IPv6提高网络安全性同时面临新问题

  IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写,其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF(互联网工程任务组,Internet Engineering Task Force)设计的用于替代现行版本IP协议(IPv4)的下一代IP协议。目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族。IP是TCP/IP协议族中网络层的协议,是TCP/IP协议族的核心协议。

  由于我国IPv4地址资源严重不足,除了采用CIDR、VLSM和DHCP技术缓解地址紧张问题,更多的是采用私有IP地址结合网络地址转换(NAT/PAT)技术来解决这个问题。比如PSTN、ADSL、GPRS拨号上网、宽带用户以及很多校园网、企业网大都是采用私有IPv4地址,通过NAT技术接入互联网,这不仅大大降低了网络传输的速度,且安全性等方面也难以得到保障。从根本上看,互联网可信度问题、端到端连接特性遭受破坏、网络没有强制采用IPSec而带来的安全性问题,使IPv4网络面临各种威胁。

  IP安全协议(IPSec) IPSec是IPv4的一个可选扩展协议,而在IPv6则是一个必备组成部分。IPSec协议可以“无缝”地为IP提供安全特性,如提供访问控制、数据源的身份验证、数据完整性检查、机密性保证,以及抗重播(Replay)攻击等。新版路由协议OSPFv3 和 RIPng采用IPSec来对路由信息进行加密和认证,提高抗路由攻击的性能。

  端到端的安全保证 IPv6最大的优势在于保证端到端的安全,可以满足用户对端到端安全和移动性的要求。IPv6限制使用NAT,允许所有的网络节点使用其全球惟一的地址进行通信。每当建立一个IPv6的连接,都会在两端主机上对数据包进行 IPSec封装,中间路由器实现对有IPSec扩展头的IPv6数据包进行透明传输,通过对通信端的验证和对数据的加密保护,使得敏感数据可以在IPv6 网络上安全地传递,因此,无需针对特别的网络应用部署ALG(应用层网关),就可保证端到端的网络透明性,有利于提高网络服务速度。

  地址分配与源地址检查在IPv6的地址概念中,有了本地子网(Link-local)地址和本地网络(Site-local)地址的概念。从安全角度来说,这样的地址分配为网络管理员强化网络安全管理提供了方便。若某主机仅需要和一个子网内的其他主机建立联系,网络管理员可以只给该主机分配一个本地子网地址;若某服务器只为内部网用户提供访问服务,那么就可以只给这台服务器分配一个本地网络地址,而企业网外部的任何人都无法访问这些主机。

  域名系统DNS 基于IPv6的DNS系统作为公共密钥基础设施(PKI)系统的基础,有助于抵御网上的身份伪装与偷窃,而采用可以提供认证和完整性安全特性的DNS安全扩展 (DNS Security Extensions)协议,能进一步增强目前针对DNS新的攻击方式的防护,例如“网络钓鱼(Phishing)”攻击、“DNS中毒(DNS poisoning)”攻击等,这些攻击会控制DNS服务器,将合法网站的IP地址篡改为假冒、恶意网站的IP地址等。此外,专家认为,如果能争取在我国建立IPv6域名系统根服务器,则对于我国的信息安全很有必要和十分重要。

  
总体来说IPv6与IPV4相比具有以下几个优势:

  1、IPv6具有更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32,即有2^32-1(符号^表示升幂,下同)个地址;而IPv6中IP地址的长度为128,即有2^128-1个地址。

  2、IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类(Aggregation)的原则,这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网,大大减小了路由器中路由表的长度,提高了路由器转发数据包的速度。

  3、IPv6增加了增强的组播(Multicast)支持以及对流的支持(Flow Control),这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会,为服务质量(QoS,Quality of Service)控制提供了良好的网络平台。

  4、IPv6加入了对自动配置(Auto Configuration)的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展,使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷。

  5、IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,极大的增强了网络的安全性。

  
IPv6出现的安全新问题:

  IPv6是新的协议,在其发展过程中必定会产生一些新的安全问题,主要包括应对拒绝服务攻击(DoS)乏力、包过滤式防火墙无法根据访问控制列表ACL正常工作、入侵检测系统(IDS)遭遇拒绝服务攻击后失去作用、被黑客篡改报头等问题。

  此外,在IPv6中还有一些问题有待解决,主要包括:

  1、IP网中许多不安全问题主要是管理造成的。IPv6的管理与IPv4在思路上有可借鉴之处。但对于一些网管技术,如SNMP等,不管是移植还是重新另搞,其安全性都必须从本质上有所提高。由于目前针对IPv6的网管设备和网管软件几乎没有成熟产品出现,因此缺乏对IPv6网络进行监测和管理的手段,缺乏对大范围的网络故障定位和性能分析的手段。没有网管,何谈保障网络高效、安全运行?

  2、PKI管理在IPv6中是悬而未决的新问题。

  3、IPv6网络同样需要防火墙、VPN、IDS、漏洞扫描、网络过滤、防病毒网关等网络安全设备。事实上IPv6环境下的病毒已经出现。这方面的安全技术研发还尚需时日。

  4、IPv6协议仍需在实践中完善,例如IPv6组播功能仅仅规定了简单的认证功能,所以还难以实现严格的用户限制功能,而移动IPv6(Mobiel IPv6)也存在很多新的安全挑战。DHCP必须经过升级才可以支持IPv6地址,DHCPv6仍然处于研究、制订之中。

  由于IPv6与IPv4网络将会长期共存,网络必然会同时存在两者的安全问题,或由此产生新的安全漏洞。与IPv4相比,IPv6在网络保密性、完整性方面有了更好的改进,在可控性和抗否认性方面有了新的保证,但IPv6不仅不可能彻底解决所有安全问题,同时还会伴随其产生新的安全问题。目前多数网络攻击和威胁来自应用层而非IP层,因此,保护网络安全与信息安全,只靠一两项技术并不能实现,还需配合多种手段,构建一个整体的防御体系,这样才能使我们的网络应用更加安全。

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