第三章

數據的狀態與攻防2討論議題1、數據的狀態2、攻防模型3、攻防概述3提示網絡安全之所以又叫信息安全，就是因為網絡攻防一般都是圍繞信息展開。數據是信息的載體，深入研究數據從產生到完全銷毀的整個生命周期中的存在形式（信息的狀態）和存在環境是攻擊和防守的基礎。處于加工處理狀態的信息是以進程的形式體現的，處于存儲狀態的信息是以文件的形式體現的，而處于傳輸狀態的信息則是以協議數據單元的形式體現的。攻擊者攻擊成功的標志是成功破壞了防護者信息安全目標中的一個或多個。對處于加工處理狀態和存儲狀態的信息的攻擊，攻擊者往往利用操作系統在進程管理、內存管理、文件管理、設備管理等方面的漏洞或應用程序的漏洞來實現相關攻擊。而對傳輸中的信息攻擊往往是利用通信協議的脆弱性來實現。4本章重點要求(1)認真體會攻、防所需知識的深度和廣度;(2)能針對每一種安全服務（如保密性）列出其對應的常用實現機制;(3)對進程、線程和協議數據單元的內部結構有個大致認識。5第一節數據的狀態加工處理狀態傳輸狀態數據的狀態存儲狀態1數據處于加工處理狀態

數據在內存或寄存器中數據是屬于進程的.進程控制塊中的數據

數據區中的數據堆棧中的數據有些數據是可以共享的數據體現在進程中現代計算機都是在操作系統的統一指揮和控制下實現對信息的加工處理的。操作系統對內存和處理器的分配和管理都是以進程為單位來實現的。因此處于加工和處理狀態中的數據都是屬于某一個進程的。進程–正在執行的程序,包括代碼指針堆棧:whichcontainstemporarydata.數據段：whichcontainsglobalvariables數據在內存中進程控制塊(PCB)

操作系統通過進程控制塊來感知和調度進程進程狀態指針CPU寄存器的值CPU調度信息內存管理信息記帳信息輸入輸出信息ProcessControlBlock(PCB)例1：查看系統當前運行的進程下面的例子（02ProcessList工程）取得了一個正在運行的進程列表。首先使用CreateToolhelp32Snapshot函數給當前系統內執行的進程拍快照（Snapshot），也就是獲得一個進程列表，這個列表中記錄著進程的ID、進程對應的可執行文件的名稱和創建該進程的進程ID等數據。然后使用Process32First函數和Process32Next函數遍歷快照中記錄的列表。對于每個進程，我們都將打印出其可執行文件的名稱和進程ID號。具體代碼如下。#include<windows.h>#include<tlhelp32.h>//聲明快照函數的頭文件intmain(intargc,char*argv[]){ PROCESSENTRY32pe32; //在使用這個結構之前，先設置它的大小

pe32.dwSize=sizeof(pe32); //給系統內的所有進程拍一個快照

HANDLEhProcessSnap=::CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPPROCESS,0); if(hProcessSnap==INVALID_HANDLE_VALUE) { printf("CreateToolhelp32Snapshot調用失敗！\n"); return-1; } //遍歷進程快照，輪流顯示每個進程的信息

BOOLbMore=::Process32First(hProcessSnap,&pe32); while(bMore) { printf("進程名稱：%s\n",pe32.szExeFile); printf("進程ID號：%u\n\n",pe32.th32ProcessID); bMore=::Process32Next(hProcessSnap,&pe32); } //不要忘記清除掉snapshot對象

::CloseHandle(hProcessSnap); return0;}例2緩沖區溢出攻擊例3：獲取管理員密碼

Windows環境下，用戶登錄后，所有的用戶信息都存儲在系統的一個進程winlogon.exe中。可以利用軟件FindPass等工具對進程進行分析，找出用戶的登錄名和密碼Windows2000/XP

進程通信機制

信號(signal)共享存儲區(sharedmemory)管道(pipe)郵件槽(mailslot)套接字(socket)2數據處于存儲狀態數據在硬盤數據在信箱(硬盤中)數據在移動設備中光盤

大容量便攜盤數據是以文件的形式存儲的17磁道扇區DiskStructure18柱面扇區磁臂磁頭

文件的概念文件是指存儲在外存儲器上的相關數據的集合，是操作系統定義和實現的一種抽象數據類型，是操作系統為信息存儲提供的一個統一視圖。Types:DatanumericcharacterbinaryProgramThemajortaskfortheOSistomapthelogicalfileconceptontophysicalstoragedevices.文件的組織文件系統一個典型的文件系統一種文件分配方案---鏈接分配索引式文件分配FileSystemMountingJustasafilemustbeopenedbeforeitisused,afilesystemmustbemounted

beforeitcanbeaccessed.E.g:Thedirectorystructurecanbebuiltoutofmultiplepartitions,whichmustbemountedtomakethemavailablewithinthefilesystemnamespace.Aun-mountedfilesystem(i.e.Fig.11-11(b))ismountedatamountpointFileSharingSharingoffilesonmulti-usersystemsisdesirable

Sharingmaybedonethroughaprotectionscheme

Ondistributedsystems,filesmaybesharedacrossanetwork

NetworkFileSystem(NFS)isacommondistributedfile-sharingmethod例3：數據恢復軟件對于不小心刪除了的文件，如果原來存儲位置沒有被別的數據覆蓋，則原則上可以恢復。數據恢復軟件就是根據文件系統的基本原理做出來的。例4、注冊表修改注冊表在計算機中由鍵名和鍵值組成，注冊表中存儲了Window操作系統的所有配置。黑客90%以上對Windows的攻擊手段都離不開讀寫注冊表。在運行窗口中輸入“regedit”命令可以進入注冊表，注冊表的界面如圖所示。

注冊表修改注冊表的句柄可以由調用RegOpenKeyEx()和RegCreateKeyEx()函數得到的，通過函數RegQueryValueEx()可以查詢注冊表某一項的值通過函數RegSetValueEx()可以設置注冊表某一項的值。判斷是否中了“冰河”中了“冰河”的計算機注冊表都將被修改了，修改了擴展名為txt的文件的打開方式，在注冊表中txt文件的打開方式定義在HKEY_CLASSES_ROOT主鍵下的“txtfile\shell\open\command”中，如圖3-40所示。判斷是否中了“冰河”main(){ HKEYhKEY; LPCTSTRdata_Set="txtfile\\shell\\open\\command"; longret0=(RegOpenKeyEx(HKEY_CLASSES_ROOT, data_Set,0,KEY_READ,&hKEY)); if(ret0!=ERROR_SUCCESS)//如果無法打開hKEY，則終止程序的執行

{ return0; } //查詢有關的數據

LPBYTEowner_Get=newBYTE[80]; DWORDtype_1=REG_EXPAND_SZ; DWORDcbData_1=80; longret1=RegQueryValueEx(hKEY,NULL,NULL, &type_1,owner_Get,&cbData_1); if(ret1!=ERROR_SUCCESS) { return0; }

if(strcmp((constchar*)owner_Get,"%systemroot%\\system32\\notepad.exe%1")==0) { printf("沒有中冰河"); } else { printf("可能中了冰河"); } printf("\n");}3數據處于傳輸狀態數據在傳輸介質中。數據的傳輸是遵照一定協議的。TCP/IP協議是Internet最基本的協議。數據是分塊傳輸的。33磁介質

高帶寬、低費用、高延時（小時）例：7GB/8mm，1000盤/50*50*50cm，24h可送到任何地方。總容量=7*1000*8Gbits，總時間=24*60*60=86400s

傳送速率=56000Gb/86400s=648Mb/s金屬導體雙絞線、同軸電纜(粗、細)光纖無線介質無線電、短波、微波、衛星、光波傳輸介質34常用傳輸媒體的比較35應用層傳輸層網絡接口網際層●IP●ICMP●ARP●RARPTCP/IP網際層的四個主要協議36TCP/IP與應用層應用層協議支持了文件傳輸、電子郵件、遠程登錄、網絡管理、Web瀏覽等應用。應用層傳輸層網絡接口網際層文件傳輸

●FTP、TFTP、NFS電子郵件

●SMTP、POP3WWW應用

●HTTP遠程登錄

●Telnet、rlogin網絡管理

●SNMP名字管理

●DNS37應用層傳輸層網絡接口網際層面向連接的

●TCP無連接的

●UDP傳輸層提供了兩種傳輸協議38兩個基本概念面向連接的服務：通信之前建立連接，通信過程中保持連接，通信結束拆除連接。無連接的服務：通信雙方不需要建立和維持連接IP數據包

IPHeaderTCP（UDP）

HeaderDataIPv4IP頭的結構版本（4位）頭長度（4位）服務類型（8位）封包總長度（16位）封包標識（16位）標志（3位）片斷偏移地址（13位）存活時間（8位）協議（8位）校驗和（16位）來源IP地址（32位）目的IP地址（32位）選項（可選）填充（可選）數據TCP協議的頭結構和IP一樣，TCP的功能受限于其頭中攜帶的信息。因此理解TCP的機制和功能需要了解TCP頭中的內容，下表顯示了TCP頭結構。來源端口（2字節）目的端口（2字節）序號（4字節）確認序號（4字節）頭長度（4位）保留（6位）URGACKPSHRSTSYNFIN窗口大小（2字節）校驗和（16位）緊急指針（16位）選項（可選）數據TCP的三次握手（第一次握手）43第二節信息攻、防模型2024/5/31存儲和加工處理狀態信息的攻防模型

2024/5/31模型要求Usingthismodelrequiresusto:大門:selectappropriategatekeeperfunctionstoidentifyusers內部控制與審查:implementsecuritycontrolstoensureonlyauthorisedusersaccessdesignatedinformationorresourcesTrustedcomputersystemsmaybeusefultohelpimplementthismodel傳輸狀態下信息攻防模型Allthetechniquesforprovidingsecurityhave:Asecurity-relatedtransformationontheinformationtobesentSomesecretinformationsharedbythetwoprincipalsand,itishoped,unknowntotheopponent模型要求Usingthismodelrequiresusto:designasuitablealgorithmforthesecuritytransformationgeneratethesecretinformation(keys)usedbythealgorithmdevelopmethodstodistributeandsharethesecretinformationspecifyaprotocolenablingtheprincipalstousethetransformationandsecretinformationforasecurityservice48第三節攻防概述

攻擊任何危及信息安全的行為都稱為攻擊，攻擊者攻擊成功的標志是成功破壞了防護者信息安全目標中的一個或多個，例如破壞數據的保密性、完整性等。對處于加工處理狀態和存儲狀態的信息的攻擊，攻擊者往往利用操作系統在進程管理、內存管理、文件管理、設備管理等方面的漏洞或應用程序的漏洞來實現相關攻擊。而對傳輸中的信息攻擊往往是利用通信協議的脆弱性來實現。PassiveAttack--releaseofcontentsPassiveAttack—trafficanalysisActiveAttack—MasqueradeActiveAttack—ReplayActiveAttack—ModificationofmessagesActiveAttack—Denialofservice對安全的攻擊Interruption:ThisisanattackonavailabilityInterception:ThisisanattackonconfidentialityModification:ThisisanattackonintegrityFabrication:Thisisanattackonauthenticity防護——安全服務RFC2828