第三章

數(shù)據(jù)的狀態(tài)與攻防2討論議題1、數(shù)據(jù)的狀態(tài)2、攻防模型3、攻防概述3提示網(wǎng)絡(luò)安全之所以又叫信息安全，就是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)攻防一般都是圍繞信息展開。數(shù)據(jù)是信息的載體，深入研究數(shù)據(jù)從產(chǎn)生到完全銷毀的整個(gè)生命周期中的存在形式（信息的狀態(tài)）和存在環(huán)境是攻擊和防守的基礎(chǔ)。處于加工處理狀態(tài)的信息是以進(jìn)程的形式體現(xiàn)的，處于存儲狀態(tài)的信息是以文件的形式體現(xiàn)的，而處于傳輸狀態(tài)的信息則是以協(xié)議數(shù)據(jù)單元的形式體現(xiàn)的。攻擊者攻擊成功的標(biāo)志是成功破壞了防護(hù)者信息安全目標(biāo)中的一個(gè)或多個(gè)。對處于加工處理狀態(tài)和存儲狀態(tài)的信息的攻擊，攻擊者往往利用操作系統(tǒng)在進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件管理、設(shè)備管理等方面的漏洞或應(yīng)用程序的漏洞來實(shí)現(xiàn)相關(guān)攻擊。而對傳輸中的信息攻擊往往是利用通信協(xié)議的脆弱性來實(shí)現(xiàn)。4本章重點(diǎn)要求(1)認(rèn)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(wù)（如保密性）列出其對應(yīng)的常用實(shí)現(xiàn)機(jī)制;(3)對進(jìn)程、線程和協(xié)議數(shù)據(jù)單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有個(gè)大致認(rèn)識。5第一節(jié)數(shù)據(jù)的狀態(tài)加工處理狀態(tài)傳輸狀態(tài)數(shù)據(jù)的狀態(tài)存儲狀態(tài)1數(shù)據(jù)處于加工處理狀態(tài)

數(shù)據(jù)在內(nèi)存或寄存器中數(shù)據(jù)是屬于進(jìn)程的.進(jìn)程控制塊中的數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)堆棧中的數(shù)據(jù)有些數(shù)據(jù)是可以共享的數(shù)據(jù)體現(xiàn)在進(jìn)程中現(xiàn)代計(jì)算機(jī)都是在操作系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮和控制下實(shí)現(xiàn)對信息的加工處理的。操作系統(tǒng)對內(nèi)存和處理器的分配和管理都是以進(jìn)程為單位來實(shí)現(xiàn)的。因此處于加工和處理狀態(tài)中的數(shù)據(jù)都是屬于某一個(gè)進(jìn)程的。進(jìn)程–正在執(zhí)行的程序,包括代碼指針堆棧:whichcontainstemporarydata.數(shù)據(jù)段：whichcontainsglobalvariables數(shù)據(jù)在內(nèi)存中進(jìn)程控制塊(PCB)

操作系統(tǒng)通過進(jìn)程控制塊來感知和調(diào)度進(jìn)程進(jìn)程狀態(tài)指針CPU寄存器的值CPU調(diào)度信息內(nèi)存管理信息記帳信息輸入輸出信息ProcessControlBlock(PCB)例1：查看系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行的進(jìn)程下面的例子（02ProcessList工程）取得了一個(gè)正在運(yùn)行的進(jìn)程列表。首先使用CreateToolhelp32Snapshot函數(shù)給當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行的進(jìn)程拍快照（Snapshot），也就是獲得一個(gè)進(jìn)程列表，這個(gè)列表中記錄著進(jìn)程的ID、進(jìn)程對應(yīng)的可執(zhí)行文件的名稱和創(chuàng)建該進(jìn)程的進(jìn)程ID等數(shù)據(jù)。然后使用Process32First函數(shù)和Process32Next函數(shù)遍歷快照中記錄的列表。對于每個(gè)進(jìn)程，我們都將打印出其可執(zhí)行文件的名稱和進(jìn)程ID號。具體代碼如下。#include<windows.h>#include<tlhelp32.h>//聲明快照函數(shù)的頭文件intmain(intargc,char*argv[]){ PROCESSENTRY32pe32; //在使用這個(gè)結(jié)構(gòu)之前，先設(shè)置它的大小

pe32.dwSize=sizeof(pe32); //給系統(tǒng)內(nèi)的所有進(jìn)程拍一個(gè)快照

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

BOOLbMore=::Process32First(hProcessSnap,&pe32); while(bMore) { printf("進(jìn)程名稱：%s\n",pe32.szExeFile); printf("進(jìn)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(qū)溢出攻擊例3：獲取管理員密碼

Windows環(huán)境下，用戶登錄后，所有的用戶信息都存儲在系統(tǒng)的一個(gè)進(jìn)程winlogon.exe中?？梢岳密浖﨔indPass等工具對進(jìn)程進(jìn)行分析，找出用戶的登錄名和密碼Windows2000/XP

進(jìn)程通信機(jī)制

信號(signal)共享存儲區(qū)(sharedmemory)管道(pipe)郵件槽(mailslot)套接字(socket)2數(shù)據(jù)處于存儲狀態(tài)數(shù)據(jù)在硬盤數(shù)據(jù)在信箱(硬盤中)數(shù)據(jù)在移動設(shè)備中光盤

大容量便攜盤數(shù)據(jù)是以文件的形式存儲的17磁道扇區(qū)DiskStructure18柱面扇區(qū)磁臂磁頭

文件的概念文件是指存儲在外存儲器上的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合，是操作系統(tǒng)定義和實(shí)現(xiàn)的一種抽象數(shù)據(jù)類型，是操作系統(tǒng)為信息存儲提供的一個(gè)統(tǒng)一視圖。Types:DatanumericcharacterbinaryProgramThemajortaskfortheOSistomapthelogicalfileconceptontophysicalstoragedevices.文件的組織文件系統(tǒng)一個(gè)典型的文件系統(tǒng)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(shù)據(jù)恢復(fù)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(shù)據(jù)覆蓋，則原則上可以恢復(fù)。數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件就是根據(jù)文件系統(tǒng)的基本原理做出來的。例4、注冊表修改注冊表在計(jì)算機(jī)中由鍵名和鍵值組成，注冊表中存儲了Window操作系統(tǒng)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(yùn)行窗口中輸入“regedit”命令可以進(jìn)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(diào)用RegOpenKeyEx()和RegCreateKeyEx()函數(shù)得到的，通過函數(shù)RegQueryValueEx()可以查詢注冊表某一項(xiàng)的值通過函數(shù)RegSetValueEx()可以設(shè)置注冊表某一項(xiàng)的值。判斷是否中了“冰河”中了“冰河”的計(jì)算機(jī)注冊表都將被修改了，修改了擴(kuò)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(zhí)行

{ return0; } //查詢有關(guān)的數(shù)據(jù)

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(shù)據(jù)處于傳輸狀態(tài)數(shù)據(jù)在傳輸介質(zhì)中。數(shù)據(jù)的傳輸是遵照一定協(xié)議的。TCP/IP協(xié)議是Internet最基本的協(xié)議。數(shù)據(jù)是分塊傳輸?shù)摹?3磁介質(zhì)

高帶寬、低費(fèi)用、高延時(shí)（小時(shí)）例：7GB/8mm，1000盤/50*50*50cm，24h可送到任何地方?？?cè)萘?7*1000*8Gbits，總時(shí)間=24*60*60=86400s

傳送速率=56000Gb/86400s=648Mb/s金屬導(dǎo)體雙絞線、同軸電纜(粗、細(xì))光纖無線介質(zhì)無線電、短波、微波、衛(wèi)星、光波傳輸介質(zhì)34常用傳輸媒體的比較35應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層●IP●ICMP●ARP●RARPTCP/IP網(wǎng)際層的四個(gè)主要協(xié)議36TCP/IP與應(yīng)用層應(yīng)用層協(xié)議支持了文件傳輸、電子郵件、遠(yuǎn)程登錄、網(wǎng)絡(luò)管理、Web瀏覽等應(yīng)用。應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層文件傳輸

●FTP、TFTP、NFS電子郵件

●SMTP、POP3WWW應(yīng)用

●HTTP遠(yuǎn)程登錄

●Telnet、rlogin網(wǎng)絡(luò)管理

●SNMP名字管理

●DNS37應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)際層面向連接的

●TCP無連接的

●UDP傳輸層提供了兩種傳輸協(xié)議38兩個(gè)基本概念面向連接的服務(wù)：通信之前建立連接，通信過程中保持連接，通信結(jié)束拆除連接。無連接的服務(wù)：通信雙方不需要建立和維持連接IP數(shù)據(jù)包

IPHeaderTCP（UDP）

HeaderDataIPv4IP頭的結(jié)構(gòu)版本（4位）頭長度（4位）服務(wù)類型（8位）封包總長度（16位）封包標(biāo)識（16位）標(biāo)志（3位）片斷偏移地址（13位）存活時(shí)間（8位）協(xié)議（8位）校驗(yàn)和（16位）來源IP地址（32位）目的IP地址（32位）選項(xiàng)（可選）填充（可選）數(shù)據(jù)TCP協(xié)議的頭結(jié)構(gòu)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(jī)制和功能需要了解TCP頭中的內(nèi)容，下表顯示了TCP頭結(jié)構(gòu)。來源端口（2字節(jié)）目的端口（2字節(jié)）序號（4字節(jié)）確認(rèn)序號（4字節(jié)）頭長度（4位）保留（6位）URGACKPSHRSTSYNFIN窗口大小（2字節(jié)）校驗(yàn)和（16位）緊急指針（16位）選項(xiàng)（可選）數(shù)據(jù)TCP的三次握手（第一次握手）43第二節(jié)信息攻、防模型2024/5/31存儲和加工處理狀態(tài)信息的攻防模型

2024/5/31模型要求Usingthismodelrequiresusto:大門:selectappropriategatekeeperfunctionstoidentifyusers內(nèi)部控制與審查:implementsecuritycontrolstoensureonlyauthorisedusersaccessdesignatedinformationorresourcesTrustedcomputersystemsmaybeusefultohelpimplementthismodel傳輸狀態(tài)下信息攻防模型Allthetechniquesforprovidingsecurityhave:Asecurity-relatedtransformationontheinformationtobesentSomesecretinformationsharedbythetwoprincipalsand,itishoped,unknowntotheopponent模型要求Usingthismodelrequiresusto:designasuitablealgorithmforthesecuritytransformationgeneratethesecretinformation(keys)usedbythealgorithmdevelopmethodstodistributeandsharethesecretinformationspecifyaprotocolenablingtheprincipalstousethetransformationandsecretinformationforasecurityservice48第三節(jié)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(biāo)志是成功破壞了防護(hù)者信息安全目標(biāo)中的一個(gè)或多個(gè)，例如破壞數(shù)據(jù)的保密性、完整性等。對處于加工處理狀態(tài)和存儲狀態(tài)的信息的攻擊，攻擊者往往利用操作系統(tǒng)在進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件管理、設(shè)備管理等方面的漏洞或應(yīng)用程序的漏洞來實(shí)現(xiàn)相關(guān)攻擊。而對傳輸中的信息攻擊往往是利用通信協(xié)議的脆弱性來實(shí)現(xiàn)。PassiveAttack--releaseofcontentsPassiveAttack—trafficanalysisActiveAttack—MasqueradeActiveAttack—ReplayActiveAttack—ModificationofmessagesActiveAttack—Denialofservice對安全的攻擊Interruption:ThisisanattackonavailabilityInterception:ThisisanattackonconfidentialityModification:ThisisanattackonintegrityFabrication:Thisisanattackonauthenticity防護(hù)——安全服務(wù)RFC2828