Nghiên cứu kỹ thuật tấn công mạng LAN và giải pháp đảm bảo an toàn mạng LAN

MỤC LỤC MỤC LỤC...................................................................................................................i DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................iii DANH MỤC BẢNG..................................................................................................v LỜI CẢM ƠN ...........................................................................................................vi PHẦN MỞ ĐẦU........................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG CỤC BỘ ..................................................3 1.1. Giới thiệu mạng cục bộ....................................................................................3 1.1.1. Khái niệm về mạng cục bộ ........................................................................3 1.1.2. Lịch sử phát triển của mạng cục bộ ...........................................................3 1.1.3. Những thiết bị cấu thành và các mô hình thực thi.....................................4 1.2. Công nghệ Ethernet........................................................................................11 1.2.1. Khái niệm công nghệ Ethernet.................................................................11 1.2.2. Lịch sử phát triển của công nghệ Ethernet ..............................................12 1.2.3. Các đặc tính chung của Ethernet..............................................................12 1.3. Các kỹ thuật chuyển mạch trong mạng LAN ................................................15 1.3.1. Khái niệm về chuyển mạch......................................................................15 1.3.2. Lịch sử phát triển của hệ thống chuyển mạch .........................................15 1.3.3. Các chế độ chuyển mạch trong LAN.......................................................15 CHƯƠNG 2. TẤN CÔNG MẠNG CỤC BỘ VÀ GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG 17 2.1. Tổng quan về an ninh mạng...........................................................................17 2.1.1. Khái niệm về an ninh mạng .....................................................................17 2.1.2. Hacker và ảnh hưởng của việc hack ........................................................17 2.1.3. Các giai đoạn tấn công.............................................................................18 2.1.4. Các loại tấn công mạng............................................................................19 2.1.5. Các đối tượng có thể bị tấn công trong LAN và các hình thức tấn công phổ biến..............................................................................................................20 2.2. Một số kiểu tấn công mạng LAN và cách phòng chống................................21 2.2.1. Kiểu tấn công ARP spoofing ...................................................................21 2.2.2. Kiểu tấn công DNS spoofing...................................................................24 2.2.3. Kiểu tấn công DHCP spoofing ................................................................27 2.3. Một số giải pháp đảm bảo an toàn mạng LAN..............................................29 2.3.1. Tường lửa (Firewall)................................................................................29 2.3.2. Công nghệ phát hiện và ngăn chặn xâm nhập mạng IDSIPS.................31 2.3.3. Mạng VLAN ảo .......................................................................................31 2.3.4. Mạng riêng ảo (VPN)...............................................................................32 CHƯƠNG 3. THỬ NGHIỆM TẤN CÔNG MẠNG CỤC BỘ ...............................33 3.1. Giới thiệu hệ điều hành Backtrack 5 R3........................................................33 3.2. Xây dựng mô hình thử nghiệm ......................................................................36 3.3. Tiến hành tấn công.........................................................................................36 3.3.1. Tấn công AR spoofing.............................................................................36 3.3.2. Tấn công DHCP spoofing........................................................................42 3.3.3. Tấn công DNS spoofing ..........................................................................44 3.4. Đánh giá, kết luận ..........................................................................................46 3.4.1. Đánh giá ...................................................................................................46 3.4.2. Kết luận....................................................................................................47 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................48 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Modem và việc kết nối với các thiết bị khác .............................................4 Hình 1.2. Dồn kênh và phân tín hiệu .........................................................................5 Hình 1.3. Mô hình liên kết mạng sử dụng Repeater..................................................5 Hình 1.4. Đầu nối mạng qua Hub ..............................................................................6 Hình 1.5. Bộ chuyển mạch (Switch)..........................................................................6 Hình 1.6. Cầu (Bridge)...............................................................................................7 Hình 1.7. Router trong việc kết nối mạng..................................................................7 Hình 1.8. Kết nối mạng sử dụng Brouter...................................................................8 Hình 1.9. Lay 3 Switch...............................................................................................8 Hình 1.10. Cấu trúc mạng hình sao............................................................................9 Hình 1.11. Cấu trúc mạng hình tuyến. .....................................................................10 Hình 1.12. Cấu trúc mạng dạng vòng. .....................................................................11 Hình 1.13. Cấu trúc khung tin Ethernet. ..................................................................12 Hình 2.1. Các giai đoạn tấn công .............................................................................18 Hình 2.2. Vị trí của ARP..........................................................................................21 Hình 2.3. Cách thức hoạt động của ARP .................................................................22 Hình 2.4. Cách thức tấn công ARP spoofing...........................................................23 Hình 2.5. Hoạt động của DNS .................................................................................25 Hình 2.6. Tấn công giả mạo DNS bằng phương pháp giả mạo DNS ID.................26 Hình 2.7. Hoạt động của DHCP...............................................................................28 Hình 2.8. Firewall cứng............................................................................................30 Hình 2.9. Firewall mềm............................................................................................30 Hình 3.1. Giao diện chính Backtrack 5 R3 ..............................................................34 Hình 3.2. Các công cụ trong Backtrack 5 R3...........................................................34 Hình 3.3. Mô hình thử nghiệm tấn công phòng thủ.................................................36 Hình 3.4. Địa chỉ MAC bên máy nạn nhân..............................................................37 Hình 3.5. Địa chỉ MAC bên máy tấn công...............................................................37 Hình 3.6. Chọn Network interface ...........................................................................38 Hình 3.7. Giao diện sau khi chọn cổng interface .....................................................38 Hình 3.8. Danh sách các Hosts sau khi quét ............................................................39 Hình 3.9. Chọn kiểu tấn công ARP poisoning.........................................................39 Hình 3.10. Bắt đầu tấn công ARP poisonning .........................................................40 Hình 3.11. Kiểm tra địa chỉ MAC bên máy nạn nhân .............................................40 Hình 3.12. Telnet vào Server từ máy nạn nhân .......................................................41 Hình 3.13. Thông tin bắt được bên máy tấn công bằng tấn công arp spoofing.......41 Hình 3.14. Telnet đến Server bằng máy tấn công....................................................42 Hình 3.15. Chọn chức năng tấn công Dhcp spoofing ..............................................43 Hình 3.16. Điền thông tin Server .............................................................................43 Hình 3.17. Thông tin bắt được bên máy tấn công bằng tấn công Dhcp spoofing ...44 Hình 3.18. Sửa tập tin etter.dns................................................................................45 Hình 3.19. Khởi động dns_spoof.............................................................................45 Hình 3.20. Trang web thegioitinhoc.vn đã bị điều hướng .......................................46 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Các loại mạng Ethernet............................................................................14 Bảng 3.1. Thời gian phát hành các phiên bản Backtrack.........................................33 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của chuyên đề Công nghệ thông tin ngày càng đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực của đời sống nói chung và các mặt công tác của lực lượng Công an nói riêng. Với nhu cầu trao đổi thông tin, bắt buộc các cơ quan, tổ chức phải hoà mình vào mạng toàn cầu Internet. An toàn và bảo mật thông tin là một trong những vấn đề quan trọng hàng đầu, khi thực hiện kết nối mạng nội bộ của các cơ quan, doanh nghiệp, tổ chức với Internet. Ngày nay, các biện pháp an toàn thông tin cho máy tính cá nhân cũng như các mạng nội bộ đã được nghiên cứu và triển khai. Tuy nhiên, vẫn thường xuyên có các mạng bị tấn công, có các tổ chức bị đánh cắp thông tin,...gây nên những hậu quả vô cùng nghiêm trọng. Không chỉ các vụ tấn công tăng lên nhanh chóng mà các phương pháp tấn công cũng liên tục được hoàn thiện. Điều đó một phần do các nhân viên quản trịhệ thống ngày càng đề cao cảnh giác. Vì vậy việc kết nối mạng nội bộ của cơ quan tổ chức mình vào mạng Internet mà không có các biện pháp đảm bảo an ninh thì cũng được xem là tự sát. Trong công tác Công an, việc nghiên cứu các kỹ thuật tấn công, phòng thủ, giải pháp đảm bảo an toàn trong mạng nôi bộ có vai trò rất quan trọng. Qua kiểm tra các hệ thống trên mạng máy tính Bộ Công an, bộ phận an toàn thông tin đã phát hiện được nhiều thiết bị kết nối trên mạng có lỗ hổng an ninh cho phép hacker hoặc phần mềm gián điệp xâm nhập được. Sự tồn tại của những lỗ hổng an ninh này có thể gây ra những hậu quả như: làm mất hoặc lộ lọt thông tin, là điểm yếu để hacker hoặc phần mềm gián điệp tấn công các máy tính khác trên mạng.v.v... Ngoài ra, nhiều đơn vị hiện nay đang sử dụng các đường điện thoại để tổ chức kết nối mạng cho các máy tính ở xa, tạo ra những lỗ hổng an ninh lớn trên mạng máy tính Bộ Công an. Xuất phát từ những lý do trên em đã quyết định lựa chọn đi sâu phân tích và nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu kỹ thuật tấn công mạng LAN và xây dựng giải pháp đảm bảo an toàn mạng LAN”. 2. Mục tiêu của chuyên đề Tìm hiểu tổng quan về mạng LAN Nghiên cứu một số kỹ thuật tấn công mạng LAN và xây dựng cách phòng chống tấn công. Đề xuất một số giải pháp đảm bảo an toàn mạng LAN Xây dựng mô hình thử nghiệm và triển khai một số biện pháp tấn công và phòng chống. 3. Phạm vi nghiên cứu của chuyên đề Tổng quan về mạng LAN, một số kỹ thuật tấn công mạng LAN và cách phòng chống. 4. Đối tượng nghiên cứu Kỹ thuật tấn công mạng LAN, cách phòng chống và giải pháp đảm bảo an toàn. Để có thể phục vụ quá trình nghiên cứu cần áp dụng các phương pháp sau: + Nghiên cứu tài liệu. + Khai thác sử dụng phần mềm máy tính. + Phương pháp thực nghiệm. 5. Nội dung nghiên cứu của chuyên đề gồm Nghiên cứu tổng quan về mạng LAN Nghiên cứu một số kỹ thuật tấn công mạng LAN phổ biến. Nghiên cứu cách phòng chống và xây dựng giải pháp đảm bảo an toàn mạng LAN. Xây dựng thử nghiệm một số kỹ thuật tấn công và phòng chống. 6. Cấu trúc báo cáo gồm 3 chương: Chương 1. Tổng quan về mạng cục bộ. Chương 2. Một số kỹ thuật tấn công mạng LAN và cách phòng chống. Chương 3. Thử nghiệm tấn công mạng cục bộ. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG CỤC BỘ 1.1. Giới thiệu mạng cục bộ 1.1.1. Khái niệm về mạng cục bộ Định nghĩa mạng cục bộ: LAN (Local Area Network) hay còn gọi mạng máy tính cục bộ là một hệ thống mạng dùng để kết nối các máy tính trong một phạm vi nhỏ (nhà ở, phòng làm việc, trường học,…). Các máy tính trong mạng LAN có thể chia sẻ tài nguyên với nhau, mà điển hình là chia sẻ tập tin, máy in, máy quét và một số thiết bị khác. 1 Mục đích của mạng cục bộ: + Liên lạc với nhau + Chia sẻ thông tin + Chia sẻ tài nguyên 1.1.2. Lịch sử phát triển của mạng cục bộ Vào những năm 80, cùng với sự xuất hiện của PC, người sử dụng thấy rằng họ có thể thỏa mãn một phần lớn nhu cầu tính toán của họ mà không cần tới máy tính lớn. Việc tính toán và xử lý độc lập ngày càng phát triển và vai trò xử lý tập trung ngày càng giảm dần. Trong vòng 15 năm qua, LAN đã trở thành một công cụ có ý nghĩa chiến lược trong hoạt động của hầu như mọi tổ chức, nhất là các doanh nghiệp. Sau đó, LAN và các tiêu chuẩn cho phép nối các PC khác nhau để cùng hoạt động vì lợi ích chung đã xuất hiện. LAN thế hệ thứ nhất: LAN thế hệ thứ nhất nối các máy để bàn với nhau để chia sẻ tài nguyên. Tiếp theo đó, các LAN được nối với nhau để tạo thành liên mạng bằng cách sử dụng Hub, Bridge hoặc Router. Mạng doanh nghiệp với các chi nhánh ở xa nhau được hình thành thông qua việc sử dụng Router với các đường xa có tốc độ 64 Kbps, các đường truyền này có thể là Leased Line (đường thuê riêng) hoặc X.25. Các mạng LAN đều là loại sử dụng chung môi trường truyền, có nghĩa là một đường cáp duy nhất được dùng để truyền dữ liệu giữa các máy tính. LAN thế hệ thứ hai: Thế hệ này được đặc trưng bởi công nghệ chuyển mạch và đa dịch vụ (Multimedia) trước đây được hiểu là các phương tiện truyền dẫn khác nhau như cáp đồng xoắn, cáp đồng trục, cáp quang. Gần đây, multimedia mới được hiểu là đa dịch vụ: dữ liệu, thoại và hình ảnh. ất lên mạng thế hệ thứ hai khi mà các ứng dụng mới và sự phát triển của mạng yêu cầu điều đó. 1.1.3. Những thiết bị cấu thành và các mô hình thực thi 1.1.3.1. Những thiết bị cấu thành Modem (Bộ điều chế và giải điều chế) Modem (Modulation Demodulation) là thiết bị có chức năng chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự và ngược lại (Digital < > Analog) để kết nối các máy tính qua đường điện thoại. Hình 1.1. Modem và việc kết nối với các thiết bị khác Multiplexor (Bộ phân kênh) Multiplexor là thiết bị có chức năng tổ hợp một tín hiệu để chúng có thể được truyền với nhau và sau đó khi nhận lại được tách ra trở lại các tín hiệu gốc (chức năng phục hồi lại các tín hiệu gốc như thế gọi là phân kênh).