IPv6路由协议安全等新问题的分析

发布时间: 2012-03-16     浏览次数: 482

    IPv4地址资源的紧缺引发了一系列安全问题,尽管IPv6路由协议在网络安全上做了多项改进,但是其引入也带来了新的安全问题。由于我国IPv4地址资源严重不足,除了采用CIDR、VLSM和DHCP技术缓解地址紧张问题,更多的是采用私有IP地址结合网络地址转换(NAT/PAT)技术来解决这个问题。比如PSTN、ADSL、GPRS拨号上网、宽带用户以及很多校园网、企业网大都是采用私有IPv4地址,通过NAT技术接入互联网,这不仅大大降低了网络传输的速度,且安全性等方面也难以得到保障。从根本上看,互联网可信度问题、端到端连接特性遭受破坏、网络没有强制采用IPSec而带来的安全性问题,使IPv4网络面临各种威胁。

    IPv6路由协议在网络安全上的改进

    IPv6路由协议(IPSec) IPSec是IPv4的一个可选扩展协议,而在IPv6则是一个必备组成部分。IPSec协议可以“无缝”地为IP提供安全特性,如提供访问控制、数据源的身份验证、数据完整性检查、机密性保证,以及抗重播(Replay)攻击等。新版IPv6路由协议OSPFv3 和 RIPng采用IPSec来对路由信息进行加密和认证,提高抗路由攻击的性能。需要指出的是,虽然IPSec能够防止多种攻击,但无法抵御Sniffer、DoS攻击、洪水(Flood)攻击和应用层攻击。IPSec作为一个网络层IPv6路由协议,只能负责其下层的网络安全,不能对其上层如Web、E-mail及FTP等应用的安全负责。
    1.端到端的安全保证
    IPv6最大的优势在于保证端到端的安全,可以满足用户对端到端安全和移动性的要求。IPv6限制使用NAT,允许所有的网络节点使用其全球惟一的地址进行通信。每当建立一个IPv6的连接,都会在两端主机上对数据包进行 IPSec封装,中间路由器实现对有IPSec扩展头的IPv6数据包进行透明传输,通过对通信端的验证和对数据的加密保护,使得敏感数据可以在IPv6网络上安全地传递,因此,无需针对特别的网络应用部署ALG(应用层网关),就可保证端到端的网络透明性,有利于提高网络服务速度。
    2.地址分配与源地址检查
    在IPv6的地址概念中,有了本地子网(Link-local)地址和本地网络(Site-local)地址的概念。从安全角度来说,这样的地址分配为网络管理员强化网络安全管理提供了方便。若某主机仅需要和一个子网内的其他主机建立联系,网络管理员可以只给该主机分配一个本地子网地址;若某服务器只为内部网用户提供访问服务,那么就可以只给这台服务器分配一个本地网络地址,而企业网外部的任何人都无法访问这些主机。由于IPv6地址构造是可会聚的(aggregate-able)、层次化的地址结构,因此,在IPv6接入路由器对用户进入时进行源地址检查,使得ISP可以验证其客户地址的合法性。源路由检查出于安全性和多业务的考虑,许多核心路由器可根据需要,开启反向路由检测功能,防止源路由篡改和攻击。防止未授权访问 IPv6固有的对身份验证的支持,以及对数据完整性和数据机密性的支持和改进,使得IPv6增强了防止未授权访问的能力,更加适合于那些对敏感信息和资源有特别处理要求的应用。
    3.域名系统DNS
    基于IPv6的DNS系统作为公共密钥基础设施(PKI)系统的基础,有助于抵御网上的身份伪装与偷窃,而采用可以提供认证和完整性安全特性的DNS安全扩展 (DNS Security Extensions)IPv6路由协议,能进一步增强目前针对DNS新的攻击方式的防护,例如“网络钓鱼(Phishing)”攻击、“DNS中毒(DNS poisoning)”攻击等,这些攻击会控制DNS服务器,将合法网站的IP地址篡改为假冒、恶意网站的IP地址等。
    此外,专家认为,如果能争取在我国建立IPv6域名系统根服务器,则对于我国的信息安全很有必要和十分重要。灵活的扩展报头 一个完整的IPv6的数据包可包括多种扩展报头,例如逐个路程段选项报头、目的选项报头、路由报头、分段报头、身份认证报头、有效载荷安全封装报头、最终目的报头等。这些扩展报头不仅为IPv6扩展应用领域奠定了基础,同时也为安全性提供了保障。
    4.防止网络扫描与病毒蠕虫传播
    当病毒和蠕虫在感染了一台主机之后,就开始对其他主机进行随机扫描,在扫描到其他有漏洞的主机后,会把病毒传染给该主机。这种传播方式的传播速度在 IPv4环境下非常迅速(如Nimdar病毒在4~5分钟内可以感染上百万台计算机)。但这种传播方式因为IPv6的地址空间的巨大变得不适用了,病毒及网络蠕虫在IPv6的网络中传播将会变得很困难。防止网络放大攻击(Broadcast Amplication Attacks) ICMPv6在设计上不会响应组播地址和广播地址的消息,不存在广播,所以,只需要在网络边缘过滤组播数据包,即可阻止由攻击者向广播网段发送数据包而引起的网络放大攻击。
    5.防止碎片(Fragment)攻击
    IPv6认为MTU小于1280字节的数据包是非法的,处理时会丢弃MTU小于1280字节的数据包(除非它是最后一个包),这有助于防止碎片攻击。由此看来,IPv6路由协议确实比IPv4的安全性有所改进,IPv4中常见的一些攻击方式,将在IPv6网络中失效,例如网络侦察、报头攻击、 ICMP攻击、碎片攻击、假冒地址、病毒及蠕虫等。但数据包侦听、中间人攻击、洪水攻击、拒绝服务攻击、应用层攻击等一系列在IPv4网络中的问题, IPv6仍应对乏力,只是在IPv6的网络中事后追溯攻击的源头方面要比在IPv4中容易一些。

    引入IPv6出现的安全新问题

    IPv6路由协议在其发展过程中必定会产生一些新的安全问题,主要包括应对拒绝服务攻击(DoS)乏力、包过滤式防火墙无法根据访问控制列表ACL正常工作、入侵检测系统(IDS)遭遇拒绝服务攻击后失去作用、被黑客篡改报头等问题。此外,在IPv6中还有一些问题有待解决,主要包括:
    1.IP网中许多不安全问题主要是管理造成的。IPv6的管理与IPv4在思路上有可借鉴之处。但对于一些网管技术,如SNMP等,不管是移植还是重新另搞,其安全性都必须从本质上有所提高。由于目前针对IPv6的网管设备和网管软件几乎没有成熟产品出现,因此缺乏对IPv6网络进行监测和管理的手段,缺乏对大范围的网络故障定位和性能分析的手段。没有网管,何谈保障网络高效、安全运行。
    2.PKI管理在IPv6中是悬而未决的新问题。
    3.IPv6网络同样需要防火墙、VPN、IDS、漏洞扫描、网络过滤、防病毒网关等网络安全设备。事实上IPv6环境下的病毒已经出现。这方面的安全技术研发还尚需时日。
    4.IPv6路由协议仍需在实践中完善,例如IPv6组播功能仅仅规定了简单的认证功能,所以还难以实现严格的用户限制功能,而移动IPv6(Mobiel IPv6)也存在很多新的安全挑战。DHCP必须经过升级才可以支持IPv6地址,DHCPv6仍然处于研究、制订之中。

    向IPv6迁移的可能漏洞

    由于IPv6与IPv4网络将会长期共存,网络必然会同时存在两者的安全问题,或由此产生新的安全漏洞。已经发现从IPv4向 IPv6转移时出现的一些安全漏洞,例如黑客可以使用IPv6非法访问采用了IPv4和IPv6两种协议的LAN的网络资源,攻击者可以通过安装了双栈的使用IPv6的主机,建立由IPv6到IPv4的隧道,绕过防火墙对IPv4进行攻击。
    向IPv6路由协议的转移与采用其他任何一种新的网络协议一样,需要重新配置防火墙,其安全措施必须经过慎重的考虑和测试,例如IPv4环境下的IDS并不能直接支持IPv6,需要重新设计,原来应用在IPv4协议的安全策略和安全措施必须在IPv6上得到落实。目前,IPv4向IPv6过渡有多种技术,其中基本过渡技术有双栈、隧道和协议转换,但目前这几种技术运行都不理想。专家建议,向IPv6转移应尽量采用双栈技术,避免采用IPv6路由协议转换;尽量采用静态隧道,避免采用动态隧道;这些都需要在广泛实验中加以检验。
    与IPv4相比,IPv6在网络保密性、完整性方面有了更好的改进,在可控性和抗否认性方面有了新的保证,但IPv6不仅不可能彻底解决所有安全问题,同时还会伴随其产生新的安全问题。目前多数网络攻击和威胁来自应用层而非IP层,因此,保护网络安全与信息安全,只靠一两项技术并不能实现,还需配合多种手段,诸如认证体系、加密体系、密钥分发体系、可信计算体系等。

(摘自中国教育网络)