网络安全 · HTTP协议的安全问题 · 单向散列函数 · 加密 · 数字签名 · 证书
网络安全
网络通信中面临的4种安全威胁
- 截获：窃听通信内容
- 中断：中断网络通信
- 篡改：篡改通信内容
- 伪造：伪造通信内容
网络层 - ARP欺骗
ARP欺骗 (ARP spoofing)，又称ARP毒化 (ARP poisoning)、ARP病毒、ARP攻击
核心步骤举例
防护
-
静态ARP
-
DHCP Snooping
网络设备可借由DHCP保留网络上各电脑的MAC地址，在伪造的ARP数据包发出时即可侦测到 -
利用一些软件监听ARP的不正常变动
-
…
DoS、DDoS
防御
防御方式通常为：入侵检测、流量过滤、多重验证
堵塞网络带宽的流量将被过滤，而正常的流量可正常通过
防火墙
- 防火墙可以设置规则，例如允许或拒绝特定通讯协议，端口或IP地址
- 当攻击从少数不正常的IP地址发出时，可以简单的使用拒绝规则阻止一切从攻击源IP发出的通信
- 复杂攻击难以用简单规则来阻止，例如80端口遭受攻击时不可能拒绝端口所有的通信，因为同时会阻止合法流量
- 防火墙可能处于网络架构中过后的位置，路由器可能在恶意流量达到防火墙前即被攻击影响
交换机
- 大多数交换机有一定的速度限制和访问控制能力
路由器
- 和交换机类似，路由器也有一定的速度限制和访问控制能力
黑洞引导
- 将所有受攻击计算机的通信全部发送至一个“黑洞”（空接口或不存在的计算机地址）或者有足够能力处理洪流的网络设备商，以避免网络受到较大影响
流量清洗
- 当流量被送到DDoS防护清洗中心时，通过采用抗DDoS软件处理，将正常流量和恶意流量区分
- 正常的流量则回注回客户网站
传输层 - SYN洪水攻击（SYN flooding attack）
防护参考：RFC 4987
传输层 - LAND攻击
应用层 - DNS劫持
DNS劫持，又称为域名劫持
- 攻击者篡改了某个域名的解析结果，使得指向该域名的IP变成了另一个IP
- 导致对相应网址的访问被劫持到另一个不可达的或者假冒的网址
- 从而实现非法窃取用户信息或者破坏正常网络服务的目的
为防止DNS劫持，可以考虑使用更靠谱的DNS服务器，比如：114.114.114.114
谷歌：8.8.8.8、8.8.4.4
微软：4.2.2.1、4.2.2.2
百度：180.76.76.76
阿里：223.5.5.5、223.6.6.6
应用层 - HTTP劫持
对HTTP数据包进行拦截处理，比如插入JS代码
比如你访问某些网站时，在右下角多了个莫名其妙的弹窗广告
HTTP协议的安全问题
encrypt：加密
decrypt：解密
plaintext：明文
ciphertext：密文
如何防止被窃听：
单向散列函数（One-way hash function）
单向散列函数，也被称为：
消息摘要函数（message digest function）
哈希函数（hash function）
输出的散列值，也被称为：
消息摘要（message digest）
指纹（fingerprint）
特点
常见的几种单向散列函数
检查数据是否被篡改
密码加密
几个网站
MD5加密
https://www.cmd5.com/hash.aspx
MD5解密
https://www.cmd5.com/
其他加密
https://www.sojson.com/encrypt_des.html
https://tool.chinaz.com/tools/md5.aspx
加密
对称加密（对称密码）
对称密码中，加密用的密钥和解密用的密钥是相同的
非对称加密（公钥密码）
公钥密码中，加密用的密钥和解密用的密钥是不同的
对称加密（Symmetric Cryptography）
DES（Data Encryption Standard）
3DES（Triple Data Encryption Algorithm）
加解密过程：
3个密钥都是不同的，也称为 DES-EDE3
如果密钥1、密钥3相同，密钥2不同，称为 DES-EDE2
如果所有密钥都使用同一个，则结果与普通的 DES 是等价的
AES（Advanced Encryption Standard）
密钥配送问题
在使用对称加密时，一定会遇到密钥配送问题
如果 Alice 将使用对称加密过的消息发给了 Bob，只有将密钥发送给 Bob，Bob 才能完成解密。
在发送密钥过程中，可能会被 Eve窃取密钥，最后 Eve 也能完成解密。
解决方法：
非对称加密（Asymmetric Cryptography）
公钥、私钥
公钥和私钥是一一对应的，不能单独生成
一对公钥和私钥统称为密钥对(key pair)
由公钥加密的密文，必须使用与该公钥对应的私钥才能解密
由私钥加密的密文，必须使用与该私钥对应的公钥才能解密
非对称加密密钥配送
- 由消息的接收者，生成一对公钥、私钥
- 将公钥发给消息的发送者
- 消息的发送者使用公钥加密消息
非对称加密的加密解密速度比对称加密要慢
目前使用最广泛的非对称加密算法是 RSA
RSA 的名字由它的 3 位开发者，Ron Rivest、Adi Shamir、Leonard Adleman 的姓氏首字母组成
混合密码系统（Hybrid Cryptosystem）
对称加密的缺点：
不能很好地解决密钥配送问题（密钥会被窃听）
非对称加密的缺点：
加密解密速度比较慢
混合密码系统：是将对称加密和非对称加密的优势相结合的方法
解决了非对称加密速度慢的问题，并通过非对称加密解决了对称加密的密钥配送问题
网络上的密码通信所用的 SSL/TLS 都运用了混合密码系统
加密
会话密钥 (session key)
为本次通信随机生成的临时密钥
作为对称加密的密钥，用于加密消息，提高速度
加密步骤（发送消息）
- 首先，消息发送者要拥有消息接收者的公钥
- 生成会话密钥，作为对称加密的密钥，加密消息
- 用消息接收者的公钥，加密会话密钥
- 将前 步生成的加密结果，一并发给消息接收者
发送出去的内容包括：
用会话密钥加密的消息（加密方法：对称加密）
用公钥加密的会话密钥（加密方法：非对称加密）
解密
解密步骤（收到消息）
- 消息接收者用自己的私钥解密出会话密钥
- 再用第①步解密出来的会话密钥，解密消息
加解密流程
思考
数字签名
在数字签名技术中，有以下 2 种行为：
生成签名
由消息的发送者完成，通过“签名密钥”生成
验证签名
由消息的接收者完成，通过“验证密钥”验证
如何能保证这个签名是消息发送者自己签的？
用消息发送者的私钥进行签名
过程
过程改进
思考
-
如果有人篡改了消息内容或签名内容，会是什么结果？
签名验证失败，证明内容被篡改了 -
数字签名不能保证机密性？
数字签名的作用不是为了保证机密性，仅仅是为了能够识别内容有没有被篡改 -
数字签名的作用？
确认消息的完整性
识别消息是否被篡改
防止消息发送人否认
公钥、私钥再总结
公钥的合法性
如果遭遇了中间人攻击，那么公钥将可能是伪造的
如何验证公钥的合法性？
证书
证书（Certificate）
使用
各大CA的公钥，默认已经内置在浏览器和操作系统中
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