IPv6協(xié)議面臨的網絡安全隱患分析

IPv4協(xié)議是在1975年推出，由于其內在的開放性和不斷更新而受到開發(fā)人員和用戶的歡迎，成為了互聯(lián)網的通用協(xié)議。隨著互聯(lián)網的迅速發(fā)展，IPv4定義的有限地址空間消耗速度正在逐年加快，雖然采取了許多節(jié)約地址的方法(如子網劃分技術、NAT地址轉換、保留IP地址等)，但按照互聯(lián)網現(xiàn)在的發(fā)展速度，IPv4地址將被分配完畢。

IPv4 協(xié)議本身也存在著諸多安全缺陷：第一，很容易被竊聽和欺騙。大多數因特網上的流量是沒有加密的。電子郵件口令、文件傳輸很容易被監(jiān)聽和劫持。第二，配置的復雜性。訪問控制的配置十分復雜，很容易被錯誤配置，從而給黑客以可乘之機。第三，缺乏安全策略。許多站點在防火墻配置上無意識地擴大了訪問權限，忽視了這些權限可能會被內部人員濫用。

IPv6 協(xié)議的特點與安全性

IPv6是由互聯(lián)網工程任務組(IETF)設計的用來替代現(xiàn)行的IPv4協(xié)議的一種新的IP協(xié)議，與IPv4相比，IPv6在網絡保密性、完整性方面有了更好的改進，在可控性、抗否認性方面有了新的保證，IPv6協(xié)議的主要特點為：

1、擴展的地址和路由選擇功能。IP地址長度由32位增加到128位，可支持數量大得多的可尋址節(jié)點、更多級的地址層次和較為簡單的地址自動配置。

2、真正地實現(xiàn)無狀態(tài)地址自動配置。大容量的地址空間能夠真正實現(xiàn)無狀態(tài)地址自動配置，使IPv6終端能夠快速連接到網絡上，無需人工配置，實現(xiàn)了真正的即插即用。

3、簡化的首部格式。IPv4首部的某些字段被取消或改為選項，以減少報文。分組處理過程中常用情況的處理費用，并使得IPv6首部額帶寬開銷盡可能低，盡管地址長度增加了。

4、支持擴展首部和選項。IPv6的選項放在單獨的首部中，位于報文分組中IPv6首部和傳送層首部之間。IPv6的另一改進，是其選項與IPv4不同，可具有任意長度，不限于40字節(jié)。

5、支持驗證和隱私權。IPv6定義了一種擴展，可支持權限驗證和數據完整性。這一擴展是IPv6的基本內容，要求所有的實現(xiàn)必須支持這一擴展。IPv6還定義了一種擴展，借助于加密支持保密性要求。

6、服務質量能力。IPv6增加了一種新的能力，如果某些報文分組屬于特定的工作流，發(fā)送者要求對其給予特殊處理。

IPv6通過IPSec協(xié)議來保證IP 層的安全。IPSec是IPv6的一個組成部分。雖然在實現(xiàn)IPv6時必須要實現(xiàn)IPSec協(xié)議，但應用時并不一定要使用它，IPv6協(xié)議把認證頭部(AH)和封裝安全凈荷頭部(ESP)作為兩個可選的擴展頭部。因此，本質上IPv6并不能比IPv4帶來更高的安全性。

盡管IPv6協(xié)議采取了諸如支持驗證和隱私權之類安全措施。但是IPv6也不可能徹底解決所有網絡安全問題，同時還會伴隨其產生新的安全問題，它的應用也給現(xiàn)行的網絡體系帶來了新的要求和挑戰(zhàn)。在建設IPv6網絡的時候，需要全面考慮網絡的安全問題。

IPv6網絡存在的安全隱患

IPv4向IPv6過渡技術的隱患

在IPv4到IPv6網絡演進過程中，主要應解決兩類問題：1. IPv6孤島互通技術：實現(xiàn)IPv6網絡與IPv6網絡的互通問題;2. IPv6與IPv4互通技術。實現(xiàn)兩個不同網絡之間互相訪問資源。對此，目前已經推出了16種過渡技術，其中最基本的過渡技術包括雙棧技術和隧道技術。

雙協(xié)議棧會帶來新的安全問題，對于同時支持IPv4和IPv6的主機，黑客可以同時用兩種協(xié)議進行協(xié)調攻擊，發(fā)現(xiàn)兩種協(xié)議中存在的安全弱點和漏洞，或者利用兩種協(xié)議版本中安全設備的協(xié)調不足來逃避檢測。而且雙協(xié)議棧中一種協(xié)議的漏洞會影響另一種協(xié)議的正常工作。由于隧道機制對任何來源的數據包只進行簡單的封裝和解封，而不對IPv4和IPv6地址的關系做嚴格的檢查，所以隧道機制的引入，會給網絡安全帶來更復雜的問題，也較多的出現(xiàn)安全隱患。

IPv6中組播技術缺陷的隱患

組播報文是通過UDP(用戶數據報協(xié)議)進行傳輸的，所以它缺乏TCP(傳輸控制協(xié)議)所提供的可靠傳輸的功能。組播的開放性使通信數據缺乏機密性和完整性的安全保護，而IPv6組播所需的MLD等組播維護協(xié)議不能滿足安全的需要。IP 組播使用UDP，任何主機都可以向某個組播地址發(fā)送UDP包，并且低層組播機構將傳送這些UDP包到所有組成員。由于在IPv6組播通信中，任何成員都可以利用MLD報文請求臨近的路由加入組播群組，組播加入成員的約束機制很匱乏，無法保證通信的機密性，因此，對機密數據的竊聽將非常容易。

無狀態(tài)地址自動配置的隱患

通過ND協(xié)議實現(xiàn)IPv6節(jié)點無狀態(tài)地址自動配置，實現(xiàn)了IPv6節(jié)點的即插即用，具有IPv6聯(lián)網的易用性和地址管理的方便性。同時也帶來了一些安全隱患：首先，對路由器發(fā)現(xiàn)機制，主要是通過路由器RA報文來實現(xiàn)。惡意主機可以假冒合法路由器發(fā)送偽造的RA報文，在RA報文中修改默認路由器為高優(yōu)先級，使IPv6節(jié)點在自己的默認路由器列表中選擇惡意主機為缺省網關，從而達到中間人攻擊的目的。其次，對重復地址檢測機制，IPv6節(jié)點在無狀態(tài)自動配置鏈路本地或全局單播地址的時候，需先設置地址為臨時狀態(tài)，然后發(fā)送NS報文進行DAD檢測，惡意主機這時可以針對NS請求報文發(fā)送假冒的NA響應報文，使IPv6節(jié)點的DAD檢測不成功，從而使IPv6節(jié)點停止地址的自動配置過程。最后，針對前綴重新編址機制，惡意主機通過發(fā)送假冒的RA通告，從而造成網絡訪問的中斷。

鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議的隱患

在自動地址配置中, 鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議(NDP)是基于IP的協(xié)議結構，用來完成鄰居可達性檢測、鏈路地址解析、路由及網絡前綴發(fā)現(xiàn)、流量重定向和DOA檢測等鏈路機制。報文身份的可鑒別性是NDP協(xié)議的主要安全需求，而哄騙報文攻擊是其所而臨的主要安全威脅。攻擊者只要仿造節(jié)點不可達信息和重復地址檢測，進行DoS攻擊，或者傳播虛假的路由響應和重定向報文，就能誘騙網絡流量。

IPv6中PKI管理系統(tǒng)的隱患

IPv6網絡管理中PKI管理是一個懸而未決的問題，必須要首先考慮PKI系統(tǒng)本身的安全性。在應用上存在一些需要解決的主要問題: 必須解決數字設備證書與密鑰管理問題;IPv6網絡的用戶數量龐大，設備規(guī)模巨大，證書注冊、更新、存儲、查詢等操作頻繁，于是要求PKI能夠滿足高訪問量的快速響應并提供及時的狀態(tài)查詢服務;IPv6中認證實體規(guī)模巨大，單純依靠管理員手工管理將不能適應現(xiàn)實需求，同時為了保障企業(yè)中其他服務器的安全，要制定嚴格而合理的訪問控制策略，來掌控各類用戶對PKI系統(tǒng)和其他服務器的訪問。