【摘 要】
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拥有128位地址空间的下一代互联网协议IPv6有效解决IPv4地址不足问题的同时,也给IPv6网络地址的管理与分配带来了巨大挑战。默认64位的IPv6地址空间中可使用IPv6网络地址数量巨大但同一时刻活跃IPv6地址极少,此外,IPv6出于不同目的也设计多种地址配置方式。利用传统地址扫描工具无法在可接受的时间内对目标IPv6地址空间开展有效扫描探测工作,现有研究方向主要包括持久化可公开获取IPv6
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拥有128位地址空间的下一代互联网协议IPv6有效解决IPv4地址不足问题的同时,也给IPv6网络地址的管理与分配带来了巨大挑战。默认64位的IPv6地址空间中可使用IPv6网络地址数量巨大但同一时刻活跃IPv6地址极少,此外,IPv6出于不同目的也设计多种地址配置方式。利用传统地址扫描工具无法在可接受的时间内对目标IPv6地址空间开展有效扫描探测工作,现有研究方向主要包括持久化可公开获取IPv6网络地址、推断IPv6地址分配模式和设计算法生成待探测IPv6地址等,缩减目标IPv6地址待扫描空间时极度依赖IPv6地址中的特征串,缺乏一种启发式方法来缩减目标IPv6地址空间。针对上述问题,本文综合启发式方法和无状态扫描等方法,提出一种启发式缩减目标IPv6地址空间方法,主要包括以下三点研究内容:1.针对操作系统中IPv6地址的配置细节问题,提出了静态分析和动态运行相结合的方法。为明确PC端和移动端中若干操作系统下IPv6地址的配置细节,首先,采用静态分析方法来研究各类型IPv6地址中的特征串和Linux中IPv6地址配置流程与细节。其次,搭建真实IPv6网络拓扑并利用动态运行方法将安装不同操作系统的IPv6节点接入网络来研究IPv6地址的变化情况。2.针对当前缩减方法极度依赖特征串的问题,提出了启发式缩减目标IPv6地址空间方法。该方法借鉴计算机病毒扫描的研究工作,忽略IPv6网络地址特征串的影响并基于集合元素互异性来启发式缩减目标IPv6地址待扫描探测空间。通过统计不同集合基数的个数来明确目标IPv6地址空间的使用情况,同时提出地址密集区域算法来明确目标IPv6地址空间的地址密集区域以便开展有针对性地深入扫描探测工作。此外,本文还提出主动扫描和被动监控相结合的地址扫描探测策略以开展对目标IPv6地址空间的扫描探测工作。3.针对传统地址扫描工具无法有效扫描探测目标IPv6地址空间的问题,基于无状态地址扫描原理设计并实现一款IPv6地址扫描工具。该工具旁路Linux网络模块中的TCP/IP协议栈,经系统调用直接通过网卡驱动发送在用户态下已构造好了的原始数据包。在保证原始数据包发送效率的同时,还通过设置IPv6网络数据包嗅探器来处理目标IPv6地址的响应数据包,使得发送逻辑无需等待目标IPv6地址的响应,以无状态的方式来处理目标IPv6地址的响应数据包。
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