網(wǎng)絡安全中監(jiān)聽技術的實現(xiàn)與防范

王晶

摘 要：在網(wǎng)絡無所不在大數(shù)據(jù)時代，信息安全成為重要的事件，網(wǎng)絡監(jiān)聽像是一把雙刃劍，既能防止信息泄露，也能盜取網(wǎng)絡信息，本文闡述了網(wǎng)絡監(jiān)聽的基本原理，討論了監(jiān)聽的實現(xiàn)與檢測技術，分析了對監(jiān)聽的防范方法，對提升網(wǎng)絡安全、保證信息隱私等方面都具有參考作用。

關鍵詞：網(wǎng)絡安全；監(jiān)聽；實現(xiàn)；防范

中圖分類號：TP3-05 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

在網(wǎng)絡的大數(shù)據(jù)時代，海量的信息鋪天蓋地，如何保證這些信息的安全，成為我們必須重視的問題。我們經(jīng)常聽說某銀行儲戶信息泄漏，某連鎖企業(yè)用戶住宿信息泄漏等等，還有身邊同事朋友的QQ號、微信號被盜，甚至某人被騙取錢財?shù)摹靶侣劇保覀兇蠖嗳酥皇侵肋@件事，而不知道事情背后的原因，這時候我們有必要了解下“監(jiān)聽”這個詞。

先用一個我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常出現(xiàn)的例子來說明監(jiān)聽的過程。企業(yè)召開領導干部會議，董事長布置各部門的任務，部門領導記錄自己負責的任務，但對別的部門任務忽略不記，如果這時候會場某個其他身份的人員也在聽，但他一字不漏地將董事長的話全部記錄下來，然后進行整理匯總，提取對自己有用的信息使用，那么，這個人在這里就扮演著“監(jiān)聽”的角色。這個故事延伸到網(wǎng)絡中，也是同樣的道理，網(wǎng)絡信息發(fā)布采用廣播的方式，在一定范圍的網(wǎng)絡中，所有的終端機器都能接收到，但只有信息指向的目標機器才會真正接收，其他終端機器一看不是自己的信息就直接忽略，這時候如果有一臺機器做了特殊處理，將網(wǎng)絡中所有傳播的信息全部接收下來，然后進行分析處理，這臺機器就在扮演著“監(jiān)聽”的角色。

2 監(jiān)聽技術的分析（Analysis of monitoring

technology）

2.1 監(jiān)聽技術的由來

網(wǎng)絡監(jiān)聽技術是負責網(wǎng)絡安全的管理員用來管理網(wǎng)絡的一種工具，它和其他安全工具一樣，主要負責管理網(wǎng)絡即時狀態(tài)、數(shù)據(jù)傳播與流動、信息異常等非正常網(wǎng)絡變化情況。局域網(wǎng)中各臺主機之間傳送信息主要通過廣播的方式，在某個網(wǎng)域范圍中，監(jiān)聽技術一方面可以幫助網(wǎng)絡安全管理人員監(jiān)測其維護范圍內(nèi)網(wǎng)絡的狀態(tài)、數(shù)據(jù)流動情況以及網(wǎng)絡上傳輸?shù)男畔?，但另一方面，監(jiān)聽技術也可以幫助黑客以不正當手段竊取網(wǎng)絡上的所有信息，這樣，監(jiān)聽技術還擔負著對黑客入侵活動和其他網(wǎng)絡犯罪進行偵查、取證[1]。

2.2 監(jiān)聽技術的原理

網(wǎng)絡協(xié)議采用的工作方式是把要發(fā)送的信息數(shù)據(jù)包發(fā)往連接在一起的所有主機，在數(shù)據(jù)包頭中指定要接收該數(shù)據(jù)包的主機的地址，按協(xié)議規(guī)定，只有數(shù)據(jù)包頭中的地址與主機地址完全對應上后該主機才能接收數(shù)據(jù)包，但當某臺主機工作的監(jiān)聽狀態(tài)下，就跳過檢測地址這一環(huán)節(jié)，這臺主機就可以接收所有數(shù)據(jù)包了，并全部傳遞到上一個協(xié)議層，當數(shù)據(jù)包的信息以明文的形式傳播的時候，所有的信息都將毫不設防地展現(xiàn)在接收者面前，遺憾的是，部分局域網(wǎng)上的數(shù)據(jù)信息大多都是以明文的方式傳播的。當某連鎖企業(yè)將數(shù)據(jù)信息發(fā)往另一臺主機的時候，如果正好有一個黑客或網(wǎng)絡不法分子承監(jiān)聽，那么就不難理解為什么會出現(xiàn)客戶食宿信息泄漏的問題了[2]。

2.3 監(jiān)聽的實現(xiàn)方法

實現(xiàn)網(wǎng)絡監(jiān)聽的最基本要求就是對網(wǎng)卡進行設置，使其工作在混雜模式下，普通模式下的網(wǎng)卡必須檢測數(shù)據(jù)包攜帶的地址，只有完全相同，本臺機器才能接收這個數(shù)據(jù)包，但工作在混雜模式下的網(wǎng)卡，直接跳過檢測這個環(huán)節(jié)，對所有經(jīng)過的數(shù)據(jù)包來者不拒，全部接收。所以，這要設置網(wǎng)卡的工作模式就可以實現(xiàn)網(wǎng)絡監(jiān)聽。下面介紹三種設置網(wǎng)絡工作模式的方法。

（1）使用原始套接字（row socket）方法：首先創(chuàng)建原始套接字，然后使用setsockopt（）函數(shù)進行IP頭操作選項的處理，再使用bind（）函數(shù)對主機網(wǎng)卡和原始套接字進行駁接綁定，最后，為了讓原始套接字能夠最大限度地接收經(jīng)過本網(wǎng)絡卡的數(shù)據(jù)包，再使用ioctlsocket（）函數(shù)處理，此時，該主機就可以進行網(wǎng)絡監(jiān)聽了。這種方法相對容易，但功能也相對較弱，只能對運行在較高層次上的數(shù)據(jù)包進行接收和處理。

（2）使用NDIS庫函數(shù)，NDIS庫函數(shù)有22種近300個函數(shù)，比如MiniportWanSend，表示如果驅(qū)動程序控制著WAN NIC，通過網(wǎng)絡接口卡發(fā)送一個包到網(wǎng)絡上。這種方法比較復雜，功能比較強大，但是相對來講風險較大，一不小心，可能導致系統(tǒng)崩潰和網(wǎng)絡癱瘓。

（3）使用中間層驅(qū)動程序，這種中間層程序可以是自行編寫的，也可以使用微軟提供的win2000 DDK。

（4）使用第三方捕獲組件或者庫，比如Wnpcap。

3 監(jiān)聽的檢測（Monitor detection）

網(wǎng)絡監(jiān)聽是一種被動的接收，很難發(fā)現(xiàn)，就像你將聲音發(fā)出后，不能確定誰在聽，誰沒有聽，也不能確定誰聽取了什么內(nèi)容，接收信息的機器都是被動接收同，沒有信息交換，沒有修改傳輸，所以識別監(jiān)聽相對比較困難，這里討論幾種常規(guī)的檢測方法[3]。

（1）發(fā)送大量無地址或錯地址的數(shù)據(jù)包，然后比較發(fā)送前后某臺機器的運行狀況，如果該機器綜合性能明顯降低，該臺機器很可能運行機制了監(jiān)聽程序，因為監(jiān)聽程序要接收并處理數(shù)據(jù)包的海量信息，這樣會占用機器的資源，所以綜合性能就會下降。

（2）用錯誤的IP地址ping，如果某臺機器對于錯誤的地址也有響應，則可以判定這臺機器運行了監(jiān)聽程序，這是因為正常的機器不接收錯誤的物理地址，處于監(jiān)聽狀態(tài)的機器能接收。

（3）使用第三方檢測工具，比如Antisniffer就是一個常用的安全監(jiān)視工具，用來監(jiān)測網(wǎng)絡內(nèi)的主機的網(wǎng)卡是否處于混雜模式，以此來判斷該機器是否在運行監(jiān)聽程序。

4 監(jiān)聽的防范（Monitoring prevention）

4.1 網(wǎng)絡分段

網(wǎng)絡分段是一種比較簡單的經(jīng)濟的防范方式。它的基本原理是將一個大的物理范圍網(wǎng)絡劃分為多個邏輯范圍子網(wǎng)絡。網(wǎng)絡分段目的是將非法用戶與敏感的網(wǎng)絡資源相互隔離，從而防止可能的非法監(jiān)聽。一個網(wǎng)段就是一個小的局域網(wǎng)，監(jiān)聽的機器只能在在屬于自己的小網(wǎng)段內(nèi)監(jiān)聽，不會聽到別的網(wǎng)段內(nèi)的信息，減少安全隱患。這就像會議的分組討論，一個“間諜”只有在一個小組內(nèi)部監(jiān)聽，不能監(jiān)聽到別的小組，而不同小組討論的信息內(nèi)容是不一樣的，這樣減少信息被盜取的范圍和程度。

4.2 “以交代共”

這里的“交”指的是交換式集線器，“共”指的是共享式集線器。交換式集線器也叫交換機，它通過對信息進行重新生成，并經(jīng)過內(nèi)部處理后轉(zhuǎn)發(fā)至指定端口，也就是說使用了交換機后可以直接將信息唯一性地發(fā)住目標機器，這樣監(jiān)聽機器就不能聽到傳播的信息，從而對監(jiān)聽進行有效的防范。就像點對點的電話通訊，發(fā)送者和接收者通過單線聯(lián)系，別人聽不到自己在說什么，從而保證信息的安全。

4.3 建立虛擬局域網(wǎng)

虛擬局域網(wǎng)（VLAN），是指網(wǎng)絡中的站點不拘泥于所處的物理位置，而可以根據(jù)需要靈活地加入不同的邏輯子網(wǎng)中的一種網(wǎng)絡技術。建立了虛擬局域網(wǎng)后，各虛擬網(wǎng)之間不能直接進行通訊，而必須通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)，為高級的安全控制提供了可能，增強了網(wǎng)絡的安全性?？梢苑乐勾蟛糠只诰W(wǎng)絡監(jiān)聽的入侵。這樣即使有某一臺機器在執(zhí)行監(jiān)聽功能，但其可能不確定在某個邏輯子網(wǎng)，從而監(jiān)聽不到特定的數(shù)據(jù)信息，并且高層次的安全控制手段再落實到位，可能不論在哪個邏輯子網(wǎng)都無法監(jiān)聽到信息[4]。

4.4 信息加密

信息加密技術日益成熟，人們的安全意識也日漸增加，所以信息加密在目前年看來是一種簡單可行的方法，我們只要在網(wǎng)絡上傳輸信息就一定要加密，經(jīng)過加密的數(shù)據(jù)即使被監(jiān)聽者捕獲到，但得到的信息都是亂碼，從而變成一堆無用的垃圾。如果監(jiān)聽者要對捕獲的加密信息進行解密，那又將大大加重監(jiān)聽者的成本，特別是現(xiàn)在先進的加密技術下，監(jiān)聽到的數(shù)據(jù)信息有用的可用的將越來越少。

5 結論（Conclusion）

本文概括了網(wǎng)絡監(jiān)聽的由來，描述了監(jiān)聽的實現(xiàn)方法，討論了監(jiān)聽的防范，通過分析，我們可以知道，網(wǎng)絡監(jiān)聽技術作為計算機信息安全管理的一種工具，總是扮演著正反兩方面的角色，就像電的發(fā)明一樣，在給人類帶來無限光明的同時，也存在著危險，關鍵在于如何使用。對于網(wǎng)絡安全管理者來說可以檢測和追蹤非法監(jiān)聽者，在與入侵者的斗爭中發(fā)揮重要的作用。而對于入侵者來說，通過網(wǎng)絡監(jiān)聽可以很容易地獲得有價值的關鍵信息，如銀行的賬號密碼等。隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，使用網(wǎng)絡的人會越來越多，非法監(jiān)聽的人也會越來越多，我們應該使用好“監(jiān)聽”這把雙刃劍，更好地維護計算機網(wǎng)絡的安全與高效。

參考文獻（References）

[1] 王宇，張寧.網(wǎng)絡監(jiān)聽器原理分析與實現(xiàn)[J].計算機應用研究，2003，38（7）：142-144.

[2] 張小斌，嚴望佳.網(wǎng)絡安全與黑客防范[M].北京：清華大學出版社，1999.

[3] 方欣，劉仰華.計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)集成[M].北京：中國水利水電出版社，2005.

[4] 賀龍濤，方濱興，云曉春.網(wǎng)絡監(jiān)聽與反監(jiān)聽[J].計算機工程與應用，2001，18：20-21.

作者簡介：

王 晶（1984-），女，本科，助講.研究領域：網(wǎng)絡安全.