“ 安全可信互联网体系结构与关键技术”成果展示
“ 安全可信互联网体系结构与关键技术”成果展示
分析发现新型的混合式IPID分配机制，存在严重交互信息泄漏安全问题。
攻击者冒充成中间路由器，发送一个伪造的ICMP error消息，对服务器的IPID分配算法进行操控，欺骗服务器将出口TCP报文的IPID降级到哈希分配方式。
一旦服务器将IPID降级到哈希方式，攻击者就可以通过哈希碰撞的方式，在服务器上构建一个IPID侧信道，跨层推理目标TCP连接的随机化序列号等信息。
试验结果表明，一个远程攻击者，可以在210秒内，注入一个恶意报文到目标TCP连接中，执行HTTP缓存污染攻击、SSH DoS攻击、BGP路由劫持攻击等，攻击成功率超过89% 。
大规模测量发现，全球超过20%的著名网站存在该漏洞 ，且IPv6/IPv4 双栈环境下，仍然存在混合式IPID信息泄露的问题，扩大了攻击影响范围 。
成果获得ACM CCS 2020最佳论文提名和首届“国际基础科学大会前沿科学奖”（安全领域亚太地区唯一入选者）。
发表论文：Xuewei Feng, Chuanpu Fu, Qi Li, Kun Sun, Ke Xu.Off-Path TCP Exploits of the Mixed IPID Assignment,ACM CCS, 2020.
分析发现路径MTU机制（PMTUD）在IP协议、ICMP协议、TCP协议三者跨层交互过程中，存在两种二义性问题，导致TCP报文仍然会被错误分片，引入新的攻击面。一种情况是中间路由器的MTU值，小于服务器的可接受路径MTU值，二者之间出现了失配二义性，导致中间路由器对服务器的TCP报文分片。一种情况是Linux服务器在处理伪造的ICMP消息时，会出现IP层和TCP层MTU值不同步问题，产生二义性，导致服务器对TCP报文分片。旁路的攻击者可以逃逸掉服务器的路径MTU发现机制，触发服务器的TCP报文出现异常分配，进而利用IP分片跨层污染攻击服务器的TCP流量。
大规模测量表明，互联网中存在大量具有MTU分片漏洞的路由器和服务器。最终，攻击者可以利用IP分片跨层污染TCP流量，实现HTTP重定向、Web缓存污染，BGP污染等攻击
MTU值过小的路由器大量存在
利用IP分片跨层污染TCP流量
有分片漏洞的服务器大量存在
BGP污染
HTTP 重定向劫持
发表论文：Xuewei Feng, Qi Li, Kun Sun, Ke Xu, Baojun Liu, Xiaofeng Zheng, Qiushi Yang, Haixin Duan, Zhiyun Qian. PMTUD is not Panacea: Revisiting IP Fragmentation Attacks against TCPP , NDSS, 2022.
web 缓存污染
分析发现ICMP error消息合法性审查机制未充分考虑无状态协议对ICMP error消息的触发，未充分考虑无状态协议对ICMP error消息的触发。
攻击者冒充成公共服务器的网关发送一个伪造的ICMP redirect消息，内嵌UDP等无状态协议，逃逸源主机审查，并将其下一跳网关指定为邻居主机，由于主机不具备分组转发功能，会将收到的流量丢弃掉，造成路由黑洞、形成对公共服务器的跨层DoS攻击 。 这一漏洞影响了当前很多主流的操作系统实现，包括Linux 2.6.20及以上内核版本，FreeBSD 8.2及以上内核版本，Android 4.3及以上内核版本，以及Mac OS 10.11及以上版本。
通过大规模测量与验证，我们发现分布在全球185个国家的超过97,500台服务器（Web服务器、DNS服务器、Tor节点等）存在被DoS攻击的风险，这些服务器分布在全球130个国家的2872个AS 中。
Xuewei Feng, Qi Li, Kun Sun, Zhiyuan Qian, Gang Zhao, Xiaohui Kuang, Chuanpu Fu, Ke Xu. Off-Path Network Traffic Manipulation via Revitalizing ICMP Redirect Attacks. USENIX Security, 2022
研究发现AP路由器中的网络处理芯片（NPU）存在设计缺陷，
导致其不能有效拦截攻击者发送的伪造消息,
攻击者可以利用地址欺骗技术冒充成AP，发送AP特有的ICMP
error消息，欺骗其他终端相信攻击者是当前网络的新AP,
受害终端将攻击者指定为其路由的下一跳，引起链路层的多跳，进而破坏掉WPA3等安全加密机制的单跳安全保护能力，最终劫持到受害终端的明文流量。
团队对当前市场上10个AP厂商（NETGEAR，HUAWEI，TP-LINK，Tenda，H3C，Ruijie，Cisco，360，Xiaomi和MERCURY）的55款主流AP路由器进行了测试，发现当前主流的AP路由器均存在该安全问题，不能有效拦截伪造的ICMP消息，导致终端流量会被劫持。
实测了122个Wi-Fi网络，包括机场、咖啡店、旅馆、商场、电影院等，发现其中109（89%）个网络存在被劫持攻击的风险。
发表论文：Xuewei Feng, Qi Li, Kun Sun, Yuxiang Yang, Ke Xu. Man-in-the-Middle Attacks without Rogue AP: When WPAs Meet ICMP Redirects. IEEE S&P, 2023
