巨大的IPv6地址空间其实增加了IPv6攻击

在2012年6月6日全球IPv6启动日，很多公司都为其产品和服务启用了IPv6协议，这也让我们有机会验证IPv6安全性的误解。人们普遍认为，因为IPv6增加的地址空间，从攻击者的角度来看，IPv6主机扫描攻击将需要花很多时间和精力，使得攻击几乎不可能。然而，事实并不是这样。

通过分析IPv6地址在互联网上进行配置的方式，本文将提供关于IPv6攻击可行性的真实情况分析。

IPv6不可战胜的神话

IPv6比IPv4有更大的地址空间。标准IPv6子网（在理论上）可以容纳大约1.844 * 1019主机，因此其主机密度要比IPv4子网低得多（即，子网中主机数与可用IP地址数量的比率较低）。

因为IPv6地址空间数量如此巨大，很多人认为IPv6将使潜在的攻击者很难对IPv6网络执行主机扫描攻击。有些人估计对单个IPv6子网的主机扫描攻击可能需要5千万年！

在IPv4互联网中的主机扫描攻击

在深入分析IPv6主机扫描攻击的细节之前，让我们来看看在IPv4互联网中，主机扫描攻击是如何执行的。IPv4的地址空间数量有限，整个IPv4地址空间（在理论上）由232 个地址组成，IPv4子网通常有256个地址。因此，在典型的IPv4子网中，主机密度相对较高。IPv4主机扫描攻击通常是按照以下方式执行的：

◆选定一个目标地址范围

◆发送一个测试数据包到该范围内的每一个地址

◆每个响应的地址都被认为是“可用的”

由于典型的IPv4子网的搜索空间比较小（通常是256个地址），并且这种子网的主机密度很高，对于大多数攻击者而言，在目标网络中按顺序尝试每个可能的地址已经足以发动攻击。

在IPv6互联网中的主机扫描攻击

有两个因素使IPv6的主机扫描攻击比IPv4的攻击更加困难：

◆典型的IPv6子网比IPv4子网更大（IPv6为264个地址，而IPv4为28 个地址） 。

◆IPv6子网的主机密度比IPv4子网主机密度低得多

由于这两个因素，在目标IPv6子网中，按顺序试探每一个地址是不可行的，无论是从数据包/带宽的角度来看，还是从执行攻击需要的时间来看。

击破IPv6安全神话

然而，IPv6主机扫描攻击并非如此繁琐和费时。我们需要认识到，IPv6主机地址并不是随机分布在这相应的256个子网地址空间中，这意味着攻击者在试图确定“可行”节点时，实际上并不需要扫过整个子网地址空间。了解IPv6地址生成或者配置的方式，就明白了这种地址分配是非随机的。

IPv6地址选择

下图显示了IPv6全球单播地址。

IPv6全球单播地址，顾名思义，是用于互联网通讯的IPv6地址（而不是，比方说，仅用于本地子网内通讯的本地地址）。它类似于IPv4：全球路由前缀通常由上游供应商分配，本地网络管理员将组织网络分成多个逻辑子网，而接口ID（IID）用来确定该子网中的特定网络接口。

在选择接口ID（IPv6地址的低阶64位）时有很多选择，包括：

◆嵌入MAC地址

◆采用低字节地址

◆嵌入IPv4地址

◆使用“繁复”的地址

◆使用隐私或临时地址

◆依赖于过渡技术或共存技术

不幸的是，这些选项都减小了潜在的搜索空间，使IPv6主机扫描攻击变得更容易实现。以下部分解释了具体的原因：

嵌入式MAC地址

大多数IPv6主机是根据非营利组织互联网协会（Internet Society）开发的无状态地址自动分配（SLAAC）来生成它们的地址。SLAAC获取MAC地址，在中间插入一个16位数字，这让（在以太网的情况中）接口ID（还是地址的低阶64位）使用下面的语法：

在这种情况下，接口ID至少有16位是都知道的。接口ID的其余位（从底层以太网地址借来的位）也是按照特定的模式。

因此，在规划IPv6主机扫描攻击时，攻击者可能已经知道了目标企业购买网络设备的供应商的情况。攻击者可以据此减少搜索空间到只有这些OUI（企业唯一标识符），也就是分配到该供应商的标识符。然后他们可以进一步缩小搜索空间，因为以太网地址的低阶24位通常是根据制造的网络接口卡按顺序分配的。例如，如果企业从相同供应商购买了400个系统，这些系统可能有连续的以太网地址（并且连续的IPv6地址）。只要攻击者（通过尝试随机地址）发现目标网络中的一个节点，就可以根据尝试连续地址，得到其他节点。

虚拟化技术是一个有趣的特殊情况，因为大多数虚拟化产品对虚拟机的网络接口卡采用了特定的IEEE OUI，也就是说，当攻击者瞄准虚拟机时，搜索空间将被缩小为虚拟技术采用的已知的OUI。

这些情况都说明了只需要知道或者发现一些地址，攻击者就能够缩小他的搜索范围，使IPv6主机扫描攻击成为可能。

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