崔陽華（延邊大學(xué)工學(xué)院,吉林　延邊　133002）

基于Openstack的網(wǎng)絡(luò)攻防實驗平臺設(shè)計與實現(xiàn)

崔陽華
（延邊大學(xué)工學(xué)院,吉林延邊133002）

網(wǎng)絡(luò)攻防環(huán)境難以構(gòu)建和管理是一個普遍性的難題，本文介紹了一個使用開源的Openstack技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)攻防實驗平臺的設(shè)計方案。在校園網(wǎng)中的運行測試結(jié)果顯示，這種基于云計算的網(wǎng)絡(luò)攻防平臺可以顯著降低管理和實驗成本，提高學(xué)習(xí)效率。

網(wǎng)絡(luò)攻防；云計算；Openstack

1　云平臺網(wǎng)絡(luò)攻防實驗平臺需求

近年來，隨著多起安全相關(guān)事件在互聯(lián)網(wǎng)上曝光，網(wǎng)絡(luò)安全成為當(dāng)前技術(shù)研究熱點，網(wǎng)絡(luò)安全課程和網(wǎng)絡(luò)安全競賽也得到了更多的重視。

我們在網(wǎng)絡(luò)安全課程的學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)安全競賽的訓(xùn)練過程中，做了大量網(wǎng)絡(luò)攻防方面的實驗，比較深切地感受到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)攻防實驗手段的不足。

考慮到網(wǎng)絡(luò)攻防相關(guān)實驗往往都帶有一定的破壞性，在真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境里進(jìn)行攻防實驗還會遇到法律授權(quán)方面的麻煩，一般都是通過安裝VMware、Virtualbox等模擬軟件構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境去進(jìn)行攻防實驗。

經(jīng)考慮，我們準(zhǔn)備借助云計算技術(shù)來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)攻防實驗平臺。云計算技術(shù)可以靈活地按需提供虛擬化、并行計算、網(wǎng)絡(luò)存儲和負(fù)載均衡等服務(wù)，因此如果能把網(wǎng)絡(luò)攻防所需的各種工具軟件、攻擊機和靶機鏡像、操作指南等文檔資料統(tǒng)一安放到云平臺中，則可以極大地改進(jìn)管理工作。例如，可以省去本地安裝配置工作，只要有網(wǎng)絡(luò)隨時能用注冊賬號登錄到云平臺上做有操作權(quán)限的網(wǎng)絡(luò)攻防實驗；所有的技術(shù)文檔、操作指南等統(tǒng)一存儲在云平臺，非常容易檢索；在攻防實驗平臺的存儲空間、CPU性能出現(xiàn)瓶頸時，也非常容易進(jìn)行擴(kuò)充升級。

2　基于Openstack云平臺的設(shè)計和實現(xiàn)

Openstack是一個美國國家航空航天局和Rackspace合作研發(fā)的，旨在為公共及私有云的建設(shè)與管理提供軟件的開源項目。Openstack正處于高速發(fā)展和推廣應(yīng)用過程中，目前已經(jīng)是各種公有云和私有云建設(shè)的主流方案。

基于Openstack的云平臺部署非常靈活，既可以只裝在單節(jié)點服務(wù)器上，也可以部署到大規(guī)模集群服務(wù)器組，經(jīng)綜合考量，我們使用兩臺服務(wù)器去實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)攻防實驗用云平臺，其中一臺服務(wù)器部署為控制節(jié)點，另一臺部署為計算節(jié)點，這也是目前廣泛使用的方案，足以應(yīng)付通常的實驗，以后如果有需求，可以再添加計算節(jié)點以提高性能。服務(wù)器可以只放在私有局域網(wǎng)中，也可以接入校園網(wǎng)提高公開服務(wù)，因此每臺服務(wù)器都裝上雙網(wǎng)卡，一塊連接到外網(wǎng)，另一塊連接內(nèi)網(wǎng)。（如圖所示）

設(shè)計的云平臺服務(wù)器使用操作系統(tǒng)CentOSLinux6.4版，下載OpenStack的Icehouse版本進(jìn)行安裝配置，根據(jù)Openstack的官方安裝指導(dǎo)，在控制節(jié)點先后安裝并配置Mysql、RabbitMQ、keystone、 Nova、Neutron、Cinder、Glance、Horizon和Apache等服務(wù)項目，而在計算節(jié)點上只需安裝配置Nova和Neutron。

Openstack安裝完成后，借助Dashboard服務(wù)可以通過Web界面登錄后進(jìn)行管理。

登錄進(jìn)入云平臺管理頁面后，即可非常便捷地進(jìn)行各種虛擬機鏡像的創(chuàng)建、上傳、配置、運行、刪除等配置工作。這些虛擬機鏡像運行后，借助VNC等遠(yuǎn)程控制工具，可以讓多人同時通過網(wǎng)絡(luò)訪問，從而充分發(fā)揮云平臺的作用。

3　攻擊機和靶機的配置

攻擊機的鏡像相對比較容易解決，我們首先制作了基于Windows操作系統(tǒng)的攻擊機鏡像，在系統(tǒng)中事先封裝了大量網(wǎng)絡(luò)安全滲透測試用工具，包括各種掃描工具、嗅探工具、加解密工具、遠(yuǎn)程滲透攻擊測試工具、動態(tài)調(diào)試工具、靜態(tài)反編譯工具等等。其中最常見最有用的一些工具包括Metasp loit開源安全漏洞測試工具、Nmap掃描器、W ireshark嗅探器、burpsuite集成Web滲透測試工具集、sqlmap注入工具、O llydbg動態(tài)調(diào)試器、IDA反編譯工具等。

靶機的制作則相對比較麻煩，因為這不是簡單安裝好操作系統(tǒng)和軟件就行了，還經(jīng)常需要自己在靶機上挖掘出或人為生成需要的某種安全漏洞以供攻擊機做網(wǎng)絡(luò)攻擊實驗。我們首先自己制作了一些基于Windows2000、WindowsXP、Windows2003、Windows2003、Windows7等操作系統(tǒng)的鏡像，都是沒有打足補丁留下系統(tǒng)漏洞用于系統(tǒng)攻擊測試，然后我們還在一些Windows鏡像中創(chuàng)建了各種基于ASP、ASP. NET、PHP和JSP技術(shù)的有已知漏洞的Web網(wǎng)站用于Web滲透測試。另外，我們下載了一些開源免費靶機資源，例如OWASP組織發(fā)布的一些靶機鏡像資源。

4　網(wǎng)絡(luò)攻防平臺應(yīng)用和測試

為了更方便地使用和管理實驗平臺，我們另外編寫并部署了一個管理網(wǎng)站，主要就是將云平臺中的各種虛擬機資源及各種網(wǎng)絡(luò)攻防實驗所需的學(xué)習(xí)資料進(jìn)行了分類組織顯示。

事先獲取權(quán)限的網(wǎng)絡(luò)攻防練習(xí)者登錄到這個網(wǎng)站后，可以非常便利地查看學(xué)習(xí)資料，更重要的是可以啟動云平臺上各種虛擬機鏡像，從而實際連接到運行中的攻擊機和靶機進(jìn)行各種攻防操作。

通過在攻防平臺上的檢測發(fā)現(xiàn)，在同時練習(xí)人數(shù)不多的情況下，攻擊機和靶機的連接速度和運行速度基本能夠滿足要求。

5　結(jié)論

用基于Openstack技術(shù)構(gòu)建的云平臺可以顯著提高網(wǎng)絡(luò)安全，尤其是網(wǎng)絡(luò)攻防操作的學(xué)習(xí)效率，可以作為課程學(xué)習(xí)及競賽培訓(xùn)的有益助手。當(dāng)然，目前云平臺上的網(wǎng)絡(luò)攻防系統(tǒng)遠(yuǎn)不夠成熟，存在標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、界面不夠友好、制作繁瑣、很難支持大規(guī)模應(yīng)用等缺點，有待技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和更多的開發(fā)工作。

[1]Instal lGuideshttp://docs.openstack.org[Z].

[2]Nmap腳本使用總結(jié)WooYun知識庫ht tp://drops.wooyun.org/ tips/2188[Z].

[3]康辰,朱志祥.基于云計算技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)攻防實驗平臺[J].西安郵電大學(xué)學(xué)報,2013(05).