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DAY 4
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Security

資安這條路:系統化學習藍隊技術系列 第 4

Day4:藍隊必須了解的網路基礎

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藍隊需要了解網路的原因

藍隊需要了解網路,因為在當今數位時代,網路安全已成為企業與組織營運的關鍵議題。

藍隊作為企業安全的防禦者,需要深入理解網路運作的原理、常見的攻擊手法以及防禦策略,才能有效保護組織的資訊資產。

以下說明藍隊需要了解網路的原因:

1. 網路攻擊頻繁,企業面臨嚴峻挑戰

在現代,企業面臨各種網路攻擊,如:

  • 勒索軟體:一種惡意軟體,攻擊者會加密你的資料並要求支付贖金以解鎖。
  • 資料竊取:攻擊者入侵系統竊取重要資料。
  • DDoS 攻擊:攻擊者讓伺服器超載,導致網站無法正常運作。

這些攻擊會導致公司

  • 商業機密外洩
  • 營運中斷
  • 商譽受損
  • 龐大的經濟損失

藍隊的責任

  • 需要了解這些攻擊事件的類型、手法和影響,才能制定有效的防禦策略,以防止類似攻擊發生。

2. 跨部門合作和溝通

網路安全不只是藍隊的責任,還需要與IT部門、法務部門、公關部門合作。比如:

  • 與管理層溝通:告訴公司哪些資料最重要,如果被竊取會造成什麼樣的損失。
  • 與技術人員討論:了解目前的網路安全設備,有沒有安全漏洞。
  • 員工安全意識培訓:教導員工如何辨認可疑的電子郵件,避免中招。

因此藍隊需要具備良好的溝通能力,才能與不同部門和專業人士有效溝通。且藍隊需要深入了解不同部門的需求和挑戰,並建立共識,共同制定有效的網路安全策略。

常見的提問方法

  • 向管理層說明安全風險
    • 公司最重要的資料資產是什麼?
    • 如果這些資料資產被竊取或加密,會對公司造成什麼樣的損失?
  • 與技術人員討論解決方案
    • 目前網路中有哪些安全設備?
    • 這些設備的效能如何?
    • 有沒有發現過安全漏洞?
  • 向員工宣導安全意識
    • 如果你收到一封看起來很可疑的電子郵件,你會怎麼做

3. 理解企業的網路架構和安全需求

藍隊需要了解企業內的網路設備(如路由器和伺服器)是如何互相連接的。他們需要分析網路架構來找出可能的安全漏洞。

常見的提問方法

  • 分析企業現有的環境
    • 網路架構
    • 系統設定
    • 安全措施
  • 需要具體了解企業架構
    • 了解使用哪些網路設備、作業系統和應用程式
    • 分析網路拓撲圖
    • 評估現有的安全政策和流程
  • 藍隊需要挖掘企業在網路安全方面可能存在的深層問題和擔憂
    • 企業最擔心哪些網路安全威脅
    • 過去是否曾遭受過網路攻擊
    • 對於現有安全措施的信心程度
  • 藍隊需要處理資安事件發生,並調查攻擊事件的原因
    • 攻擊者是如何入侵網路的?
    • 他們竊取了哪些資料?
    • 系統有沒有留下任何日誌記錄
  • 藍隊需要評估不同方案的可行性
    • 這個方案是否能有效地阻止攻擊?
    • 方案的成本是多少?
    • 方案會不會對企業的正常營運造成影響?

4. 藍隊需要持續學習,提升專業技能

  • 不斷學習:網路安全技術不斷演進,新的攻擊手法層出不窮,藍隊需要持續學習新的知識和技能,才能保持競爭力。
  • 提升途徑:藍隊可以透過參加研討會、閱讀專業書籍、參與線上課程以及與其他安全專家交流等方式來提升專業技能。
    • 研討會提問
      • 這個攻擊手法有哪些應對措施?
      • 這些防禦措施的優缺點是什麼?
    • 閱讀書籍提問
      • 書中提到的這個安全策略,是否適用於我們公司的網路環境?
      • 如果要應用到我們公司,需要注意哪些問題?
  • 應用知識:透過不斷學習,藍隊可以掌握最新的網路安全趨勢,並將其應用到實際工作中,提升企業整體的安全防禦能力。

藍隊在網路安全方面,需要了解哪些基礎知識

從日常生活經驗出發,思考網路的概念

  • 問題: 想像一下你要寄一封信給住在國外的朋友,你需要做哪些步驟?

當你要寄一封信給住在國外的朋友時,過程與網路中的資料傳輸非常相似。

  • 地址(IP 位址):就像你需要朋友的住址才能寄信
    • 每個網路設備都有一個獨特的 IP 位址
    • 用於確保資料能正確到達目的地
  • 郵局(路由器):郵局負責處理和轉發信件
    • 類似於路由器在網路中根據目標 IP 位址轉發資料
  • 信件(資料封包):信件包含你想傳遞的內容,連同收件人和寄件人的地址
    • 就像資料封包包含了資料和相關的協定資訊
  • 郵差(網路媒介/設備):郵差負責將信件從一個地點送到另一個地點
    • 類似於網路中的傳輸媒介(如電纜、光纖)和設備
    • 負責在網路中傳輸資料
  • 信封(協定):信封決定了信件的格式和傳遞方式,例如普通訊件或掛號信
    • 對應於網路中的協定(如 TCP 或 UDP)
    • 決定了資料如何被包裝和傳送

這些日常的寄信步驟,對應網路上資料如何從一個設備傳輸到另一個設備的過程。

傳輸過程

路由器

路由器是一種網路設備,負責在不同網路之間轉發資料封包。它根據資料封包中的目標 IP 位址,決定最佳的傳輸路徑,確保資料能正確地到達目的地。

就像郵局在郵寄系統中分發信件一樣,路由器在網路通訊中扮演著關鍵角色,協調和管理資料的傳輸。

家用或辦公室中的路由器通常連接到網際網路,允許多個設備共享網路連線。

了解 OSI 模型

  • 問題: 我們剛剛提到寄信的例子,如果要把這個過程分成七個步驟,你覺得可以怎麼分?

OSI 模型是將網路通訊過程分為 7 個層級,可以透過寄信的例子來解釋這些層級的功能:

  1. 應用層(第 7 層,Application Layer)
    • 比喻:就像你決定要寫什麼內容給朋友,這是信件的主體部分。
    • 功能:直接為使用者提供服務,如電子郵件、網頁瀏覽器等應用程式。這一層確保應用程式之間能夠有效地通訊。
  2. 表示層(第 6 層,Presentation Layer)
    • 比喻:你選擇用什麼語言、字體或格式來寫信,確保對方能夠理解你的訊息。
    • 功能:負責資料的格式轉換、加密和解密,確保不同系統之間的資料可以互相理解。
  3. 會話層(第 5 層,Session Layer)
    • 比喻:你與朋友協調何時寄信和收信,確保通訊過程順利。
    • 功能:管理通訊會話的建立、維護和終止,協調雙方的交流。
  4. 傳輸層(第 4 層,Transport Layer)
    • 比喻:你選擇郵寄方式,例如平信(不保證送達)或掛號信(有追蹤和保險),決定信件的可靠性和速度。
    • 功能:提供端到端的資料傳輸服務,確保資料完整無誤地送達。主要的協定有 TCP(Transmission Control Protocol)和 UDP(User Datagram Protocol)。
  5. 網路層(第 3 層,Network Layer)
    • 比喻:郵局決定信件應該經由哪些路線和中轉站,才能最有效地送達目的地。
    • 功能:負責資料封包的路由選擇和轉發,使用 IP(Internet Protocol)地址來定位目標設備。
  6. 資料鏈路層(第 2 層,Data Link Layer)
    • 比喻:確保信件在本地郵局和配送中心之間的傳輸順利,例如信件的包裝和標籤,避免在過程中丟失或損壞。
    • 功能:處理資料幀的傳輸,使用 MAC(Media Access Control)地址來識別網路設備,確保鄰近節點之間的可靠通訊。
  7. 實體層(第 1 層,Physical Layer)
    • 比喻:實際運送信件的物理方式,如卡車、飛機、船隻等交通工具。
    • 功能:涉及物理媒介(如光纖、無線電波)和信號傳輸機制,負責將 bit 轉換為物理訊號並傳輸。

什麼是網路協定,為什麼需要網路協定?

在講解 TCP/UDP/ICMP 的區別之前,先讓我們來了解什麼是網路協定,以及為什麼需要網路協定。

如果世界上的人們說著不同的語言,彼此之間無法溝通,會發生什麼事?

網路世界也是一樣,如果電腦、手機等設備沒有共同的「語言」,它們就無法互相傳遞訊息。

網路協定就像是一套共同的「語言」,讓網路上的設備能夠互相理解和溝通。

網路協定定義了資料在網路中傳輸的規則和格式,包括資料的封裝方式、地址的格式、通訊的流程等等。

這些規則確保了資料能夠被正確地傳輸到目的地,並且被接收方正確地解析和理解。

TCP/UDP/ICMP 的區別

  • 問題: 假設你要和朋友聊天,你會選擇打電話、傳簡訊還是寄信?為什麼?

我們來用生活中的三種常見通訊方式——打電話、傳簡訊和打電話詢問地址,來說明這三種協定的區別。

TCP(Transmission Control Protocol)

TCP 就像是「打電話」——在你和朋友開始聊天之前,必須先確認對方在線上,並且成功接聽,這樣才能確保雙方可以順利對話。

當你們進行電話通話時,你會確保每一句話都被清楚聽到,如果某句話聽不清楚,你可能會請對方重複,確保訊息完整無誤。

這代表 TCP 是一個「連接導向式通訊」的協定,建立可靠的連線,並確保資料在傳輸過程中不會丟失或亂序。

  • 特性
    • 需要建立連接(類似打電話前要撥號)。
      • 三方交握
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    • 資料傳輸可靠(每句話都會被確認)。
    • 如果某部分資料丟失,會重新傳送(如聽不清楚時會重複)。
    • 速度較慢,因為要確認資料的完整性。

UDP(User Datagram Protocol)

UDP 就像是「傳簡訊」——當你傳一則簡訊時,不需要先確認對方是否在線,也不會確認對方是否已讀,只是把訊息快速發送出去。雖然這種方式很快,但簡訊有可能因為某些原因沒有傳到對方,或者是訊息順序亂掉,但這對你來說並不會是大問題,因為重點是快速傳遞訊息。這意味著 UDP 是一個「無連接」的協定,快速傳輸但不保證資料的完整性。

  • 特性
    • 不需要建立連接(傳簡訊不需要確認對方是否在線)。
    • 傳輸速度快(簡訊發送速度非常快)。
    • 可能會丟失資料或資料順序錯亂(簡訊有時會消失或順序亂掉)。
    • 適用於即時應用,例如直播或線上遊戲。

ICMP(Internet Control Message Protocol)

ICMP 可以比作「打電話詢問地址」——假設你要寄信給朋友,在寄出之前,你會先打電話確認對方的地址,這個步驟不會傳遞實際的資訊,只是用來確認對方是否能夠接收郵件。

ICMP 就是用來檢查網路狀況的協定,它不負責實際傳輸資料,而是用來診斷網路問題,像是用來確認某個 IP 地址是否能夠連接,這也是「ping」命令的工作原理。

  • 特性
    • 用於診斷網路連接問題(確認網路是否通暢,類似於打電話確認地址)。
    • 不傳送實際的數據,只用來發送錯誤報告或測試連接狀況。
    • 常用於「ping」命令,檢查設備是否在線或連接是否可用。

總結:

  • TCP:像打電話,需要先建立連線,確保資料完整性,適合需要高可靠性的應用(如網頁瀏覽、電子郵件)。
  • UDP:像傳簡訊,速度快但不保證每個訊息都會到達或順序正確,適合即時傳輸應用(如直播、語音通訊)。
  • ICMP:像打電話確認地址,用來檢查網路是否通暢,適合測試連接狀況。

網路設備簡介

藍隊還需要了解網路中常見的設備,這些設備一起構建了企業網路的基礎設施。

  • 路由器:根據設備的 IP 地址來轉發資料,就像郵局負責將信件送到正確的地址。
  • 集線器(Hub):將資料傳給所有連接的設備,有點像一個大廣播站,雖然最終會到達正確的設備,但可能產生不必要的流量。
  • 交換機(Switch):比集線器聰明,它能辨別每個設備的 MAC 位址,精準傳送資料到正確的設備。
  • 橋接器(Bridge):將不同的網路連接成一個更大的網路,但它們在一起工作。
  • 防火牆(Firewall):類似於網路的守門員,根據預設的規則決定哪些資料可以進入或離開網路,保護企業免受攻擊。

常見的網路相關的指令與工具

在網路管理與資訊安全中,使用工具來進行故障排除、網路發現或檢測潛在的安全威脅是非常重要的。

這些工具能幫助藍隊快速診斷網路問題或識別可能的安全漏洞。

以下是一些常用的網路工具,以及什麼時候應該使用它們、它們的目的是什麼、以及如何使用這些工具。

1. IP 和 ipconfig

使用時機

當設備無法連上網路或出現網路連接問題時,ip(Linux)或 ipconfig(Windows)是排查網路連接問題的起點。

可以查看設備的 IP 位址、閘道地址及 DNS 伺服器配置來確認問題所在。

目的

  • 檢查設備的 IP 設定
  • 確認網路連線狀態
  • 診斷是否存在 IP 衝突或連接問題

如何使用

  • ip a(Linux):顯示設備的 IP 地址。
  • ip r list(Linux):顯示設備的路由表,查看路由配置。
  • ipconfig(Windows):顯示網路介面的 IP 資訊。

實作:在自己的 Windows 跟 Linux 做

  1. 使用 ipconfig 檢查 WiFi IP
    image

  2. ip a
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  3. ip r list
    image

2. Traceroute 和 Tracert

使用時機:

當你需要追蹤封包從源設備到目標設備之間的路徑,或檢查網路中的路由問題時,使用 traceroute(Linux)或 tracert(Windows)。這些工具有助於了解路由器的跳數和網路中的瓶頸。

目的

  • 檢查從本地設備到遠端設備的網路路徑
  • 診斷網路中的延遲和瓶頸問題
  • 找出路徑中的故障節點

如何使用

  • traceroute [url]:檢查封包到達指定地址的路徑。
  • traceroute [url] -p [port number]:在指定端口上執行路徑追蹤。

實作

  1. 安裝 sudo apt install traceroute
    指令:代表利用管理員身分安裝 traceroute

  2. traceroute 8.8.8.8
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3. Dig 和 Nslookup

使用時機

當你需要查詢 DNS 伺服器來取得某個域名的 IP 地址或查找與域名相關的郵件伺服器資訊時,使用 dig(Linux)或 nslookup(Windows)。

這些工具適合在診斷 DNS 問題或查詢惡意域名的 IP 時使用。

目的

  • 查詢域名的 IP 地址或其他 DNS 記錄
  • 確認域名是否正確解析
  • 排查與 DNS 相關的問題

如何使用

  • dig [domain name]:查詢指定域名的 A 記錄(IP 地址)。
  • dig [domain name] MX:查詢指定域名的郵件伺服器(MX 記錄)。
  • nslookup [domain name](Windows):查詢指定域名的 IP 地址。

實作

dig feifei.tw
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4. Netstat

使用時機:

當懷疑系統上有可疑的網路活動或需要檢查打開的連接端口時,使用 netstat

可以查看設備上目前的 TCP 和 UDP 連接,這對於檢測系統是否被遠端控制或發現潛在的惡意活動非常有用。

目的

  • 檢查系統上打開的網路連接和端口
  • 診斷應用程式是否正常連接到網路
  • 發現潛在的惡意連接

如何使用:

  • netstat -a:顯示所有目前連接和監聽端口。
  • netstat -a -b:顯示所有目前連接、監聽端口以及對應的可執行文件。
  • netstat -s -p tcp -f:顯示使用 TCP 的所有連接的統計數據。

實作

  1. sudo apt install net-tools
  2. netstat -s -p tcp -f
    image

5. Nmap

使用時機

針對網路進行掃描來發現連接的設備、打開的端口和執行的服務時,使用 Nmap。它是一個強大的網路發現工具,適合用來掃描網路中的設備、進行端口掃描、操作系統識別以及漏洞檢測。

目的

  • 發現網路中的設備和服務
  • 檢查開放的端口和潛在的安全風險
  • 探測服務版本和操作系統

如何使用:

  • nmap -v -sT -sV [target]:執行 TCP 連接掃描並收集服務版本資訊。
  • nmap -sS [target]:執行 SYN 掃描,適合快速檢測開放的端口。
  • nmap -A [target]:執行全面掃描,包括服務版本檢測、操作系統識別和腳本掃描。

實作

  1. 安裝 sudo apt install nmap
  2. sudo nmap -sS nodelab.feifei.tw
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何時使用這些工具

  • IP 和 ipconfig:排查網路連接問題或檢查設備的 IP 設定。
  • Traceroute 和 Tracert:診斷封包傳輸路徑的問題,檢查延遲或路由問題。
  • Dig 和 Nslookup:查詢域名的 DNS 記錄,解決 DNS 問題。
  • Netstat:檢查系統上的網路連接,發現潛在的惡意活動。
  • Nmap:掃描網路中的設備、端口和服務,識別安全漏洞和網路資源。

使用這些工具可以有效地排查網路問題,加強網路安全性,並發現潛在的威脅。這些工具是藍隊的基本裝備,用於保護和維護網路安全。

總結

本次介紹藍隊需要了解網路的原因,主要包括:

  1. 網路攻擊頻繁,企業面臨嚴峻挑戰:企業正面臨勒索軟體、資料竊取和 DDoS 攻擊等多種網路威脅,導致商業機密外洩、營運中斷、商譽受損和經濟損失。藍隊需要了解這些攻擊的類型和手法,以制定有效的防禦策略。
  2. 跨部門合作和溝通:網路安全涉及 IT、法務、公關等多個部門。藍隊需具備良好的溝通能力,與不同部門協調,了解他們的需求和挑戰,共同制定網路安全策略。
  3. 理解企業的網路架構和安全需求:藍隊需要了解企業內部網路設備的連接方式,分析網路架構,找出可能的安全漏洞,處理資安事件並評估解決方案的可行性。
  4. 持續學習,提升專業技能:網路安全技術不斷演進,藍隊需持續學習新的知識和技能。透過參加研討會、閱讀專業書籍、參與線上課程和與其他安全專家交流,提升專業能力並應用於實際工作中。

也介紹藍隊在網路安全方面需要了解的基礎知識,包括:

  • 透過日常生活經驗理解網路概念,例如寄信的過程對應網路資料傳輸。
  • 了解 OSI 模型的七層架構,並將其與寄信的步驟進行比喻。
  • 理解網路協定的重要性,並比較 TCP、UDP、ICMP 三種協定的差異。
  • 認識常見的網路設備,如路由器、集線器、交換機、橋接器和防火牆。
  • 熟悉常用的網路指令和工具,包括 IP、ipconfig、traceroute、dig、netstat 和 nmap。

選擇題

  • 藍隊需要了解網路的主要原因是什麼?

    A) 設計更好的行銷策略
    B) 理解網路運作以有效防禦網路攻擊
    C) 開發新的軟體應用程式
    D) 減少 IT 部門的工作量

    答案:B

  • 在寄信的比喻中,哪一個對應於網路中的「路由器」?

    A) 信件
    B) 郵局
    C) 地址
    D) 郵差

    答案:B

  • OSI 模型中,負責管理兩個應用程式之間通訊會話的層級是?

    A) 傳輸層
    B) 會話層
    C) 表示層
    D) 應用層

    答案:B

  • 哪種網路協定被比喻為「傳簡訊」,速度快但不保證每個訊息都會到達或順序正確?

    A) TCP
    B) UDP
    C) ICMP
    D) HTTP

    答案:B

  • 若要檢查系統上開啟的網路連接和端口,發現潛在的惡意活動,應使用哪個工具?

    A) ipconfig
    B) netstat
    C) nmap
    D) traceroute

    答案:B

  • 防火牆在網路中的主要職責是什麼?

    A) 根據 IP 地址轉發資料
    B) 將不同網路連接成更大的網路
    C) 根據預設規則決定哪些資料可以進出網路
    D) 將資料廣播給所有連接的設備

    答案:C

  • 以下哪一個是「連接導向式通訊」並確保資料可靠傳輸的協定?

    A) TCP
    B) UDP
    C) ICMP
    D) FTP

    答案:A

  • 哪個網路工具用於查詢 DNS 記錄並解析域名?

    A) nslookup
    B) netstat
    C) ipconfig
    D) traceroute

    答案:A

行動指南

  1. 深化網路概念理解:重新學習文章中提到的基礎網路概念,如 OSI 模型、TCP/UDP/ICMP 協定,並嘗試將其與日常生活情境聯繫,加強對網路運作原理的理解。
  2. 熟悉常用網路工具:實際操作並練習使用 ipconfig、traceroute、dig、netstat、nmap 等網路指令和工具,提升診斷網路問題和加強安全性的能力。
  3. 提升溝通技巧:加強與不同部門的溝通能力,學習如何以簡單明瞭的方式向非技術人員解釋技術概念,促進跨部門合作。
  4. 分析企業網路架構:如果可能,深入了解所在企業的網路架構,識別潛在的安全漏洞,並與 IT 部門合作,共同加強網路安全。

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