破解，属于暴力穷举在现实场景的运用。当攻击者获得密码哈希时，常用枚举法尝试登录用户账户，即通过利用大量猜测和穷举的方式来尝试获取用户口令。1.暴力破解尝试所有字符的可能组合直到找到正确的密码。2.字典攻击实施字典攻击时，采用相应地应用程序（字典攻击软件）通过尝试使用该密码通用列表来依次尝试猜测用户的密码。如果字典中的某个单词或短语能够成功猜中，攻击者就可以通过该密码访问目标系统的账户，获取敏感信息或实施其他攻击行为。7.3.2枚举法破解1.被动在线破译被动在线破译主要指通过搭线联入网络，利用嗅探器对网络进行监听、捕获数据包，获取目标登录信息后进行流量分析来寻找密码。目前，已有许多嗅探器软件工具，如Sniffer、Wireshark等，也可以采用某种计算机高级语言如Python自行编程实现。2.主动在线破译主动在线破译常采用一些恶意软件攻陷目标系统来获取密码和其他数据。具体而言，诸如木马、间谍软件和密钥记录器等恶意软件被证明比较行之有效。恶意软件的一种形式是键盘嗅探或击键记录，在用户输入时截获用户的各种信息，而不限于密码。7.3.3在线破译1.预计算的哈希值（又称彩虹表）彩虹表攻击的基本原理是组合使用暴力破解和字典查表法，并在这两者之中取得一个折中，用可以承受的时间和存储空间进行破解。所谓彩虹表就是一个用于哈希函数(MD5、SHA)逆运算的预先计算好的表，常用于破解密码的哈希值（或称散列值、指纹、哈希密文、摘要、微缩图）。2.制作彩虹表3.利用彩虹表破解密码7.3.4离线破译1.默认密码探测目标系统的默认密码虽然称不上是一种真正的密码破解方法，但也是获取密码的一种途径。2.猜测密码猜测目标系统的密码是一种技术含量最低的攻击方式，但有时确很有效。3.网络钓鱼4.分析推理5.密码心理学7.3.5非技术方法破译无线网络也称为无线保真（Wi-Fi），是指通过无线信号传输数据的一种网络技术。当前几乎所有的无线设备，如便携式计算机、手机、平板电脑、智能家居设备等，都无需有线连接，通过无线电波就能够进行数据传输和互联网接入。与传统的有线网络相比，无线通信技术在提供方便的同时也增加了安全风险。网络攻击者们早已发现，无线网络在设计上存在许多安全隐患，例如极易遭受数据包欺骗、数据包注入、嗅探攻击等。无线网络的安全问题也必须给予重点关注。7.4无线网络的渗透测试1.无线网络标准IEEE802.11，也称为Wi-Fi，是无线局域网（WLAN）的常用标准。IEEE802.15，也称蓝牙，用于短距离无线通信，支持低功耗和高速数据传输。IEEE802.21，用于无线网络中各种技术的无缝切换和互操作性，使得移动设备能够在不同网络间平滑切换。IEEE802.22，也称为无线区域网络（WirelessRegionalAreaNetwork，WRAN），用于利用空白电视频谱构建广域无线网络，提供宽带接入和覆盖。7.4.1无线网络的安全性2.无线网络组件服务集标识符（SSID）无线路由器接入点（AP）热点网络安全设备无线网络安全至关重要。网络防火墙、加密方法（如WPA2/WPA3）、访问控制列表（ACL）和虚拟专用网络（VPN）等设备和技术都可以用于保护无线网络免受潜在的安全威胁。7.4.1无线网络的安全性3.Wi-Fi认证模式在Wi-Fi网络中，设备之间依靠帧进行通信。帧的结构比较复杂，帧头的“帧控制”字段结构更为复杂，在其“类型”字段中定义了“管理帧”、“控制帧”和“数据帧”三种类型。连接到Wi-Fi时依靠管理帧对客户端进行身份验证，以保障只有经过授权的用户才能够访问特定的Wi-Fi网络。开放系统认证共享密钥式认证强制门户（CaptivePortal）扩展认证协议（802.1X/EAP）7.4.1无线网络的安全性4.无线网络加密的脆弱性有线等效保密（WEP）Wi-Fi保护访问（WPA）由于使用预共享密钥（PSK）进行身份认证，仍然存在易于遭受字典攻击的脆弱性。只要捕获到无线客户端和AP之间的4次握手信息，配有常见密码字典，使用aircrack-ng之类的攻击工具便可尝试破解密码。WPA2WPA2支持多种身份认证方法，如EAP-TLS、EAP-TTLS和PEAP等，但WPA2安全加密协议也已被破解。WPA3被誉为是“最前沿的安全协议”，但研究人员仍然从中发现了多个严重的安全漏洞，例如WPA3设备上的Dragonfly握手漏洞以及降级攻击漏洞。7.4.1无线网络的安全性1.破解WEPWEP协议的安全漏洞主要是使用共享密钥加密数据包带来的安全风险。破解WEP的过程和组合使用各种技术的方法如下：在接入点的特定频道上，以监控模式启动攻击系统上的无线接口。该模式仅用于观测数据包，但不连接到任何接入点。使用无线设备探测目标网络，以确定是否可以执行数据包注入。选择数据包注入工具如Aireplay-ng，对接入点进行虚假认证。运用Aircrack-ng或者Wireshark等，从捕获的流量数据中提取密码。一旦破解成功，该工具就会自动显示密钥，同时从终端退出。7.4.2无线网络加密破解2.破解WPA和WPA2KaliLinux提供了一款开源工具Reaver可用于破解WPA，挖出无线路由器上的漏洞。攻击WPA和WPA2协议安全机制的途径目前主要有如下几种：离线攻击取消身份验证洪水攻击提取密码暴力破解WPA密钥7.4.2无线网络加密破解3.Aireplay-ng使用方法示例Aireplay-ng是一款注入帧工具，主要作用是产生数据流量，而这些数据流量可被用于Aircrack-ng破解WEP和WPA/WPA2密钥。对于不同的无线网络攻击，Aireplay-ng的用法不相同，具体使用方法可在KaliLinux系统键入aireplay-ng--help查阅。使用Aireplay-ng的几个示例模拟Deauthentication攻击模拟FakeAuth攻击模拟Injection攻击Wi-Fi的测试攻击7.4.2无线网络加密破解1.在终端端口中运行iwconfig命令，获取有关无线网卡的信息2.开启无线网卡的监听模式（monitor），接收无线网络流量3.确认进入监听模式4.扫描环境中的Wi-Fi网络5.捕获无线网络WEP/WPA/WPA2加密数据包6.破解Wi-Fi密码7.4.3无线网络渗透测试演练使用强密码。在客户端使用服务器认证，以使客户端能够对其连接的AP进行验证。启用加密机制。关闭SSID广播。在无线路由器中禁用Wi-Fi的SSID广播选项。如果WPA2可用，就摒弃WEP和WPA，并转移到WPA2。在接入点上使用MAC地址过滤。更新路由器固件。使用防火墙和安全软件。注意社交工程。7.4.4无线网络的安全防护本章小结实施网络渗透测试的目的是为了提前了解网络面临的安全威胁，感知网络安全态势，为更好地做好网络安全防护提供依据。所谓渗透测试就是通过检测、分析、展现潜在的网络安全问题，帮助目标系统制订