Основы IPv6

https://www.youtube.com/watch?v=B-dlhkWBNuA

Казалось бы, зачем сейчас вообще вспоминать про IPv6? Ведь несмотря на то, что последние блоки IPv4-адресов были розданы региональным регистраторам, интернет работает без каких-либо изменений. Дело в том, что IPv6 впервые появился в 1995 году, а полностью его заголовок описали в RFC в 1998 году. Почему это важно? Да по той причине, что разрабатывался он без учета угроз, с той же доверительной схемой, что и IPv4. И в процессе разработки стояли задачи сделать более быстрый протокол и с большим количеством адресов, а не более безопасный и защищенный.

Кратко про темпы роста

Если изучить графики, которые предоставляет региональный регистратор IP-адресов и автономных систем, то можно обнаружить, что по состоянию на первое сентября 2014 года количество зарегистрированных IPv6 автономных систем уже перевалило за 20%. На первый взгляд, это серьезная цифра. Но если брать во внимание только реальное количество IPv6-трафика в мире, то сейчас это около 6% от всего интернет-трафика в мире, хотя буквально три года назад было всего 0,5%.

По самым скромным оценкам ожидается, что к концу 2015 года доля IPv6-трафика дойдет как минимум до 10%. И рост будет продолжаться. Кроме того, недавно вступил в силу специальный протокол для региональных регистраторов. Теперь новый блок IPv4-адресов будет выдан только в том случае, если компания докажет, что уже внедрила у себя IPv6. Поэтому если кому-то потребуется подсеть белых IPv4-адресов — придется внедрять IPv6. Этот факт также послужит дальнейшему росту IPv6-систем и увеличению трафика. Что же касается рядовых пользователей, то уже по всему миру начали проявляться провайдеры, которые предоставляют конечным абонентам честные IPv6-адреса. Поэтому IPv6 будет встречаться все чаще и чаще, и мы не можем оставить это без внимания.

Что нового в IPv6?

Первое, что бросается в глаза, — это адреса. Они стали длиннее, записываются в шестнадцатеричном виде и сложно запоминаются. Хотя, поработав некоторое время с IPv6, обнаруживаешь, что адреса в целом запоминаемые, особенно если используются сокращенные формы записи. Напомню, что IPv4 использует 32-битные адреса, ограничивающие адресное пространство 4 294 967 296 (2^32) возможными уникальными адресами. В случае же IPv6 под адрес уже выделено 128 бит. Соответственно, адресов доступно 2^128. Это примерно по 100 адресов каждому атому на поверхности Земли. То есть адресов должно хватить на достаточно длительное время.

Адреса записываются в виде восьми групп шестнадцатеричных значений. Например, IPv6-адрес может выглядеть как 2001:DB8:11::1. Важно отметить, что IPv6-адресов на одном интерфейсе может быть несколько, причем это стандартная ситуация. Например, на интерфейсе может быть частный адрес, белый адрес и еще по DHCPv6 приедет дополнительный адрес. И все будет штатно работать, для каждой задачи будет использоваться свой адрес. Если нужно выйти в мир, то будет использоваться белый адрес. Надо до соседнего сервера? Пойдет через частный адрес. Все это будет решаться обычным анализом поля destination.

Все IPv6-адреса делятся на две группы: линк-локал и глобал юникаст. По названию очевидно, что Link local — это адрес, который используется только в пределах одного линка. Такие адреса в дальнейшем применяются для работы целого ряда механизмов вроде автоматической настройки адреса, обнаружения соседей, при отсутствии маршрутизатора и тому подобное. Для выхода в мир такие адреса использовать не допускается. Линк-локал адрес назначается автоматически, как только хост выходит онлайн, чем-то отдаленно такие адреса похожи на механизм APIPA в ОС Windows. Такой адрес всегда начинается с FE80, ну а последние 64 бита — это мак-адрес с FFFE, вставленными посередине, плюс один бит инвертируется. Механизм формирования такого адреса еще называется EUI-64. В итоге адрес будет уникальный, так как мак-адреса обычно отличаются у всех хостов. Но некоторые ОС используют рандомный идентификатор вместо механизма EUI-64.

Что еще нового

Только адресами изменения, естественно, не заканчиваются. Еще был значительно упрощен заголовок (см. рис. 2).

Теперь все, что не является обязательным для маршрутизации пакета из точки в А в точку Б, стало опциональным. А раз опциональное — значит, переезжает в extension header, который лежит между IPv6-заголовком и TCP/UDP-данными. В этом самом extension-заголовке уже и проживают фрагментирование, IPsec, source routing и множество другого функционала.

Резко упростили задачу маршрутизаторам, ведь уже не надо пересчитывать контрольные суммы, и в итоге IPv6 обрабатывается быстрее, чем IPv4. Контрольные суммы убрали вовсе. Во-первых, у фрейма на уровне L2 есть CRC, во-вторых, вышележащие протоколы (TCP) тоже будут обеспечивать целостность доставки. В итоге из заголовка выбросили лишние поля, стало проще, быстрее и надежнее.

Aвтоконфигурирование и служебные протоколы

Существует два основных варианта назначения IPv6-адресов: stateless autoconfiguration — это когда роутер отправляет клиентам адрес сети, шлюза по умолчанию и прочую необходимую информацию и statefull autoconfiguration — когда используется DHCPv6-сервер. Поэтому если раньше DHCP был единственным вариантом раздачи информации, то в IPv6 он стал дополнительным.

ICMP 6-й версии тоже не остался без внимания, в него было добавлено множество фич. Например, механизм Router discovery — клиенты могут слушать, что сообщает им роутер (сообщения ICMPv6 тип 134 router advertisement, которые приходят в рамках процесса stateless autoconfiguration), и при включении могут сразу звать роутер на помощь, мол, помоги сконфигуриться (сообщения ICMPv6 тип 133 router solicitation).

Еще добавили механизм Neighbor discovery — можно сказать, что это своеобразная замена ARP, которая помогает находить мак-адреса соседей, маршрутизаторы и даже обнаруживать дублирующиеся адреса в сегменте (duplicate address detection DaD), работает исключительно по мультикасту. Чистого бродкаста в IPv6 уже нет, но не нужно забывать, что глупые копеечные свичи весь мультикаст рассылают широковещательно, в итоге часть новых механизмов сводится на нет.

Инструментарий пентестера IPv6

Перед тем как перейти к уязвимостям и атакам, неплохо бы рассмотреть, какие есть инструменты в арсенале пентестера. До недавнего времени существовал только один набор утилит для проведения атак на протоколы IPv6 и ICMPv6. Это был THC-IPV6 от небезызвестного Марка ван Хаузера, того самого автора брутфорсера THC-hydra и массы других незаменимых инструментов. Именно он в 2005 году серьезно заинтересовался этой темой и вплотную занялся ресерчем протокола IPv6. И до недавнего времени оставался первопроходцем, но в последний год ситуация начала меняться. Все больше исследователей обращают свое внимание на IPv6, и, соответственно, стали появляться новые утилиты и новые сканеры. Но на сегодня THC-IPV6 по-прежнему остается лучшим набором утилит для пентестера. В его комплект входит уже более 60 инструментов, разделенных на различные категории — от сканирования и митмов до флудинга и фаззинга. Но не будем забывать и тру инструмент scapy — утилиту, которая позволяет вручную создавать любые пакеты, с любыми заголовками, даже если такие вариации не предусмотрены ни в одном RFC.

Разведка в IPv6-сетях

Перед тем как атаковать цель, нужно ее как-то обнаружить, поэтому стандартный пентест обычно начинается с поиска живых хостов. Но здесь появляется проблема: мы не можем просканировать весь диапазон. Сканирование всего одной подсети затянется на годы, даже если отправлять миллион пакетов в секунду. Причина в том, что всего лишь подсеть /64 (или их еще называют префиксами) больше, чем весь интернет сегодня, причем значительно больше. Поэтому самая большая проблема с IPv6 — это обнаружение целей.

К счастью, выход есть. Вначале нужно будет найти AS (автономную систему), которая принадлежит цели (объекту пентеста). Сервисов, позволяющих искать по AS их владельцев, вполне достаточно, можно это делать прямо на сайтах региональных регистраторов (европейский регистратор — это RIPE NCC). Затем, зная номер AS, принадлежащей конкретной компании, можно уже искать выделенные ей IPv6-подсети. Самый удобный такой поисковый сервис предоставляет Hurricane Electric. В итоге можно найти несколько огромных подсетей, которые, как мы уже убедились, нереально просканировать на предмет живых хостов. Поэтому нужно составлять список часто используемых адресов и проводить сканирование уже точечно по ним.

Каким образом можно собрать такой словарь? Если проанализировать, как в компаниях, которые уже внедрили IPv6, назначаются адреса клиентам, то можно выделить три основные группы: автоконфигурация, ручное назначение адресов и DHCPv6.

Автоконфигурация может осуществляться тремя способами: на основе мак-адреса, с использованием privacy option (то есть рандомно и, например, меняться раз в неделю) и fixed random (полностью случайным образом). В данной ситуации возможно сканировать только те адреса, что строятся на основе мака. В результате могут выйти подсети, сравнимые по размеру с IPv4 класса А, процесс работы с такими сетями не очень быстрый, но все равно это уже вполне реально. Например, зная, что в целевой компании массово используются ноутбуки определенного вендора, можно строить сканирование, основываясь на знаниях о том, как будет формироваться адрес.

Если адреса задаются вручную, то они могут назначаться либо случайным образом, либо по некому шаблону. Второе, естественно, в жизни встречается гораздо чаще. А паттерн может быть ::1,::2,::3 или ::1001,::1002,::1003. Также иногда в качества адреса используются порты сервисов, в зависимости от сервера: например, веб-сервер может иметь адрес ::2:80.

Если же брать DHCPv6, то в этом случае обычно адреса раздаются последовательно из пула (точно такое же поведение можно наблюдать и с обычным DHCPv4-сервером). Зачастую в DHCPv6 можно встретить пул вроде ::1000-2000 или ::100-200. Поэтому в итоге берем утилиту alive6 (она включена в комплект THC-IPV6 и, как и все рассматриваемые сегодня инструменты, по дефолту входит в Kali Linux) и запускаем в таком виде:

alive6 -p eth0 2001:67c:238::0-ffff::0-2

Alive: 2001:db8:238:1::2 [ICMP echo-reply]
Alive: 2001:db8:238:3::1 [ICMP echo-reply]
Alive: 2001:db8:238:3::2 [ICMP echo-reply]
Alive: 2001:db8:238:300::1 [ICMP echo-reply]
Scanned 65536 systems in 29 seconds and found 4 systems alive

При таком обнаружении живых машин будет меняться только часть, отвечающая за адрес хоста. Используя такой подход, можно достаточно эффективно и в разумные временные рамки находить живые хосты в обнаруженных ранее подсетях.

Но это еще не все — естественно, можно использовать и DNS. С приходом IPv6 никуда не делись трансферы DNS-зоны и брутфорсы DNS по словарю. Применив все эти техники вместе, можно обнаруживать до 80% всех включенных хостов в заданной IPv6-подсети, что очень неплохо. В случае же компрометации одного лишь хоста обнаружить всех его соседей не составит никакого труда при помощи мультикаста. Достаточно будет запустить ту же утилиту alive6, только уже с ключом -l.

Из свежих фич THC-IPV6, и в частности утилиты alive6, можно отметить возможность искать живые хосты, передавая в качестве паттерна для перебора целую IPv4-подсеть:

alive6 -4 192.168.0/24

Если же брать классическое сканирование, то здесь практически ничего не изменилось. Тот же Nmap, те же варианты сканирования портов, единственное отличие в том, что теперь сканировать можно только один хост за раз, но это вполне очевидное решение.

Пожалуй, единственная дополнительная техника при сканировании портов — это сканирование IPv4 вначале, а затем получение IPv6-информации по этим хостам. То есть некое расширение поверхности атаки. Для этого можно использовать как вспомогательный модуль метасплойта ipv6_neighbor, так и отдельные скрипты ipv6_surface_analyzer. Работают они по схожему принципу — принимают на входе IPv4-подсеть, сканируют ее, находят живые хосты, проверяют порты на открытость, а затем, определив MAC-адрес, высчитывают по нему IPv6-адрес и уже пробуют работать по нему. Иногда это действительно помогает, но в некоторых случаях (privacy option) IPv6-адреса обнаружить не удается, даже несмотря на то, что они есть.

Угрозы периметра IPv6

Если рассмотреть внешний периметр, то можно обнаружить, что многие компании, которые уже начали внедрять IPv6, не спешат закрывать свои административные порты (SSH, RDP, Telnet, VNC и так далее). И если IPv4 уже почти все стараются как-то фильтровать, то про IPv6 или забывают, или не знают, что их нужно защищать так же, как и в случае с IPv4. И если можно отчасти понять используемый IPv4 телнет — например, ограниченная память или CPU не позволяют в полной мере использовать SSH, — то каждое устройство, которое поддерживает сегодня IPv6, просто гарантированно будет поддерживать и протокол SSH. Бывают даже случаи, когда ISP выставляют в мир административные порты IPv6 на своих роутерах. Выходит, что даже провайдеры более уязвимы к IPv6-атакам. Происходит это по различным причинам. Во-первых, хороших IPv6-файрволов еще не так много, во-вторых, их еще нужно купить и настроить. Ну и самая главная причина — многие даже и не подозревают об угрозах IPv6. Также бытует мнение, что пока нет IPv6-хакеров, малвари и IPv6-атак, то и защищаться вроде как не от чего.

Угрозы, поджидающие внутри LAN

Если вспомнить IPv4, то там обнаружится три атаки, которые эффективны и по сей день в локальных сетях, — это ARP spoofing, DHCP spoofing, а также ICMP-редиректы (подробно этот класс атак освещался во время моего выступления на PHDays, так что можешь поискать соответствующее видео в Сети).

В случае же протокола IPv6, когда атакующий находится в одном локальном сегменте с жертвой, ситуация, как ни странно, остается примерно такой же. Вместо ARP появился NDP, на смену DHCP пришла автоконфигурация, а ICMP просто обновился до ICMPv6. Важно то, что концепция атак осталась практически без изменений. Но кроме того, добавились новые механизмы вроде DAD, и, соответственно, сразу же появились новые векторы и новые атаки.

Протокол обнаружения соседей (Neighbor Discovery Protocol, NDP) — это протокол, с помощью которого IPv6-хосты могут обнаружить друг друга, определить адрес канального уровня другого хоста (вместо ARP, который использовался в IPv4), обнаружить маршрутизаторы и так далее. Чтобы этот механизм работал, а работает он с использованием мультикаста, каждый раз, когда назначается линк-локал или глобал IPv6-адрес на интерфейс, хост присоединяется к мультикаст-группе. Собственно, используется всего два типа сообщений в процессе neighbor discovery: запрос информации или NS (neighbor solicitation) и предоставление информации — NA (neighbor advertisement). Взаимодействие в таком режиме можно увидеть на рис. 3.