安全|网络宫一鸣 (yimingsecurity.zz.ha.cn)
中国电信网络安全小组核心成员
2001 年 12 月

通过本文的httptunnel 技术同时逃过了防火墙的屏蔽以及系统的追踪试验，我们可以看到网络安全仅仅依靠某种或某几种手段是不可靠的，同时对安全系统的盲目性依赖往往会造成巨大的安全隐患。希望通过本文能引起管理员对网络安全防护系统的思考。
什么是http暗藏通道
什么是局域网安全，系统管理员怎样才能保障局域网的安全？这是一个不断变化的安全概念，很长的一个时期以来，在局域网与外界互联处放置一个防火墙，严格控制开放的端口，就能在很大程度上掌握安全的主动权，方便的控制网内外用户所能使用的服务。比如，在防火墙上仅仅开放80，53两个端口，那么无论是内部还是外面的恶意人士都将无法使用一些已经证明比较危险的服务。

但要注意一点，防火墙在某种意义上是很愚蠢的，管理员对防火墙的过分依赖以及从而产生的懈怠情绪将不可避免的形成安全上的重大隐患，作为一个证明，"通道"技术就是一个很好的例子，这也是本文要讨论的。

那么什么是通道呢？这里所谓的通道，是指一种绕过防火墙端口屏蔽的通讯方式。防火墙两端的数据包封装在防火墙所允许通过的数据包类型或是端口上，然后穿过防火墙与对端通讯，当封装的数据包到达目的地时，再将数据包还原，并将还原后的数据包交送到相应的服务上。举例如下：

A主机系统在防火墙之后，受防火墙保护，防火墙配置的访问控制原则是只允许80端口的数据进出，B主机系统在防火墙之外，是开放的。现在假设需要从A系统Telnet到B系统上去，怎么办？使用正常的telnet肯定是不可能了，但我们知道可用的只有80端口，那么这个时候使用Httptunnel通道，就是一个好的办法，思路如下：

在A机器上起一个tunnel的client端，让它侦听本机的一个不被使用的任意指定端口，如1234，同时将来自1234端口上的数据指引到远端（B机）的80端口上（注意，是80端口，防火墙允许通过），然后在B机上起一个server，同样挂接在80端口上，同时指引80端口的来自client的转发到本机的telnet服务端口23，这样就ok了。现在在A机上telnet本机端口1234，根据刚才的设置数据包会被转发到目标端口为80的B机，因为防火墙允许通过80端口的数据，因此数据包畅通的穿过防火墙，到达B机。此时B机在80端口侦听的进程收到来自A的数据包，会将数据包还原，再交还给telnet进程。当数据包需要由B到A返回时，将由80端口再回送，同样可以顺利的通过防火墙。

实际上tunnel概念已经产生很久了，而且很有可能读者使用过类似的技术，比如下面的网址http://www.http-tunnel.com。它是一个专业提供tunnel服务的公司，通过他们的在线tunnel server,局域网内的用户可以使用被防火墙所屏蔽的ICQ，E-MAIL，pcanywhere， AIM，MSN， Yahoo，Morpheus，Napster等等诸多软件。我们看到，这里有ICQ,Napster等软件，相信我们的读者很多都使用过走proxy的ICQ,OICQ等等，其实他们的原理是差不多的。

什么是Httptunnel
作为一个实际的例子，我们下面来介绍一个在"非公开领域"使用的的通道软件，httptunnel。在httptunnel主页（请参阅参考资料）上有这么一端话，
httptunnel creates a bidirectional virtual data connection tunnelled in HTTP requests. The HTTP requests can be sent via an HTTP proxy if so desired.
This can be useful for users behind restrictive firewalls. If WWW access is allowed through a HTTP proxy, it's possible to use httptunnel and, say, telnet or PPP to connect to a computer outside the firewall.

从这段说明中我们可以看出来它就是我们今天说要介绍的tunnel技术的一个证明，我们下面大致介绍一下它的使用。

httptunnel目前比较稳定的版本是3.0.5, 支持各种常见的unix系统，包括window平台。可以从相关站点（请参阅参考资料）下载，它的安装是比较简单的，照INSTALL文件做就可以了，这里不介绍。

整个软件安装完毕后，我们会得到两个关键文件，htc和hts,其中htc是客户端（c），而hts是server(s)端，我们来看看具体怎么使用的。

假设有A（域名client.yiming.com)机，B(域名server.yiming.com)机，两机均为solaris环境，A机在防火墙保护中，B机在防火墙以外，防火墙的管理员控制了访问规则，仅ALLOW 80和53端口的进出数据包。而我们的任务是要利用Httptunnel从A机telnet到B机上，穿过防火墙的限制。操作如下：

首先我们在A上启动client端，命令很简单：
client.yiming.com#htc -F 1234 server.yiming.com:80，

系统回到提示符下，此刻我们用netstat -an 可以看到系统内多出了1234端口的侦听 *.1234                 *.*                0      0     0      0 LISTEN



然后我们在B机上启动server端，命令如下：
server.yiming.com#hts -F localhost:23 80

系统回到提示符下，此刻我们用netstat看 *.80              *.*                0      0     0      0 LISTEN



80端口处于侦听状态，需要注意的是，如果系统本身跑的有web服务（80端口本身处于侦听），并不会影响Httptunnel的工作。

Ok,server以及client端都启动了，我们可以开始我们的"通道"试验了，在client.yiming.com上执行一下如下命令看看：
Client.yiming.com#telnet localhost 1234
Trying 0.0.0.0...
Connected to 0.
Escape character is '^]'.
SunOS 5.7
This is yiming's private box! Any question,contact me with yimingsecurity.zz.ha.cn
login:




看到B机的登录提示符了,输入账号密码看看是否工作正常？
Login:yiming
Password: (omit here;) )
sever.yiming.com# ls
bak         check       go          httpd       lost+found  mrtg        run         soft        wg




OK! 工作正常，和正常的telnet没有什么差别。

仔细观察整个过程，会发现在最开始的地方显示的是Trying 0.0.0.0...，Connected to 0.而不是Trying server.yiming.com…,Connect to server.yiming.com，这就很直观的可以看出来client端是转发1234数据包到本机80端口的。（然后再转发到远端）而不是直接连接远端的B机。

上面是比较直观的测试，为了进一步验证server和client之间不是通过23端口通讯，我们抓取数据包来看看。我们在server起个抓包工具tcpdump（请参阅参考资料）瞧瞧。
server.yiming.com#tcpdump host client.yiming.com
tcpdump: listening on hme0
14:42:54.213699 client.yiming.com.51767 > server.yiming.com.80: S 1237977857:1237977857(0) win 8760  (DF)
14:42:54.213767server.yiming.com.80 > client.yiming.com.51767: S 1607785698:1607785698(0) ack 1237977858 win 8760  (DF)
14:42:54.216186 client.yiming.com.51768 > server.yiming.com.80: . ack 1 win 8760 (DF)
14:42:54.218661 client.yiming.com.51768 > server.yiming.com.80: P 1:44(43) ack 1 win 8760 (DF)
14:42:54.218728 client.yiming.com.51768 > server.yiming.com.80: P 44:48(4) ack 1 win 8760 (DF)
幅所限，上面只是截取了结果中的一点点数据包，但已经可以说明问题了，我们看到server和client之间顺利的完成了三次握手，然后开始push数据，而且通讯确实走的是80端口。有点意思噢。

看是看出来了，但太不直白，到底在搞什么呀，我们再稍微改动一下tcpdump的运行方式，进一步在来看看telnet的数据是否被封装在80端口的数据包内传输？


server.yiming.com#tcpdump -X host client.yiming.com
14:43:05.246911 server.yiming.com.80 > client.yiming.com.51768: . 2997:4457(1460) ack 89 win 8760 (DF)
0x0000   4500 05dc 3b23 4000 ff06 e2c2 yyyy yyyy        E...;#......f.D
0x0010   xxxx xxxx 0050 de42 5fd5 ac4f 39ac 016f        .f.#.P.B_..O9..o
0x0020   5010 2238 98e4 0000 746f 7461 6c20 3636        P."8....total.66
0x0030   370d 0a64 7277 7872 2d78 722d 7820 2032        7..drwxr-xr-x..2
0x0040   3920 726f 6f74 2020 2020 2072 6f6f 7420        9.root.....root.




呵呵，这次清楚多了，上面应该是一次ls命令的输出结果，可以清楚的看到telnet的结果！果然telnet的数据是在80端口的数据包内！

Httptunnel带来的安全问题
写到这里，我们可以想象一下，如果管理员完全信赖防火墙，那么在一个有这样隐患的的局域网中，会发生什么样的后果？

我们可以看到，多年以来，对防火墙的依赖也一直列在SANS的Top 10安全问题中。

既然如此，就很自然的会产生一个问题是：这种httptunnel行为能被发现吗？

首先我们想到的是使用入侵检测系统，在目前的网络安全设计中，防火墙加入侵检测系统是一种比较流行的安全联动配置，既然httptunnel绕过了防火墙，那么IDS系统呢？我们来测测看看。

在下面的测试中，我们将使用IDS系统是Snort，版本1.8.2。（请参阅参考资料）这可是大名鼎鼎的开放源代码的IDS系统，在它的说明中，被描述为一个轻量级的，可跨平台工作的入侵检测系统，在2001年12月英国的独立测试实验室NSS的评测中（请参阅参考资料），击败了包括商用IDS系统的所有对手，这些商用软件可是包括ISS，CISCO SECURE IDS，CA ETRUST，CYBERSAFE CENTRAX，NFR。有兴趣的读者还可以看这篇名为Open source mounts IDS challenge 的报道（请参阅参考资料）。

好，对Snort的大致介绍完毕，我们来看看结果吧，Snort对整个试验过程抓获的数据包产成了告警，如下：
[**] WEB-MISC whisker splice attack [**]
12/02-14:42:54.389175 client.yiming.com:51767-> server.yiming.com:80
TCP TTL:251 TOS:0x0 ID:3327 IpLen:20 DgmLen:42 DF
***AP*** Seq: 0x49CA0BA7  Ack: 0x5FD4DCE3  Win: 0x2238  TcpLen: 20
=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+

[**] WEB-MISC whisker splice attack [**]
12/02-14:43:03.195006 client.yiming.com:51767 -> server.yiming.com:80
TCP TTL:251 TOS:0x0 ID:3439 IpLen:20 DgmLen:41 DF
***AP*** Seq: 0x49CA0C20  Ack: 0x5FD4DCE3  Win: 0x2238  TcpLen: 20
=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+

[**] WEB-MISC whisker splice attack [**]
12/02-14:43:04.630268 client.yiming.com:51768-> server.yiming.com:80
TCP TTL:251 TOS:0x0 ID:3496 IpLen:20 DgmLen:41 DF
***AP*** Seq: 0x49CA0C4E  Ack: 0x5FD4DCE3  Win: 0x2238  TcpLen: 20
=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+




我们看到snort对抓获的数据包产生了WEB-MISC whisker splice attack的告警，然而这种攻击并没有发生，同时snort对tunnel数据包没有察觉。这样snort就同时出现了IDS系统的两个问题，false positive，false negative。

这也很正常，因为这也是基于签名的IDS系统的通病，目前决大数IDS系统包括著名的商用软件ISS,NFR等都是基于签名的，也就是说系统维护着一套特定攻击数据包的数据模式签名。系统工作时，检查经过的数据包的内容，和自己数据库内数据模式签名对比，如果和某种攻击模式签名相同，那么就判断发生了某种攻击。

由此我们可以看出很明显的存在若干问题：如对签名的依赖不可避免的导致两个结果，false negative ,false positive。也就是说会产生漏报和误报，这一点很容易理解，当新出现一种攻击模式时，由于IDS系统内没有相应的数据签名，那么就不可能捕获相应的攻击数据包，false negative由此发生。同时，过于依赖签名模式也很容易误报，就象我们上面的例子。同时，对数据签名的依赖会在一定程度上降低系统性能-经过的数据包都需要和IDS系统的签名对照。（请参阅参考资料）

此外，基于签名的IDS系统本身有可能由于依据签名这一特性而被攻击，一个例子是stick ，这个程序的作者利用IDS系统进行签名匹配工作原理，发送大量带有攻击特征的数据包给IDS系统，使IDS系统本身处理能力超过极限，从而导致IDS系统无法响应。按照作者Coretez Giovanni的说法，运行2秒钟stick就能使著名的商用IDS系统ISS real secure崩溃。由上我们看到，对IDS系统的完全依赖同样是有风险的。（请参阅参考资料）

一些解决思路
看来依靠手头的IDS是无法察觉这种行为了，那么有其它办法吗？我们仔细分析一下事件过程中截获的httptunnel数据包再说吧。