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问：请根据以下文章形成400字摘要。 基于DHCP协议分析的网络安全问题研究 1.DHCP产生背景和应用 在整个Internet中，为了完成通信最基本的最重要的就是IP地址的规划，其中包括但不限于路由器地址、子网掩码、服务器地址。在局域网中规划IP往往是方便的，但是一旦网络的规模扩大，例如扩大至城域网、广域网，这个时候手动去配置一些客户机的IP就会显得十分复杂，所以出现了BOOTP协议(BOOTSTRAP PROTOCOL)远程启动协议，这是一种很早的协议，它使用TCP/IP协议的UDP67/68通讯端口。 但BOOTP协议设计于相对静态的环境，放在现在网络错综复杂的情况下就显得不是那么灵活，因此后来发展为动态主机配置协议DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）。 而DHCP最广泛的应用就是在局域网中，通过UDP协议的67/68服务器端口与客户端端口，将IP和客户机进行集中的管理和分配，使Client客户机能够动态的获得IP地址，从而大大减少IP地址分配所消耗的时间，并且不容易出错，能够起到方便管理的作用等。 2.DHCP协议的基本运行方式和作用 2.1.DHCP的基本运行方式 2.1.1.DHCP分配方式 1) 自动分配方式（Automatic Allocation），DHCP服务器为主机指定一个永久性的IP地址，一旦DHCP客户端第一次成功从DHCP服务器端租用到IP地址后，就可以永久性的使用该地址，一般情况下的Client都是使用自动分配的方式，以便于管理和IPv4地址的分配和集中。 2) 动态分配方式（Dynamic Allocation），DHCP服务器给主机指定一个具有时间限制的IP地址，时间到期或主机明确表示放弃该地址时，该地址可以被其他主机使用,只有动态情况下放弃拥有IP地址时，该地址可以被其他主机使用。 3) 手工分配方式（Manual Allocation），客户端的IP地址是由网络管理员指定的，DHCP服务器只是将指定的IP地址告诉客户端主机，这种方法便于DHCP的规划，但是对应起来的话会比较麻烦，一般只有在极具安全性等情况下会使用。 2.2.运行中依靠的报文 (1)DHCP DISCOVER 发现报文 发现报文，是一个广播报文，主要作用是DHCP客户端用来寻找DHCP服务器。 其中主要部分为：事务ID、DHCP客户端的MAC地址。 (2)DHCP OFFER 提供报文 提供报文，是一个单播报文，主要作用是DHCP服务器用来响应DHCP DISCOVER发现报文。 其中主要部分为：事务ID、配置信息（IP地址、子网掩码、地址租期、默认网关、DNS服务器）其中IP地址使用ARP以求确保选中的IP地址未被其他主机占用，以确保网络的正常运行IPv4地址不被占用。 (3)DHCP REQUEST 请求报文 请求报文，是一个广播报文，主要作用是DHCP客户端请求配置确认，或者续借租期。 其中主要部分为：事务ID、DHCP客户端的MAC地址、接受租约中的IP地址、提供此租约的DHCP服务器的IP地址。 (4)DHCP ACK 确认报文 确认报文，是一个单播报文，主要作用是DHCP服务器确认对Request报文的响应。 (5)DHCP NACK 否认报文 否认报文，是一个广播报文，主要作用是提供拒绝REQUEST报文，拒绝后重新开始DHCP过程。 (6)DHCP RELEASE 释放报文 释放报文，是一个单播报文，主要作用是释放地址时用来通知DHCP服务器(收回IP时通知服务器，回收该IP地址，以避免IPv4地址不够的情况)。 (7)DHCP DECLINE 谢绝报文 谢绝报文，当客户端收到DHCP服务器地址后，通过地址冲突检测发现服务器分配地址由于冲突或是其他原因不能使用时，则会向DHCP服务器发出Decline请求报文，告诉服务器当前分配的IP地址不可用，以期获得新的IP地址。 (8)DHCP INFORM 请求更多信息报文 请求更多信息报文，一般是向服务器请求更详细的DHCP配置信息，并且查找到后会发送ACK应答报文，但目前不太使用。 2.3.DHCP经历工作过程阶段后起到的作用及报文格式 1.使用华为ENSP模拟器抓包后，可以看出DHCP通过以上报文实现：发现阶段->提供阶段->选择阶段->确认阶段，从而能够分配IP地址等信息。 2.2DHCP报文格式 1.Op 报文的操作类型。分为请求报文和响应报文。1：请求报文，2：应答报文。即client送给server的封包，设为1，反之为2。 请求报文：DHCP Discover、DHCP Request、DHCP Release、DHCP Inform和DHCP Decline。 应答报文：DHCP Offer、DHCP ACK和DHCP NAK。 2.Htype DHCP客户端的MAC地址类型。MAC地址类型其实是指明网络类型。htype值为1时表示为最常见的以太网MAC地址类型。 3.Hlen DHCP客户端的MAC地址长度。以太网MAC地址长度为6个字节，即以太网时hlen值为6。 4.Hops DHCP报文经过的DHCP中继的数目，默认为0。DHCP请求报文每经过一个DHCP中继，该字段就会增加1。没有经过DHCP中继时值为0。(若数据包需经过router传送，每站加1，若在同一网内，为0。) 5.Xid 客户端通过DHCP Discover报文发起一次IP地址请求时选择的随机数，相当于请求标识。用来标识一次IP地址请求过程。在一次请求中所有报文的Xid都是一样的。 6.Secs DHCP客户端从获取到IP地址或者续约过程开始到现在所消耗的时间，以秒为单位。在没有获得IP地址前该字段始终为0。(DHCP客户端开始DHCP请求后所经过的时间。目前尚未使用，固定为0。) 7.Flags 标志位，只使用第0比特位，是广播应答标识位，用来标识DHCP服务器应答报文是采用单播还是广播发送，0表示采用单播发送方式，1表示采用广播发送方式。其余位尚未使用。(即从0-15bits，最左1bit为1时表示server将以广播方式传送封包给client。) 注意：在客户端正式分配了IP地址之前的第一次IP地址请求过程中，所有DHCP报文都是以广播方式发送的，包括客户端发送的DHCP Discover和DHCP Request报文，以及DHCP服务器发送的DHCP Offer、DHCP ACK和DHCP NAK报文。当然，如果是由DHCP中继器转的报文，则都是以单播方式发送的。另外，IP地址续约、IP地址释放的相关报文都是采用单播方式进行发送的。 8.Ciaddr DHCP客户端的IP地址。仅在DHCP服务器发送的ACK报文中显示，因为在得到DHCP服务器确认前，DHCP客户端是还没有分配到IP地址的。在其他报文中均显示，只有客户端是Bound、Renew、Rebinding状态，并且能响应ARP请求时，才能被填充。 9.Yiaddr DHCP服务器分配给客户端的IP地址。仅在DHCP服务器发送的Offer和ACK报文中显示，其他报文中显示为0。 10.Siaddr 下一个为DHCP客户端分配IP地址等信息的DHCP服务器IP地址。仅在DHCP Offer、DHCP ACK报文中显示，其他报文中显示为0。(用于bootstrap过程中的IP地址) 一般来说是服务器的ip地址.但是注意！根据openwrt源码给出的注释，当报文的源地址、siaddr、option­>server_id字段不一致（有经过跨子网转发）时，通常认为option­>srever_id字段为真正的服务器ip，siaddr有可能是多次路由跳转中的某一个路由的ip 11.Giaddr DHCP客户端发出请求报文后经过的第一个DHCP中继的IP地址。如果没有经过DHCP中继，则显示为0。(转发代理（网关）IP地址) 12.Chaddr DHCP客户端的MAC地址。在每个报文中都会显示对应DHCP客户端的MAC地址。 13.Sname 为DHCP客户端分配IP地址的DHCP服务器名称（DNS域名格式）。在Offer和ACK报文中显示发送报文的DHCP服务器名称，其他报文显示为0。 14.File DHCP服务器为DHCP客户端指定的启动配置文件名称及路径信息。仅在DHCP Offer报文中显示，其他报文中显示为空。 15.Options 可选项字段，长度可变，格式为"代码+长度+数据"。 3.DHCP协议易受攻击类型及影响 3.1.DHCP饿死攻击 因为DHCP需要DHCP DISCOVER广播报文来寻找DHCP服务器，所以攻击者可能会在这一环节中发送虚假的DHCP DISCOVER报文，从而让DHCP服务器过载，或是耗尽IP地址、产生错误等。 3.2.DHCP Server仿冒攻击 攻击者在这一环节中，假冒DHCP Server服务器，给Client分配错误的IP地址和网关等参数，导致客户端无法正常访问网络。 原理是因为DHCP客户机收到DHCP消息后无法分辨是来自仿冒的DHCP 还是合法的服务器，这一环节中最容易被影响的是DHCP的Discover信息。 3.3.DHCP中间人攻击 中间人攻击，主要是攻击者利用了ARP协议的机制，利用了虚假的IP地址与MAC地址之间的映射关系，从而篡改UDP封装中的某些信息，达到DHCP攻击的目的。 4.基于DHCP协议的网络安全防护方案 4.1.DHCP Snooping 4.1.1.DHCPSnooping介绍 DHCP Snooping是 DHCP 的一种安全特性，主要应用在 交换机 上，作用是屏蔽接入网络中的非法的 DHCP 服务器。即开启 DHCP Snooping 功能后，网络中的客户端只有从管理员指定的 DHCP 服务器获取 IP 地址。 由于 DHCP 报文缺少认证机制，如果网络中存在非法 DHCP 服务器，管理员将无法保证客户端从管理员指定的 DHCP服务器获取合法地址，客户机有可能从非法 DHCP 服务器获得错误的 IP 地址等配置信息，导致客户端无法正常使用网络。 启用 DHCP Snooping 功能后，必须将 交换机上的端口设置为信任(Trust)和非信任(Untrust)状态，交换机 只转发信任端口的 DHCP OFFER/ACK/NAK报文，丢弃非信任端口的 DHCP OFFER/ACK/NAK 报文，从而达到阻断非法 DHCP 服务器的目的。建议将连接 DHCP 服务器的端口设置为信任端口，其他端口设置为非信任端口。 此外 DHCP Snooping 还会监听经过本机的 DHCP 数据包，提取其中的关键信息并生成 DHCP Binding Table 记录表，一条记录包括 IP、MAC、租约时间、端口、VLAN、类型等信息，结合 DAI(Dynamic ARP Inspection)和 IPSG(IP Source Guard)可实现ARP防欺骗和IP流量控制功能。 4.2.DHCP Snooping如何防范饿死攻击 4.2.1.原理 攻击者持续的大量申请IP地址，在申请时，会进行DHCP Request报文的原MAC地址与CHADDR的一致性检查，如果不一致，那么丢弃该报文。 反之，如果DHCP Request报文的原MAC地址与CHADDR一致，则转发该报文。 4.2.2.命令（以下以华为为例） 开启DHCP Snooping Dhcp snooping enable 检查报文中Chaddr字段 Dhcp snooping check dhcp-chaddr enable 4.3.DHCP Snooping 如何防范DHCP Server仿冒攻击 4.3.1.原理 设置信任和非信任端口，从而达到以下效果： 交换机转发从Trusted端口接收到的DHCP响应报文 。 交换机会丢弃从Untrusted端口接收到的DHCP响应报文。 4.3.2.命令 开启DHCP Snooping Dhcp snooping enable 进入端口 Int xxx 链接DHCP服务器接口开启受信任功能 Dhcp snooping trusted 4.4.DHCP中间人防范--利用DHCP Snooping与IPSG技术 4.4.1.原理 通过DHCP Snooping绑定表，将端口号，VLAN-ID等信息与IP和MAC进行绑定，在接受不同IP地址发送报文时，根据DHCP Snooping绑定表的内容对报文进行合法性检查从而判断是否丢弃或转发。 4.4.2.命令 dhcp enable Dhcp snooping enable Int xxx Ip source check user-bind enable
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DHCP协议是一种用于动态分配IP地址的协议，它通过DHCP服务器和客户端之间的交互来实现IP地址的分配。本文首先介绍了DHCP协议产生背景和应用，以及其基本运行方式和作用。随后详细介绍了DHCP报文格式，并对易受攻击类型及影响进行了阐述。最后提出了基于DHCP协议的网络安全防护方案，包括使用DHCP Snooping来防范饿死攻击、仿冒攻击和中间人攻击。

在网络安全方面，作者提出了使用DHCP Snooping技术来保护网络免受各种可能的攻击。该技术可以屏蔽非法的DHCP服务器，并且通过设置信任和非信任端口来过滤从不可信端口接收到的报文。此外，在防范饿死攻击方面，作者建议开启Chaddr字段检查功能；而在防范仿冒攻击方面，则需要设置受信任功能以确保只有合法的服务器可以发送响应报文。

最后，在针对中间人攻击时，作者建议结合IPSG技术与 DHCP Snooping 绑定表进行合法性检查以判断是否丢弃或转发报文。

总之，本研究为基于 DHCP 协议进行网络安全研究提供了重要参考内容，并给出了相应解决方法。
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　查下百度　查下必应　2024-05-06 20:30:28


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