網(wǎng)絡(luò)安全虛擬仿真靶場(chǎng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)＊

畢曉東

(浙江經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310018)

0 引言

在數(shù)字化時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)空間安全議題已上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面，受到各國(guó)高度重視。網(wǎng)絡(luò)安全的問(wèn)題復(fù)雜而突出，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。

在網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)過(guò)程中需要提供實(shí)戰(zhàn)環(huán)境。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)安全仿真技術(shù)，快速、低成本的構(gòu)建仿真網(wǎng)絡(luò)安全靶場(chǎng)環(huán)境，支撐用戶在該環(huán)境中開(kāi)展真實(shí)的大范圍網(wǎng)絡(luò)攻防演練、應(yīng)急演練、培訓(xùn)教育，測(cè)試和評(píng)估網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的薄弱環(huán)節(jié)，幫助用戶預(yù)防未知威脅和攻擊，提升安全防護(hù)能力。美國(guó)2009年1月啟動(dòng)了“國(guó)家網(wǎng)絡(luò)靶場(chǎng)”項(xiàng)目，并于2011 年10 月完成了原型開(kāi)發(fā)。通過(guò)模擬真實(shí)的電子對(duì)抗和網(wǎng)絡(luò)攻擊，用來(lái)對(duì)未來(lái)可能發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)行推演。目前高校網(wǎng)絡(luò)安全專業(yè)在網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)方面，網(wǎng)絡(luò)靶場(chǎng)也有著重要應(yīng)用價(jià)值，可以為網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究、學(xué)習(xí)、攻防對(duì)抗演練等提供安全、仿真的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)攻防環(huán)境。近幾年，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全人才培養(yǎng)開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)靶場(chǎng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，在高校人才培養(yǎng)中發(fā)揮著十分重要的作用。

1 Docker技術(shù)解析

Docker 是基于Go 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的開(kāi)源項(xiàng)目，其可以通過(guò)對(duì)應(yīng)用組件的封裝、開(kāi)發(fā)、部署、運(yùn)行等生命周期的管理，使用戶的機(jī)器運(yùn)行環(huán)境能夠做到“一次封裝，到處運(yùn)行”。Docker 可以輕松創(chuàng)建，運(yùn)行和分發(fā)應(yīng)用程序。應(yīng)用程序打包了運(yùn)行應(yīng)用程序所需的所有內(nèi)容。該技術(shù)保證容器可以在每個(gè)Docker運(yùn)行環(huán)境上運(yùn)行。

Docker技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

●再生性：使用Docker時(shí)，可以確保軟件產(chǎn)品（應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)分析，預(yù)測(cè)模型等）在所有docker 運(yùn)行時(shí)環(huán)境中運(yùn)行。因?yàn)槿萜靼\(yùn)行工程所需的一切，它不僅分發(fā)代碼，還分發(fā)環(huán)境。

●一致性：Docker提供了一個(gè)統(tǒng)一且一致的運(yùn)行環(huán)境，適用于各種軟件產(chǎn)品。它減少了系統(tǒng)管理的時(shí)間，更專注于核心工作。Docker 類似于整個(gè)軟件生態(tài)系統(tǒng)。

●可追溯性：Docker 容器是根據(jù)腳本構(gòu)建的，該腳本在必要的軟件依賴和環(huán)境下是可讀摘要的。這種腳本可以受版本控制。腳本完全可以通過(guò)這種方式跟蹤；Docker 容器可以存儲(chǔ)在組織內(nèi)的存儲(chǔ)庫(kù)中，從而以這種方式保留整個(gè)版本的歷史記錄。

● 可移植性：Docker 容器可以輕松地從一個(gè)Docker環(huán)境移植到另一個(gè)Docker環(huán)境。DockerSwarm（或Kubernetes）允許自動(dòng)擴(kuò)展應(yīng)用程序，從而減少系統(tǒng)管理和操作的成本。

●輕量化：在一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行的多個(gè)Docker容器可以共享這臺(tái)機(jī)器的操作系統(tǒng)內(nèi)核；能快讀的啟動(dòng)，而只需占用很少的計(jì)算和內(nèi)存資源。鏡像是通過(guò)文件系統(tǒng)層進(jìn)行構(gòu)造的，并共享一些公共文件，這樣就能盡量降低磁盤用量，并能更快地下載鏡像。

●安全：Docker賦予應(yīng)用隔離性，不僅彼此隔離，還獨(dú)立于底層的基礎(chǔ)設(shè)施。默認(rèn)提供最強(qiáng)的隔離，因此應(yīng)用出了問(wèn)題，隔離在單個(gè)容器內(nèi)，不會(huì)波影響到整臺(tái)機(jī)器。

2 基于Docker的網(wǎng)絡(luò)靶場(chǎng)設(shè)計(jì)與構(gòu)建

2.1 拓?fù)湓O(shè)計(jì)

本靶場(chǎng)設(shè)計(jì)以醫(yī)療行業(yè)為背景，基于真實(shí)醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景，模擬出內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)、外部網(wǎng)絡(luò)，拓?fù)鋱D如圖1 所示。其中攻擊機(jī)采用KaliLinux，而靶機(jī)采用CentOS，充分仿真真實(shí)的攻擊場(chǎng)景。

圖1 行業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全仿真靶場(chǎng)拓?fù)湓O(shè)計(jì)

①外網(wǎng)設(shè)計(jì)

博客服務(wù)器部署在外網(wǎng)，外網(wǎng)上的服務(wù)器可以直接訪問(wèn)博客服務(wù)器。在博客服務(wù)器上使用Joomla3.4部署了一個(gè)博客網(wǎng)站（這個(gè)版本的Joomla 包含一個(gè)嚴(yán)重的SQL 注入漏洞，這里是滲透的一個(gè)關(guān)鍵入口）?？梢岳眠@個(gè)漏洞獲得管理員的賬號(hào)密碼。

②內(nèi)網(wǎng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

醫(yī)院門戶網(wǎng)站服務(wù)器和醫(yī)院FTP服務(wù)器所在的網(wǎng)絡(luò)屬于內(nèi)網(wǎng)，處于防火墻之后，需要通過(guò)路由網(wǎng)關(guān)訪問(wèn)。

網(wǎng)站服務(wù)器上使用yxcms 部署了一個(gè)門戶網(wǎng)站，可以在登錄后臺(tái)后通過(guò)掛馬來(lái)連接服務(wù)器后門（服務(wù)器的系統(tǒng)為CentOS6.5，其內(nèi)核存在贓牛漏洞，可以用于提權(quán)，作為內(nèi)網(wǎng)滲透的跳板機(jī)）。

FTP 服務(wù)器采用VSFTP2.3.4，這個(gè)版本的VSFTP存在著名的笑臉漏洞，可以利用此漏洞獲取服務(wù)器權(quán)限。

③生產(chǎn)網(wǎng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

VPN服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器所在的網(wǎng)絡(luò)屬于生產(chǎn)網(wǎng)，需要通過(guò)VPN 才能訪問(wèn)。VPN 服務(wù)器采用openvpn部署，連接VPN 服務(wù)器后才能訪問(wèn)生產(chǎn)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)服務(wù)器。

數(shù)據(jù)服務(wù)器使用MySQL 部署，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)就是最終目標(biāo)。此服務(wù)器root 賬號(hào)使用了弱密碼，攻擊者可以通過(guò)暴力破解獲得root 權(quán)限，最后得到目標(biāo)數(shù)據(jù)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)靶場(chǎng)主要功能

●信息取證（磁盤恢復(fù)、內(nèi)存分析、PDF 審計(jì)、注冊(cè)表審計(jì)）

●滲透測(cè)試評(píng)估網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全

●Web服務(wù)器、ftp服務(wù)器滲透、提權(quán)

●攻擊WPA/WPA2 保護(hù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（獲取WiFi密碼、網(wǎng)絡(luò)嗅探）

●破解密碼（離線破解哈希密碼、在線破解網(wǎng)站登錄密碼）

●逆向工程（將android、Java、C++編寫(xiě)的程序反編譯成代碼）

靶場(chǎng)主要靶機(jī)漏洞包括JoomlaSQL 注入漏洞、Linux內(nèi)核贓牛漏洞、VSFTP笑臉漏洞。

①Joomla

是一套自由、開(kāi)放源代碼的內(nèi)容管理系統(tǒng)，以PHP撰寫(xiě)，用于發(fā)布內(nèi)容在萬(wàn)維網(wǎng)與內(nèi)部網(wǎng)，通常被用來(lái)搭建商業(yè)網(wǎng)站、個(gè)人博客、信息管理系統(tǒng)、Web 服務(wù)等，還可以進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)以擴(kuò)展使用范圍。其功能包含可提高性能的頁(yè)面緩存、RSS饋送、頁(yè)面的可打印版本、新聞?wù)?、博客、投票、網(wǎng)站搜索、與語(yǔ)言國(guó)際化。

②臟牛漏洞(CVE-2016-5195)

是公開(kāi)后影響范圍最廣和最深的漏洞之一，Linuxkernel＞=2.6.22（2007年發(fā)行，到2016年10月18日才修復(fù)）的Linux 版本，包括Android、桌面版和服務(wù)器版都受到其影響。惡意攻擊者通過(guò)該漏洞可以輕易地繞過(guò)常用的漏洞防御方法，對(duì)幾百萬(wàn)的用戶進(jìn)行攻擊。

③VSFTP

VSFTP是一個(gè)基于GPL發(fā)布的類Unix系統(tǒng)上使用的FTP 服務(wù)器軟件，VSFTP2.3.4 版本存在惡意后門，遠(yuǎn)程攻擊者可利用這個(gè)問(wèn)題控制受影響系統(tǒng)。使用ftp 客戶端連接含有漏洞的FTP 服務(wù)器，輸入用戶名時(shí)以笑臉?lè)?hào)：）結(jié)尾，含有漏洞的VSFTP 程序便會(huì)在服務(wù)器上開(kāi)啟后門，連接此后門就可以控制服務(wù)器。

3 靶場(chǎng)測(cè)試

3.1 攻擊流程

攻擊測(cè)試以黑客視角，從外網(wǎng)來(lái)滲透，整個(gè)過(guò)程設(shè)置多個(gè)節(jié)點(diǎn)，主要考察使用者多種網(wǎng)絡(luò)滲透能力，近乎實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)景，可以通過(guò)黑客視角，了解和掌握攻擊方法和手段。有助于網(wǎng)絡(luò)安全人才更好的提升網(wǎng)絡(luò)安全防御思維和能力。

①第一步：掃描醫(yī)院門戶網(wǎng)站獲取有效信息。

通過(guò)對(duì)門戶CMS 網(wǎng)站信息探查cms 服務(wù)器地址為192.168.1.2，接著，查看robots.txt 訪問(wèn)http://192.168.1.2/robots.txt，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有可以利用的信息,接下來(lái)進(jìn)行網(wǎng)站敏感文件掃描，獲得敏感信息。

②第二步：利用上一步得到敏感信息進(jìn)行社工，找到博客網(wǎng)站。

在敏感文件中發(fā)現(xiàn)一個(gè)特殊的200][application/zip][2.87mb]、使用瀏覽器訪問(wèn)下載后解壓，發(fā)現(xiàn)是網(wǎng)站的源代碼備份，查找網(wǎng)站內(nèi)可以利用的信息（發(fā)現(xiàn)管理員的個(gè)人博客地址192.168.1.222）

③第三步：利用博客網(wǎng)站漏洞獲取管理員賬號(hào)密碼。

訪問(wèn)博客。發(fā)現(xiàn)博客是基于joomla 搭建，首先嘗試訪問(wèn)joomla 的默認(rèn)后臺(tái)地址http://192.168.1.222/administrator/，可以訪問(wèn)，但是沒(méi)有賬戶密碼，使用默認(rèn)賬戶密碼嘗試猜解，沒(méi)有成功，進(jìn)一步訪問(wèn)http://192.168.1.222/README.txt獲取更多信息（發(fā)現(xiàn)joomla的版本為3.4，根據(jù)這個(gè)信息來(lái)搜索漏洞完成入侵）。接下來(lái)使用kali，打開(kāi)Mestasploit 執(zhí)行攻擊命令，借助XBruteForcer 工具，并設(shè)置字典進(jìn)行暴力破解，獲得賬號(hào)、密碼存放在同文件夾下的Result.txt中。

④第四步：嘗試用上一步得到的賬號(hào)密碼登錄門戶網(wǎng)站。

猜測(cè)cms網(wǎng)站管理員賬戶密碼與博客網(wǎng)站賬戶密碼相同，嘗試使用上文得到的后臺(tái)路徑和賬戶密碼登入后臺(tái)，成功登錄后，在kali 上用weevely 工具完成此操作，使用命令安裝，安裝成功后，創(chuàng)建木馬文件（具體命令weevelygeneratehellohook.php）

⑤第五步：進(jìn)入門戶網(wǎng)站后臺(tái)，植入木馬后門。把木馬文件上傳到cms 網(wǎng)站，經(jīng)測(cè)試沒(méi)有找到可以直接上傳php 的地方，因此采用新建的方式代替。具體操作：登錄cms網(wǎng)站的管理員后臺(tái)，然后在cms網(wǎng)站管理界面依次點(diǎn)擊管理首頁(yè)-＞前臺(tái)模板-＞管理模板文件-＞新建取名為hook.php，最后把生成的php 文件的內(nèi)容粘貼上去，如圖2所示。

圖2 通過(guò)后臺(tái)管理功能添加后門程序文件

⑥ 第六步：連接植入的木馬后門，并利用贓牛漏洞提權(quán)。

后門創(chuàng)建成功，就可以直接訪問(wèn)。為了維持控制權(quán)限，就要進(jìn)行提權(quán)操作，使用命令uname-a查看操作系統(tǒng)的內(nèi)核版本信息，發(fā)現(xiàn)內(nèi)核版本為2.6.32-431.el6.x86_64（此版本含有贓牛漏洞），接下來(lái)使用贓牛漏洞實(shí)現(xiàn)提權(quán)。在終端執(zhí)行nc -vv -l -p12388 命令來(lái)監(jiān)聽(tīng)反彈shell。

⑦第七步：滲透內(nèi)網(wǎng)，掃描到FTP服務(wù)器，并利用笑臉漏洞獲取權(quán)限。

在第六步獲取的cms 服務(wù)器的rootshell 中，安裝nmap（yuminstall -y nmap），并對(duì)內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行掃描（nmap-p21,22,80192.168.1.0/24），掃描后，發(fā)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)ftp 服務(wù)器，進(jìn)一步對(duì)ftp 服務(wù)器掃描，發(fā)現(xiàn)版本為vsftp2.3.4（此版本的vsftp 含有笑臉漏洞），利用漏洞進(jìn)行攻擊。

⑧第八步：在FTP 服務(wù)器上找到包含VPN 賬號(hào)密碼信息的文件，連接VPN。

⑨第九步：通過(guò)VPN 連入生產(chǎn)環(huán)境后掃描到數(shù)據(jù)服務(wù)器，暴力破解root賬戶。

⑩ 第十步：使用root 權(quán)限修改mysql 數(shù)據(jù)庫(kù)密碼，連接數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得數(shù)據(jù)庫(kù)敏感信息。

最終完成全部滲透流程。通過(guò)以上步驟可以掌握主流的漏洞利用技術(shù)，提升網(wǎng)絡(luò)滲透能力，使學(xué)生以攻擊者視角去理解攻擊全流程，從而提升培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)和網(wǎng)絡(luò)加固技術(shù)，做到“知攻能防”。進(jìn)而全方位提升學(xué)生整體網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)維和防護(hù)能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

基Docker 的網(wǎng)絡(luò)安全虛擬仿真靶場(chǎng)可以模擬真實(shí)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景，提供真實(shí)仿真的企業(yè)實(shí)戰(zhàn)環(huán)境，方便快速部署各種常見(jiàn)的服務(wù)和漏洞，這種模式具有輕量化、易部署、易管理的特點(diǎn)。該靶場(chǎng)在網(wǎng)絡(luò)安全專業(yè)的項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)室有著廣泛的應(yīng)用前景。目前該平臺(tái)還缺少整個(gè)過(guò)程的記錄，不能把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋給學(xué)生，接下來(lái)還要在此平臺(tái)上融入實(shí)訓(xùn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，使該平臺(tái)成為具備網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)訓(xùn)和測(cè)評(píng)、學(xué)生畫(huà)像數(shù)據(jù)分析、反饋功能的綜合仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。