IPv6协议面临的网络安全隐患分析

IPv4协议是在1975年推出，由于其内在的开放性和不断更新而受到开发人员和用户的欢迎，成为了互联网的通用协议。随着互联网的迅速发展，IPv4定义的有限地址空间消耗速度正在逐年加快，虽然采取了许多节约地址的方法(如子网划分技术、NAT地址转换、保留IP地址等)，但按照互联网现在的发展速度，IPv4地址将被分配完毕。

IPv4 协议本身也存在着诸多安全缺陷：第一，很容易被窃听和欺骗。大多数因特网上的流量是没有加密的。电子邮件口令、文件传输很容易被监听和劫持。第二，配置的复杂性。访问控制的配置十分复杂，很容易被错误配置，从而给黑客以可乘之机。第三，缺乏安全策略。许多站点在防火墙配置上无意识地扩大了访问权限，忽视了这些权限可能会被内部人员滥用。

IPv6协议的特点与安全性

IPv6是由互联网工程任务组(IETF)设计的用来替代现行的IPv4协议的一种新的IP协议，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、抗否认性方面有了新的保证，IPv6协议的主要特点为：

1、扩展的地址和路由选择功能。IP地址长度由32位增加到128位，可支持数量大得多的可寻址节点、更多级的地址层次和较为简单的地址自动配置。

2、真正地实现无状态地址自动配置。大容量的地址空间能够真正实现无状态地址自动配置，使IPv6终端能够快速连接到网络上，无需人工配置，实现了真正的即插即用。

3、简化的首部格式。IPv4首部的某些字段被取消或改为选项，以减少报文。分组处理过程中常用情况的处理费用，并使得IPv6首部额带宽开销尽可能低，尽管地址长度增加了。

4、支持扩展首部和选项。IPv6的选项放在单独的首部中，位于报文分组中IPv6首部和传送层首部之间。IPv6的另一改进，是其选项与IPv4不同，可具有任意长度，不限于40字节。

5、支持验证和隐私权。IPv6定义了一种扩展，可支持权限验证和数据完整性。这一扩展是IPv6的基本内容，要求所有的实现必须支持这一扩展。IPv6还定义了一种扩展，借助于加密支持保密性要求。

6、服务质量能力。IPv6增加了一种新的能力，如果某些报文分组属于特定的工作流，发送者要求对其给予特殊处理。

IPv6通过IPSec协议来保证IP 层的安全。IPSec是IPv6的一个组成部分。虽然在实现IPv6时必须要实现IPSec协议，但应用时并不一定要使用它，IPv6协议把认证头部(AH)和封装安全净荷头部(ESP)作为两个可选的扩展头部。因此，本质上IPv6并不能比IPv4带来更高的安全性。

尽管IPv6协议采取了诸如支持验证和隐私权之类安全措施。但是IPv6也不可能彻底解决所有网络安全问题，同时还会伴随其产生新的安全问题，它的应用也给现行的网络体系带来了新的要求和挑战。在建设IPv6网络的时候，需要全面考虑网络的安全问题。

IPv6网络存在的安全隐患

IPv4向IPv6过渡技术的隐患

在IPv4到IPv6网络演进过程中，主要应解决两类问题：1. IPv6孤岛互通技术：实现IPv6网络与IPv6网络的互通问题;2. IPv6与IPv4互通技术。实现两个不同网络之间互相访问资源。对此，目前已经推出了16种过渡技术，其中最基本的过渡技术包括双栈技术和隧道技术。

双协议栈会带来新的安全问题，对于同时支持IPv4和IPv6的主机，黑客可以同时用两种协议进行协调攻击，发现两种协议中存在的安全弱点和漏洞，或者利用两种协议版本中安全设备的协调不足来逃避检测。而且双协议栈中一种协议的漏洞会影响另一种协议的正常工作。由于隧道机制对任何来源的数据包只进行简单的封装和解封，而不对IPv4和IPv6地址的关系做严格的检查，所以隧道机制的引入，会给网络安全带来更复杂的问题，也较多的出现安全隐患。

IPv6中组播技术缺陷的隐患

组播报文是通过UDP(用户数据报协议)进行传输的，所以它缺乏TCP(传输控制协议)所提供的可靠传输的功能。组播的开放性使通信数据缺乏机密性和完整性的安全保护，而IPv6组播所需的MLD等组播维护协议不能满足安全的需要。IP 组播使用UDP，任何主机都可以向某个组播地址发送UDP包，并且低层组播机构将传送这些UDP包到所有组成员。由于在IPv6组播通信中，任何成员都可以利用MLD报文请求临近的路由加入组播群组，组播加入成员的约束机制很匮乏，无法保证通信的机密性，因此，对机密数据的窃听将非常容易。

无状态地址自动配置的隐患

通过ND协议实现IPv6节点无状态地址自动配置，实现了IPv6节点的即插即用，具有IPv6联网的易用性和地址管理的方便性。同时也带来了一些安全隐患：首先，对路由器发现机制，主要是通过路由器RA报文来实现。恶意主机可以假冒合法路由器发送伪造的RA报文，在RA报文中修改默认路由器为高优先级，使IPv6节点在自己的默认路由器列表中选择恶意主机为缺省网关，从而达到中间人攻击的目的。其次，对重复地址检测机制，IPv6节点在无状态自动配置链路本地或全局单播地址的时候，需先设置地址为临时状态，然后发送NS报文进行DAD检测，恶意主机这时可以针对NS请求报文发送假冒的NA响应报文，使IPv6节点的DAD检测不成功，从而使IPv6节点停止地址的自动配置过程。最后，针对前缀重新编址机制，恶意主机通过发送假冒的RA通告，从而造成网络访问的中断。

邻居发现协议的隐患

在自动地址配置中, 邻居发现协议(NDP)是基于IP的协议结构，用来完成邻居可达性检测、链路地址解析、路由及网络前缀发现、流量重定向和DOA检测等链路机制。报文身份的可鉴别性是NDP协议的主要安全需求，而哄骗报文攻击是其所而临的主要安全威胁。攻击者只要仿造节点不可达信息和重复地址检测，进行DoS攻击，或者传播虚假的路由响应和重定向报文，就能诱骗网络流量。

IPv6中PKI管理系统的隐患

IPv6网络管理中PKI管理是一个悬而未决的问题，必须要首先考虑PKI系统本身的安全性。在应用上存在一些需要解决的主要问题: 必须解决数字设备证书与密钥管理问题;IPv6网络的用户数量庞大，设备规模巨大，证书注册、更新、存储、查询等操作频繁，于是要求PKI能够满足高访问量的快速响应并提供及时的状态查询服务;IPv6中认证实体规模巨大，单纯依靠管理员手工管理将不能适应现实需求，同时为了保障企业中其他服务器的安全，要制定严格而合理的访问控制策略，来掌控各类用户对PKI系统和其他服务器的访问。