基于智能門鎖云端系統(tǒng)滲透測試的防火墻繞過風(fēng)險(xiǎn)探究

林永明 段 斌

（威凱檢測技術(shù)有限公司 廣州 510663）

前言

智能門鎖所采用的技術(shù)越來越先進(jìn)，用戶體驗(yàn)也越來越豐富，但人們在享受科技感的同時(shí)，也要注意技術(shù)的雙刃劍性，而使用不當(dāng)會埋下財(cái)產(chǎn)安全、信息安全隱患。支持遠(yuǎn)程數(shù)字認(rèn)證的網(wǎng)絡(luò)型智能門鎖解鎖技術(shù)基于手機(jī)軟件客戶端分發(fā)密碼和密鑰，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程云端認(rèn)證開鎖。

當(dāng)用戶使用手機(jī)軟件客戶端進(jìn)行遠(yuǎn)程云端認(rèn)證開鎖時(shí)，用戶端會更容易受到來自黑客的攻擊，例如中間人攻擊、認(rèn)證篡改攻擊等。因此，滲透測試在網(wǎng)絡(luò)型智能門鎖開發(fā)與使用周期中起著相當(dāng)重要的作用，將滲透測試納入門鎖生命周期的一部分有助于廠商構(gòu)建可避免黑客攻擊或者在用戶端與服務(wù)端出現(xiàn)數(shù)據(jù)泄漏的門鎖安防系統(tǒng)。

1 滲透測試的類型

1.1 內(nèi)部滲透測試

顧名思義，內(nèi)部滲透測試是通過局域網(wǎng)在資產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)施的滲透測試，針對的對象是在內(nèi)網(wǎng)中托管的Web應(yīng)用程序。這可以幫助開發(fā)人員與維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)防火墻內(nèi)系統(tǒng)可能存在的安全問題。因?yàn)椋藗儠霈F(xiàn)一種誤解，認(rèn)為信息安全問題與漏洞只會發(fā)生在系統(tǒng)的外部，因此開發(fā)人員與維護(hù)人員通常不重視系統(tǒng)內(nèi)部可能存在的安全問題[1]。

滲透測試就是為了通過沒有有效認(rèn)證憑據(jù)的情況進(jìn)行訪問，查看內(nèi)部系統(tǒng)是否存在安全問題。

1.2 外部滲透測試

外部滲透測試是指滲透測試人員沒有有關(guān)系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)安全性的先驗(yàn)信息。僅僅依靠目標(biāo)系統(tǒng)的IP地址即可模擬外部滲透攻擊。由于沒有其他先驗(yàn)信息，因此測試人員需要在其他網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中搜尋有關(guān)目標(biāo)系統(tǒng)所處的主機(jī)與子網(wǎng)服務(wù)器的信息，例如端口信息等敏感信息。然后對目標(biāo)系統(tǒng)所處主機(jī)進(jìn)行滲透攻擊和破壞。外部滲透測試的目標(biāo)包括測試目標(biāo)系統(tǒng)部署所需的服務(wù)器和防火墻，以及內(nèi)網(wǎng)環(huán)境所使用的DNS服務(wù)器。

1.3 區(qū)別

與內(nèi)部滲透測試不同，外部滲透測試主要是從系統(tǒng)所處局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)邊界外（通常為防火墻）發(fā)起攻擊，測試在因特網(wǎng)上托管的Web應(yīng)用程序的主機(jī)是否存在安全問題。在這個(gè)環(huán)節(jié)中外部滲透測試第一個(gè)要面對的“關(guān)卡”就是保護(hù)內(nèi)部系統(tǒng)的防火墻，如何從防火墻上獲取內(nèi)部的敏感信息是外部滲透測試做前期信息偵察需要面對的問題。

2 防火墻

2.1 防火墻的定義

防火墻就是在兩個(gè)信任程度不同的網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置的、用于加強(qiáng)訪問控制的軟硬件保護(hù)措施。防火墻能夠強(qiáng)化安全策略，同時(shí)能夠記錄因特網(wǎng)上對防火墻邊界后的主機(jī)的訪問記錄，在限制暴露用戶點(diǎn)的同時(shí)對頻繁訪問的對象加以限制，屬于安全策略檢查站的一種。

除去上面的優(yōu)點(diǎn)防火墻也具有一定的局限性。防火墻防外而不防內(nèi)；管理和配置復(fù)雜度較高，如果配置不當(dāng)容易導(dǎo)致安全漏洞；并且很難為用戶在防火墻內(nèi)外提供相同的安全策略；是一種粗粒度的訪問控制。

2.2 防火墻的關(guān)鍵技術(shù)

防火墻普遍采用的包過濾技術(shù)，包過濾技術(shù)檢查數(shù)據(jù)包的報(bào)頭信息，依照過濾規(guī)則進(jìn)行過濾，其檢查的典型報(bào)頭信息內(nèi)容如下：

1）IP 數(shù)據(jù)報(bào)的源 IP 地址、目的 IP 地址、協(xié)議類型，選項(xiàng)字段等。

2）TCP 數(shù)據(jù)包的源端口、目標(biāo)端口、標(biāo)志段等。

3）UDP 數(shù)據(jù)包的源端口、目標(biāo)端口。

4）ICMP 類型。

包過濾技術(shù)不需要內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶做任何配置，對用戶來說是完全透明的，過濾速度快，效率高。但不能進(jìn)行數(shù)據(jù)內(nèi)容級別的訪問控制，一些應(yīng)用協(xié)議也并不適合用數(shù)據(jù)報(bào)過濾，并且過濾規(guī)則的配置比較復(fù)雜，容易產(chǎn)生沖突和漏洞。

3 繞過防火墻實(shí)驗(yàn)

本文首先使用Wireshark軟件在智能門鎖手機(jī)軟件客戶端遠(yuǎn)程開鎖時(shí)抓取數(shù)據(jù)包，從數(shù)據(jù)包中獲取云端服務(wù)器IP，通過使用基于Kali平臺的Nmap（7.8）對其IP進(jìn)行主動(dòng)信息搜尋，獲取該網(wǎng)站服務(wù)器的端口信息以及服務(wù)器系統(tǒng)類型以及版本，實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D如圖1。

圖1 實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D

Nmap對服務(wù)器掃描過程會執(zhí)行五種不同的測試，每種測試由一個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)包組成，目標(biāo)系統(tǒng)對每個(gè)數(shù)據(jù)包作出的響應(yīng)有助于確定操作系統(tǒng)的類型。五種不同的測試是：

1）序列生成（Sequence Generation）序列生成測試由六個(gè)數(shù)據(jù)包組成，這六個(gè)包是每隔 100 ms分開發(fā)送的，且都是 TCP SYN 包。每個(gè) TCP SYN 包的結(jié)果將有助于 NMAP 確定操作系統(tǒng)的類型。

2）ICMP 回顯，兩個(gè)有著不同設(shè)置的 ICMP 請求包被送到目標(biāo)系統(tǒng)，由此產(chǎn)生的反應(yīng)將有助于實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證操作系統(tǒng)類型。

3）TCP 顯式擁塞通知（Explicit Congestion Notification），當(dāng)生成許多包通過路由器時(shí)會導(dǎo)致其負(fù)載變大，這稱之為擁塞。其結(jié)果就是系統(tǒng)會變慢以降低擁堵，以便路由器不會發(fā)生丟包。這個(gè)包僅為了得到目標(biāo)系統(tǒng)的響應(yīng)而發(fā)送。因?yàn)椴煌牟僮飨到y(tǒng)以不同的方式處理這個(gè)包，所以返回的特定值可以用來判斷操作系統(tǒng)。

4）TCP，在這個(gè)測試中會發(fā)送六個(gè)數(shù)據(jù)包。一些帶有特定的包設(shè)置的包被發(fā)送用來到打開的或關(guān)閉的端口。結(jié)果也將會因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)的不同而不同。所有 TCP 包都是以如下不同的標(biāo)志被發(fā)送：

①無標(biāo)志

②SYN、FIN、URG 和 PSH

③ACK

④SYN

⑤ACK

⑥FIN、PSH 和 URG

5）UDP，這個(gè)測試由一個(gè)被發(fā)送給一個(gè)關(guān)閉的端口的數(shù)據(jù)包組成。如果目標(biāo)系統(tǒng)上的這個(gè)端口是關(guān)閉的，而且返回一條 ICMP 端口不可達(dá)的信息，那么就說明沒有防火墻。

首先使用Nmap對云端服務(wù)器IP進(jìn)行常規(guī)掃描，見圖2。

圖2 常規(guī)掃描

通過返回信息可知，該掃描被防火墻阻礙，且大概率是因?yàn)镮CMP請求包被防火墻識別并攔截后續(xù)的包，因此將該次掃描改為不發(fā)送ICMP包，而是執(zhí)行 TCP SYN 掃描，得到圖3結(jié)果。

圖3 服務(wù)器系統(tǒng)版本與端口

可以看到顯示了該云端服務(wù)器IP為Windows系統(tǒng)以及20個(gè)開放端口，并且得到了這些端口的用途。本次掃描成功繞過了防火墻，獲得了系統(tǒng)的端口信息

4 安全風(fēng)險(xiǎn)改善方案

面對以上安全風(fēng)險(xiǎn)，我們可以利用一些技術(shù)或者管理的方法改善和避免這些安全風(fēng)險(xiǎn)，從而增加安全性。

將開放端口號設(shè)置為其他端口號，例如將ssh端口號（22）更改為其他端口，并將端口與端口號的信息記錄在管理文檔中。

使用狀態(tài)檢測技術(shù)的防火墻，狀態(tài)檢測技術(shù)是指從收到的數(shù)據(jù)包中提取狀態(tài)信息，并根據(jù)狀態(tài)表進(jìn)行判斷，如果該包屬于已建立的連接狀態(tài)，則跳過包過濾的規(guī)則檢測直接交由內(nèi)網(wǎng)主機(jī)，如果不是已建立的連接狀態(tài)則對其進(jìn)行包過濾，依照規(guī)則進(jìn)行操作。

使用代理服務(wù)技術(shù)的防火墻，代理服務(wù)技術(shù)是指代理端當(dāng)接收到來自客戶端的連接請求后，從數(shù)據(jù)包中源和目的IP地址，同時(shí)使用維護(hù)人員制定的過濾規(guī)則判斷是否允許接受該連接請求。如果該連接請求被接受，則進(jìn)行用戶身份識別。否則，則阻斷該連接請求。通過身份識別后，應(yīng)用代理應(yīng)該通過數(shù)據(jù)包中源和目的IP地址建立對應(yīng)協(xié)議的連接，并且通過過濾規(guī)則傳輸和過濾該連接之間的數(shù)據(jù)包。當(dāng)連接關(guān)閉后，應(yīng)用代理關(guān)閉另一方連接，并且在代理服務(wù)器日志內(nèi)記錄本次連接[2]。

5 結(jié)論

本文從內(nèi)部滲透測試與外部滲透測試的區(qū)別出發(fā)，對智能門鎖云端系統(tǒng)防火墻繞過進(jìn)行了探究，針對包過濾技術(shù)的防火墻進(jìn)行繞過處理，獲取了該防火墻保護(hù)的服務(wù)器的端口信息以及該服務(wù)器的系統(tǒng)版本，達(dá)到了繞過該防火墻的目的，并且提出了該安全風(fēng)險(xiǎn)的改善方案。