基于IPv6网络安全研究

信息安全与技术・2011.06・9・技术探讨·Technology and Study基于IPv6网络安全研究蔡 玥（湖南工程职业技术学院计算机系 湖南长沙 410115）【摘要】随着网络人数的不断增加，IPv6取代IPv4只是时间的问题，我们首先介绍了IPv6优于IPv4的特点，它之所以成为下一代网络发展的必然趋势的原因。

其次介绍了在IPv6下，网络安全比现在存在哪些优势和技术，从而也带来了哪些新的安全隐患。

最后我们举例说明在IPv6下如何实现网络入侵的流程。

【关键字】IPv6；网络安全；网络攻击Network Security’s Study Based on IPv6Cai Yue(Computer Engineering Department of Hu'nan Engineering Polytechnic Changsha 410115)【Abstract 】With the increasing network numbers of people, IPv6 replace IPv4 is just the matter of time. Firstly we introduces the characteristics of IPv6 ,superior to IPv4, to be the next generation network development tendency. Secondly, network security based on IPv6 , network advantages and technology have brought new safety hazard. Finally, we illustrate how to realize intrusion process in IPv6 network. 【Keywords】IPv6; network security;network attack 1.引言随着现在网络的飞速发展，网络技术的不断进步，网络人数的成指数的增加，IPv4地址的数量将会不足。

这时就出现了IPv6协议。

它以其地址寻址空间庞大、安全机制增强等等优点，成为国内外下一代网络发展的趋势及其研究热点。

IPv6网络环境下，对协议本身进行了安全性改进，采用层次化地址结构，基本报文头长度固定等等，提升了网络的安全性，也为新的应用提供了便利，促进了更好的开展新的安全业务和应用。

但是IPv6也存在一些未解决的问题，IPv6安全协议造成削弱，给互联网安全带来隐患，海量的IPv6地址自动设置造成网络寻址的复杂性等问题。

2.IPv6的特点IPv6不同于IPv4,它能为许多其它的设备服务。

因此，从长远来看，IPv6有利于互联网的持续和长久发展。

与IPv4相比，IPv6有多种特点，请见表1。

3.IPv6环境下的网络安全优势IPv6强制实施了标准化的因特网安全协议IPSec。

因为采用了IPSec 保证，使得IPv6在网络安全方面有很多优势。

提升了业务和应用的安全性，保证了端到端的安全。

采用因特网安全协议IPSec 对报文进行封装，中间路由器对其封装的报文进行透明传递，保证了网络端到端的安全性。

1）避免了IPv4存在的一些攻击。

通过在中间设备上禁止分片、不允许重叠分片等机制，有效防范了如IP 碎片包的攻击；具有IPv6组播目的地址和链路层组播地址的数据包产生ICMPv6消息，避免了如广播风暴的产生；因为庞大的IPv6地址数量，实施扫描攻击非常困难。

2）可以构建安全的虚拟专用网络。

通过IPv6的IPSec 隧道实现的虚拟专用网络更加安全。

基于IPSec 网关路由器实际上是IPSec 隧道的终点和起点，为了满足转发性能要求，路由器需要设置专用加密板卡。

3）提高了内部网络的保密性。

当网络内部端口需要和网络上的主机进行交互时，我们可以配置IPSec 网关实现网络内部的安全。

这是因为被IPSec 封装的IPV6报文不能被中间路由器解析处理，只能被目的主机进行处理。

4.IPv6网络安全风险IPv6解决和缓解了IPv4网络环境下存在的一部分安全隐患，但IPv6本身也将带来一些新的安全隐患，原有的IPv4下的一些安全问题在IPv6环境中依然存在，而随着IPv6协议新技术的引查询攻击工具服务器端数据库，调用相应的攻击脚本工具，对目标系统发起对应的网络攻击，并将攻击检测结果传回客户端。

・10・2011.06・Technology and Study·技术探讨5.1服务器端实现Socket 通信的服务器端一般要经过Socket 的创建、绑定端口、监听等待、建立连接、发送和接收数据几个步骤：1）创建Socket，函数socket()为网络通信做基本的准备，建立套接字；2）端口绑定，建立完套接字后，需要将返回的套接字与本机上的端口相关联，以便在该端口监听服务请求；3）监听等待，当套接字与端口捆绑后就需要对其端口进行监听，函数listen()监听服务请求，将bind 的文件描述符变为监听套接；4）接受，监听模式启动后，如果有服务请求，就需要函数accept()进行接收设置；5）发送连接请求，connect()函数是客户端用来同服务端连接的；6）数据发送与接收，采用TCP/IP 方式是用send()和recv()，这两个函数返回实际发送或者接收的字节数目；采用UDP 方式进行传输使用sentto()和recvfrom()；7）结束，当所有的数据传输接收以后，可以调用close()函数来释放该socket 套接字，从而停止在该socket 上的任何操作。

IPv6 socket 通信服务器端的主要代码如下：struct sockaddr_in6 tServerAddress;//IPv6 socket地址结构struct sockaddr_in6 tClientAddress;if((nSocket =sock et(AF_INET6,SOCK_STREAM,0))==-1) //建立套接字{Return 0;}server_addr.sin6_family=AF_INET6;//IPv6协议族server_addr.sin6_port=htons(SERVER_PORT);//端口号server_addr.sin6_addr=in6addr_any;//任意IPv6地址if(bind(nSocket,(struct sockaddr*)&server_addr,sizeof (struct sockaddr_in6))==-1) //绑定端口{Return 0;}if(listen(nSocket,BACKLOG)==-1) //监听等待连接{Return 0;}i f ((c o n _f d =a c c e p t (n S o c k e t ,(s t r u c t s o c k a d d r *)&c l i e n t _a d d r ,& s i z e o f (s t r u c t sockaddr_in6)))==-1) //客户端连接{Return 0;}if(recv(con_fd,buf,MAXDATASIZE,0)==-1) //建立子进程用于接收执行客户端命令{}else {send(con_fd,taskend,sizeof(taskend),0);}close(con_fd); // 关闭连接5.2客户端的设计与实现客户端的实现和服务器端有些不同。

首先特点详细介绍地址空间充足源地址和目的地址长度都是16字节，即128比特，提供超过3.4×1038种地址空间。

报文头格式简单基本报文头是固定长度，提高了转发效率。

尽管IPv6地址长度是IPv4的4倍，但IPv6基本报文头的长度只是IPv4的两倍。

地址地址层次化采用层次化地址结构，有利于路由快速查找。

地址的自动配置为了简化主机配置，IPv6支持有状态地址配置和无状态地址配置。

内置安全性用法IPSec 作为标准扩展头，可提供端到端的安全特性。

为解决网络安全问题提供了标准。

支持QoS报文头的流标签字段实现流量的标识，允许设备对流中的报文进行识别及其特殊处理。

邻居发现机制增强化IPv6的邻居发现协议是通过一组IPv6的因特网控制报文协议消息实现的，它代替了地址解析协议、ICMPv4路由器发现和ICMPv4重定向消息，并提供了一系列其他功能。

扩展报文头更灵活取消了IPv4报文头中的选项字段，引入了多种扩展报文头，一方面提高处理效率，另一方面为IP 协议提供了良好的扩展能力。

表 1【下转第29页】信息安全与技术・2011.06・29・技术探讨·Technology and Study[root@localhost opt]# lsarm qt-creator-linux-x86-opensource-2.2.0.bin3.3 相关设置因为需要在是在虚拟机上编写并仿真程序，所以这里设置全部是针对PC 仿真的X86的设置。

对于开发板上运行的交叉编译环境设置类似。

打开Options 选项，设置编译环境。

选择Qt4- Qt Versions 选项，单击“+”添加编译环境，“-”去除编译环境。

添加编译环境后，选择Brower，选择/usr/local/Trolltech/Qt-4.5.3/bin 路径下的qmake，并选择open 后，Manual 下会列出刚刚添加的环境，单击Rebuild 按钮后，Debugging Help 旁出现√后，基本配置完成。

将刚才设置的环境配置为默认配置，并单击OK 按钮保存刚才的配置。

4.总结搭建好了Qt/E 的开发环境以后，就可以进行嵌入式GUI 设计和开发了。

图形用户界面的广泛流行是当今计算机技术的重大成就之一，方便了非专业用户的使用以及提高开发人员的速度。

对基于Qt/E 的嵌入式GUI 设计的交叉开发平台、系统界面更加为了实用、简化操作界面的难度、易操作性和可切换性特点。

窗口系统、图形引擎的实现技术以及Qt 的核心特性——信号与槽机制以及Qt/Embedded 应用程序的移植过程有待进一步研究。

参考文献[1] Xteam（中国）软件技术有限公司. Qt 程序设计.清华大学出版社.[2] 彭舰,陈良银.嵌入式系统设计.重庆：重庆大学出版社，2008.[3] 徐安,陈耀,张铮.嵌入式系统原理设计与应用.北京：科学出版社，2008.[4] 陈文志等.嵌入式系统开发原理与实践.北京：清华大学出版社，2005.[5] 丁丁，习勇，魏急波. 三种主流嵌入式图形用户界面的移植及性能比较 [J]. 电子产品世界，2004.5.[6] Qt 参考文档 /qt/index.html.项目基金：湖北省教育科研基金(hklse2010005)作者简介：雷鸿（1981- ），男，广西桂林人，华中农业大学楚天学院讲师；研究方向为计算机体系结构、嵌入式应用、计算机软件和理论。