你好,我是何为舟。

你平时使用手机连接无线网络的时候,一定看到过这样的安全提示:不要连接陌生的Wi-Fi。也一定看过很多这样的报道:某先生/女士因为使用了陌生的Wi-Fi,信息遭到泄露,不仅账号被盗用,还造成了经济损失。

看到这些提示和报道之后,你就要产生警惕了,当你连入一个陌生的Wi-Fi时,这个Wi-Fi下连接的其他人很有可能会看到你的信息,并且对你发起攻击。

你可能要说了,只要我避免连入陌生的Wi-Fi,前面说的攻击就基本不会发生了。但是,在工作中,员工和服务器通常接入的也是同一个网络,那员工是不是就可以任意地捕获服务器中的流量呢?其他人是不是也能轻易地窃取员工信息呢?内网又是怎么保证安全性的呢?

内网中的“最小权限原则”

我们先来看,内网是怎么保证安全性的。前面我们说过,在Linux系统中,我们可以使用“最小权限原则”来限制黑客的行动能力。而“最小权限原则”,在内网中同样适用。为了保证安全性,我们要限制黑客进入内网后的权限范围,也就是说,就算黑客能够进入内网,我们也只允许它在一个有限的子网内进行访问,而不能任意地访问所有服务。那内网中的“最小权限原则”究竟是怎么实现的呢?

在内网中,实现“最小权限原则”的核心在于分区和隔离。接下来,我们就一起来看,在公司内网中,分区和隔离具体是怎么实现的。

1.对内网进行水平划分

我们知道,连入内网的人和设备具备不同的“身份”和“权限”。比如,公司正式员工、外包员工和访客等,这些人所使用的内网服务区别很大。因此,我们需要依据不同的“身份”来对网络区域进行隔离,而这就需要用到VLAN提供的功能了。

那什么是VLAN呢?在一般情况下,连入同一个交换机的所有设备都在同一个网络中,两两之间能够相互访问。为了阻止这些设备相互访问,我们可以在交换机上设定,在不改变物理连接的情况下,通过交换机的控制将这个网络划分为多个不同的子网,也就是VLAN( Virtual Local Area Network,虚拟局域网)。简单来说,VLAN就是一个交换机创建出来的多个子网。因为隔离的存在,不同VLAN的访问请求,会被交换机阻止。

这样一来,我们就实现了对不同“身份”的人的网络隔离。

2.对内网进行垂直划分

事实上,对不同“身份”的人的网络隔离属于对内网进行水平划分。除此之外,公司也会对内网进行垂直划分。

最简单的,我们会将公司内网整体保护起来,和外网进行隔离,这种隔离就属于垂直划分。在这种隔离之下,内网可以访问外网的资源,外网却不能够直接访问内网的资源。要实现这种隔离,就需要用到路由器了。路由器会将连入的所有内网设备打包在一起。所以,对外网来说,内网变成了一个整体,也就无法访问到某个具体的设备了。

在下图中,我简单地展示了一下利用路由器和交换机对内网进行划分的效果:通过路由器划分内网和外网,通过交换机划分正式员工网络和外包员工网络。实际上,你还可以对每一个VLAN按照安全等级,进行进一步的垂直和水平划分。

有线网络和无线网络安全

现在,你应该知道如何在内网中落实“最小权限原则”了。而网络作为一个数据传输的主要通道,保障其中数据的安全性,也是非常重要的。这其中包括两个关键问题。

在工作中,我们最常接触的两种网络就是有线无线网络,接下来,我就结合前面这两个关键问题,带你探讨一下有线和无线环境中的网络安全。

1.无线网络安全

无线网络你应该非常熟悉,我们在实际工作和生活中到处都需要用到无线网络。在无线网中,个人设备是通过射频技术和无线热点进行连接的。射频无法定向接收,因此,数据都是“广播”出去的。也就是说,只要在设备和热点附近,任何人都能接收到无线网络中的数据。

为了保证无线网络数据的安全性,我们主要的防护手段,就是使用目前最安全的无线网络协议WPA2

但是,WPA2协议只是用来保护无线网络中数据安全性的。它的连入密钥都是共享的,所以不具备严格意义上的认证功能。而公司需要通过认证知道每一个连入内网的设备的归属,来追踪每一个员工的操作。那无线网络中的认证是怎么做的呢?

一般的操作是对连入的用户实行“强制门户”。“强制门户”你应该很熟悉,就是当你使用公用密钥连入网络之后,还需要你在网页中再次进行认证。比如,在连入机场网络后,还需要你进行手机号验证。具体的原理就是,用户在连入Wi-Fi后,路由器会将用户的HTTP请求重定向至认证页面。认证成功后,路由器会记录用户的身份和MAC,后续路由器就可以根据MAC来识别用户身份了。

那“强制门户”在公司内部是怎么应用的呢?一般在连入内网后,员工还需要通过公司邮箱和密码,进行一次额外的验证。这样一来,公司就能够知道连入内网的到底是哪一名员工了。

说完了无线网络中的认证和加密,我们再看一下“劫持”的问题。在无线网络中,“劫持”的主要方式是伪造热点

伪造热点的实现,主要依赖的就是现在设备的自动连网功能。简单来说,就是只要你的设备曾经连入过某一个热点,设备就会记住这个热点的ID和密码,下次如果设备再检测到这个热点ID,就会尝试自动连接。

而黑客也可以利用自动连网的功能发起攻击。黑客只需要伪造出来一个相同的热点ID,就可以诱导用户的设备连入黑客的热点,从而“劫持”流量。避免伪造热点的方法也很简单,就是对办公网络中的未知热点进行扫描。

所以,总结一下,在无线网的安全中,我们需要关注这三个点:

2.有线网络安全

区别于无线网络,有线网络不存在认证和加密的问题。这个很好理解,因为有线网是通过网线来进行物理接入的。换一句话说,只要运维人员给服务器插上了网线,就说明运维人员授权这台服务器接入内网了。而且,一根网线只能将一台设备连入网络,不存在网线共享。所以,不需要考虑加密的问题。因此,我们在有线网络中,主要考虑的问题就是“劫持”。

所谓“劫持”,其实就是误导服务器将请求发送到黑客的设备上去。在无线网中,服务器实际上是向连接的热点发送请求,因此,我们可以通过伪造热点来进行误导。那在有线网中,服务器又会向哪里发送请求呢?

在网络协议中,目标地址主要通过MAC地址和IP地址来确定。MAC地址和IP地址分别是基于ARP协议DNS协议来进行寻址的。因为ARP和DNS都是早期的网络协议,所以安全性较低。因此黑客可以轻易地发出伪造的ARP包和DNS包,从而“欺骗”目标设备将数据包发送到黑客的设备上,实现流量“劫持”的功能。

为了帮助你理解这个过程,我把ARP“劫持”的过程总结成了一张图。从这张图中,我们能看到,服务器A想要向服务器B发起请求,但是黑客通过发送伪造的ARP包误导A说:“10.0.0.2的MAC地址是3:3:3:3”。因为ARP没有进行认证,所以A会无条件相信黑客的说法。那么,当A想要向B发送请求的时候,MAC地址会设定成黑客的3:3:3:3,所以请求最终就发送到了黑客的服务器上。DNS“劫持”的原理,和这个比较类似,也是黑客误导服务器,让服务器错认黑客的IP为某个域名的IP。

那该如何避免有线网络中的“劫持”呢?有两种方法:第一种方法是对网络进行更合理地划分,避免黑客进入敏感的内网区域中;第二种方法就是在网络中进行定期地检测。为什么要定期进行检测呢?这是因为,通过伪造ARP和DNS包发起的流量“劫持”发生在内网中,往往不需要通过防火墙等网络设备,所以难以被检测出来。因此,我们需要在网络中进行定期地检测,发掘异常的请求路径(如某个服务器将请求发送到了未知的设备),尽早发现“劫持”行为。

如何理解DDoS攻击?

最后,我们再来介绍一种常见的内网攻击,DDoS攻击(Distributed Denial Of Service Attack,分布式拒绝服务攻击)。DDoS就是黑客由外网向公司服务发起大量的请求,从而打满网络带宽,让内网无法响应用户的正常请求。那么,DDoS是如何产生的呢?我们又该如何防护呢?

说到这,我们先了解一下DoS(Denail f Service,拒绝服务)攻击。知道了DoS攻击,DDoS攻击就很好理解了。

DoS攻击主要有两种类型。一种是通过漏洞进行攻击,使得服务或设备因为程序报错而宕机。比如针对ICMP协议的“死亡之PING”,就是因为旧版本的Windows系统在处理超长的ICMP包时会报错死机。另一种则是通过巨量的垃圾流量挤占网络带宽,使得网络设备无法接收或者发送合法的流量。

但是,黑客如果直接对目标网络发起DoS攻击,很容易就会被溯源出来。所以,黑客会通过大量的“肉鸡”(被黑客远程控制的机器)来向目标网络发起请求,隐藏自己的真实地址。这个过程就是DDoS。

这里要补充一点,依靠“肉鸡”代理,黑客不仅可以增加自己被溯源的难度,还可以放大(或者说增强)攻击的效果。比如,当你请求一个网页时,你请求的数据实际上只有一个URL,但服务器却需要返回给你一整个网页。

近几年比较流行的基于Memcache的DDoS,就是黑客向“肉鸡”的Memcache发送一个十几个字节的GET请求,通过在请求参数中进行配置,黑客可以让Memcache服务器将返回的结果发送到目标的服务器,而返回的结果能够达到几百Kb的数据量,放大倍数达到数万倍。这也是为什么黑客可以依靠几十个“肉鸡”代理,挤占目标网络几十GB的带宽。

DDoS能对内网造成非常严重的影响,那我们该如何进行防护呢?目前来说,DDoS基本是不可防的。因为只要你的应用还在正常地提供服务,那就需要接收外网的请求,因此没办法直接拒绝黑客向你发起的请求。哪怕你能够识别出这些恶意的请求,并且拒绝响应,这也只能避免CPU被耗尽,而带宽的资源还是会被占用。

所以,各类云服务厂商提供的DDoS解决方案,基本都是依靠带宽扩容来进行保障的。比如,阿里云可能会卖给你一个40G的防DDoS服务。只要DDoS的流量小于40G,阿里云就会保障你服务的可用性。一旦超过,就会直接关停你的服务避免资源浪费。

总结

好了,今天的内容讲完了。我们来一起总结回顾一下,你需要掌握的重点内容。

网络在为我们提供了便利的同时,也为黑客的攻击提供了一个方便的入口。除了在应用层针对Web漏洞进行攻击,黑客也会直接在网络层发起攻击。网络层的攻击以窃取流量为主,黑客利用监听、“劫持”等方式,窃取用户数据。在无线网中,黑客可以通过伪造热点来窃取流量;在内网中,黑客可以通过ARP和DNS“劫持”等来窃取流量。我们需要通过定期的检测内网,来发掘可能的攻击行为。

除此之外,黑客还会通过DDoS的方式,来破坏公司和应用网络的可用性,对正常服务产生影响。从理论上来说,DDoS目前不可防,我们只能通过扩容带宽,来增加网络自身的耐受能力。

好了,我把这一讲的重点内容梳理了一个脑图。你可以用它来查漏补缺,也可以自己来梳理看看,加深印象。

思考题

最后,给你留一个思考题。

你可以观察一下,你们公司办公网的连入方式,思考一下,通过这种连入方式,公司能定位到你在办公的时候,都请求了哪些网页或者服务吗?

欢迎留言和我分享你的思考和疑惑,也欢迎你把文章分享给你的朋友。我们下一讲再见!