巨大的IPv6地址空間其實增加了IPv6攻擊

在2012年6月6日全球IPv6啟動日，很多公司都為其產品和服務啟用了IPv6協議，這也讓我們有機會驗證IPv6安全性的誤解。人們普遍認為，因為IPv6增加的地址空間，從攻擊者的角度來看，IPv6主機掃描攻擊將需要花很多時間和精力，使得攻擊幾乎不可能。然而，事實并不是這樣。

通過分析IPv6地址在互聯網上進行配置的方式，本文將提供關于IPv6攻擊可行性的真實情況分析。

IPv6不可戰勝的神話

IPv6比IPv4有更大的地址空間。標準IPv6子網（在理論上）可以容納大約1.844 * 1019主機，因此其主機密度要比IPv4子網低得多（即，子網中主機數與可用IP地址數量的比率較低）。

因為IPv6地址空間數量如此巨大，很多人認為IPv6將使潛在的攻擊者很難對IPv6網絡執行主機掃描攻擊。有些人估計對單個IPv6子網的主機掃描攻擊可能需要5千萬年！

在IPv4互聯網中的主機掃描攻擊

在深入分析IPv6主機掃描攻擊的細節之前，讓我們來看看在IPv4互聯網中，主機掃描攻擊是如何執行的。IPv4的地址空間數量有限，整個IPv4地址空間（在理論上）由232 個地址組成，IPv4子網通常有256個地址。因此，在典型的IPv4子網中，主機密度相對較高。IPv4主機掃描攻擊通常是按照以下方式執行的：

◆選定一個目標地址范圍

◆發送一個測試數據包到該范圍內的每一個地址

◆每個響應的地址都被認為是“可用的”

由于典型的IPv4子網的搜索空間比較小（通常是256個地址），并且這種子網的主機密度很高，對于大多數攻擊者而言，在目標網絡中按順序嘗試每個可能的地址已經足以發動攻擊。

在IPv6互聯網中的主機掃描攻擊

有兩個因素使IPv6的主機掃描攻擊比IPv4的攻擊更加困難：

◆典型的IPv6子網比IPv4子網更大（IPv6為264個地址，而IPv4為28 個地址） 。

◆IPv6子網的主機密度比IPv4子網主機密度低得多

由于這兩個因素，在目標IPv6子網中，按順序試探每一個地址是不可行的，無論是從數據包/帶寬的角度來看，還是從執行攻擊需要的時間來看。

擊破IPv6安全神話

然而，IPv6主機掃描攻擊并非如此繁瑣和費時。我們需要認識到，IPv6主機地址并不是隨機分布在這相應的256個子網地址空間中，這意味著攻擊者在試圖確定“可行”節點時，實際上并不需要掃過整個子網地址空間。了解IPv6地址生成或者配置的方式，就明白了這種地址分配是非隨機的。

IPv6地址選擇

下圖顯示了IPv6全球單播地址。

IPv6全球單播地址，顧名思義，是用于互聯網通訊的IPv6地址（而不是，比方說，僅用于本地子網內通訊的本地地址）。它類似于IPv4：全球路由前綴通常由上游供應商分配，本地網絡管理員將組織網絡分成多個邏輯子網，而接口ID（IID）用來確定該子網中的特定網絡接口。

在選擇接口ID（IPv6地址的低階64位）時有很多選擇，包括：

◆嵌入MAC地址

◆采用低字節地址

◆嵌入IPv4地址

◆使用“繁復”的地址

◆使用隱私或臨時地址

◆依賴于過渡技術或共存技術

不幸的是，這些選項都減小了潛在的搜索空間，使IPv6主機掃描攻擊變得更容易實現。以下部分解釋了具體的原因：

嵌入式MAC地址

大多數IPv6主機是根據非營利組織互聯網協會（Internet Society）開發的無狀態地址自動分配（SLAAC）來生成它們的地址。SLAAC獲取MAC地址，在中間插入一個16位數字，這讓（在以太網的情況中）接口ID（還是地址的低階64位）使用下面的語法：

在這種情況下，接口ID至少有16位是都知道的。接口ID的其余位（從底層以太網地址借來的位）也是按照特定的模式。

因此，在規劃IPv6主機掃描攻擊時，攻擊者可能已經知道了目標企業購買網絡設備的供應商的情況。攻擊者可以據此減少搜索空間到只有這些OUI（企業唯一標識符），也就是分配到該供應商的標識符。然后他們可以進一步縮小搜索空間，因為以太網地址的低階24位通常是根據制造的網絡接口卡按順序分配的。例如，如果企業從相同供應商購買了400個系統，這些系統可能有連續的以太網地址（并且連續的IPv6地址）。只要攻擊者（通過嘗試隨機地址）發現目標網絡中的一個節點，就可以根據嘗試連續地址，得到其他節點。

虛擬化技術是一個有趣的特殊情況，因為大多數虛擬化產品對虛擬機的網絡接口卡采用了特定的IEEE OUI，也就是說，當攻擊者瞄準虛擬機時，搜索空間將被縮小為虛擬技術采用的已知的OUI。

這些情況都說明了只需要知道或者發現一些地址，攻擊者就能夠縮小他的搜索范圍，使IPv6主機掃描攻擊成為可能。

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