在一切的嘟囔之前，让我先说一句，【直接使用】任何开放式网络都是十分危险的！开放式网络主要指的是学校、机场、咖啡厅等公共场合的开放Wi-Fi以及有线网络。公司的网络同样也不值得相信。所有不可控的网络都应该被划分到"开放式网络"中。

在开放式网络中，中间人劫持是极有可能存在的。一点技术含量都没有，一部root的Android手机就足够了。

序

话说六七年前呐，人们上网，还是通过插着网线的台式机；随后的2011、2012智能设备的兴起，越来越多的人开始使用可以连接到Wi-Fi的智能手机，越来越多的家庭开始有了"无线路由器"。

到现在，2016年，Wi-Fi已经遍地可见了——肯德基、必胜客、公园游乐场等餐饮娱乐场所，银行、学校、医院、火车站、机场等服务场所。

在空中飞着的无线电波啊，是不是给人一种飘渺虚无的没有安全感的感觉？其实有线网络也没安全到哪里去。

在兴致勃勃的连接上公共Wi-Fi时，你是否想过一个很严肃的问题：你的通信，是安全的吗？"安全"这二字虽然简单，但是却意味着四件事情：我的通信内容无法被第三者看到（隐私性）、我的通信即使被第三者看到也无法被解密（保密性）、我的通信发送给了正确的接受者（通信正确性、真实性）、我的通信内容没有被篡改（内容正确性、完整性）。

什么是"开放式网络"

提到"开放式网络"，很多人可能就想到那些公共场合的无密码的Wi-Fi，其实这样的想法是不准确的、错误的。在进一步说明什么是"开放式网络"之前，我们先想一想自己新安装的Windows第一次联网的时候的情景：

Windows将网络分为专用网络和公用网络，在此我同样建议这样分类，但是很明显工作网络也是很难信任的（参见《如何防范网络审计》）。所以，靠谱的分类是这样子滴：

开放网络：公共场合的Wi-Fi（无论是否有密码保护）、工作网络、学校网络

专用网络：家庭网络

开放网络包括但不限制于公共场合的Wi-Fi、公司网络、学校网络以及所有被你认定为不信任的网络。

在此我们将网络分成两部分，一部分是"外部网络"，你不可以控制的那部分网络；一部分称为"内部网络"，你的路由器的那个网段对你来说就属于内部网络，你可能有权控制、也可能只是众多客户之一。

一句话总结，所有不可控的网络都应该被划分到"开放式网络"中。

 

为什么"开放式网络"很危险

在"开放式网络中"，我们的定义是：我们无法信任处于同一网络的其他设备。在继续讨论为何"开放式网络"危险之前，我们先想想小时候的一个游戏。

20岁以上的小盆友可能小时候玩过"土电话"，就像下图所示一样。

一个发送端，一个接收端，通过一条线路"链接"到一起，这就是最简单的通信模式。下面我对这个图稍作改动

假设一个不怀好意的"滑稽"在双方不知情的情况接入通信链路，那么他就极有可能监听到这两者的通信内容。

在真实的网络中，直接通过一条线连接并通信的情况是很罕见的，通常一条通信线路都需要很多设备来"中转"。

如果在你的这个通信线路中同样存在一个不怀好意的"设备"记录你的通信，而且这个设备不是网关，这就叫"旁路"——而且通常是你无法察觉的。或者我们称之为"嗅探"更容易理解。这个现象其实很常见的，在《网络审计》中我们会重提这个问题。

在开放式网络中，任何人都可以接入这个网络，并且一般来说，任何一个设备均可以通过"ARP欺骗"来阻断数据包、中转数据包甚至是篡改数据包——这也就是说，开放式网络中，你看到的大部分东西，都不一定是它本来的面貌。其中"中转数据包"便是攻击者加载客户和网关之间充当“翻译”，具体模式大概如下：

1. 对目标主机A进行ARP欺骗，声称自己是网关；

2. 转发目标主机A的数据到网关，维持目标主机A的外出数据；

3. 对网关进行ARP欺骗，声称自己是目标主机A；

4. 转发网关的数据到目标主机A，维持目标主机A的接收数据；

5. 监听劫持或者修改目标主机A的进入和外出数据，从而实现攻击。

这种攻击也就是MITM（Man In the Middle attack，中间人攻击）的一种实施模式，在目标主机A和网关之间充当中间人，同理，攻击者也同样可以在目标主机A和目标主机B之间充当中间人。攻击者可以选择默默的监听，也可以选择篡改数据，甚至是丢弃数据来达到阻止通信的目的。

中间人攻击之所以能成功，是因为通信双方缺乏有效的身份认证机制。

盗用随想的一张图：

需要注意的是，ARP欺骗只是中间人攻击的一种模式而已，在内网中存在中间人攻击，在外部网络也同样存在中间人攻击，由政府、黑客操纵发动的中间人攻击也不是没有。

在开放式网络中，大部分情况下接入者是有能力进行ARP欺骗的，而凑巧的是互联网发展之初很多应用层协议都是【明文】传输的——你的通信内容已经不再具有隐私性。

你还能信任开放式网络吗？

不信，那就让我攻击一次来给你看。在淘宝、QQ邮箱登录还不是HTTPS的年代，我就干过这样的事情，真的一点技术含量都没有，只需要耐心而已。

这是我在自己的网络中使用ARP欺骗进行MITM之后的结果，捕捉到了一些提交的表单中的账号密码。

由于cain内置的表单内容不够多，所以没能看到一部分明文登录表单，可以通过wireshark自己查看下登录表单名，再添加到cain中。

在"开放式网络"之中的危险因素分析和应对措施

危险的原因

互联网的发展，大概可以这样说：设计者们把互联网设计成了一个漏水的瓶子，后人们就负责堵住漏水的洞。

在想要在网络中保证安全之前， 我们首先要理解为什么会不安全（如果你实在懒得看，就跳过这一部分吧）

• 隐私性

我的通信内容无法被第三者窃取。当第三者窃取的时候，我会注意到。

• 保密性

我的通信即使被第三者看到也无法被解密，这也就等同于"我的通信内容无法被第三者看到"。

• 通信正确性、真实性

我的通信发送给了正确的接受者，而不是冒充的"中间人"，想要保证这一点，我们需要一种有效的身份认证机制。

• 内容正确性、完整性

我的通信内容没有被篡改，我能够识别篡改。举个例子，你怎么知道你看的网页和我的服务器想要发送给你的网页是一样的？

如何应对这四个危险因素

• 保证隐私性

想要单纯的保证通信的隐私性，很抱歉这是不可能的。在现有的网络之中，任何中间设备都有可能记录下你的通信内容。

• 保证保密性

值得庆幸的是，随着现代密码学的发展，这一点已经成为可能。使用一种安全的加密算法来加密通信内容。然而如何配送加密密钥又成了一个问题，幸好人们发明了一些行之有效的密钥交换算法。

• 保证通信正确性、真实性

我们需要一种身份认证机制，通常都是客户认证服务器的身份（双向认证的情况也有，比如说4G网络的双向鉴权）。我们可以让服务器颁发证书/指纹给客户，以后每次连接的时候客户都会验证证书/指纹，之后如果有人进行中间人劫持，证书/指纹是必然要变化的。SSH便是采取这种模式的（然而SSH的第一次连接是无法避免中间人劫持的）。这一点往往也是SSL/TLS设计中最困难的、理论与实际差距最大的一部分，通常我们会引入第三方认证机构，并对认证机构分层级管理——所谓PKI体系

• 保证内容正确性、完整性

单向散列函数似乎是个很好的选择——哪怕原始信息发生1 bit的变化，散列结果都会变得完全不同。

单向散列函数是个啥捏？下一个系列见

说了这么堆废话，那么我们该如何保证在"开放式网络"中的安全性呢？

解决方案一：选择加密的网络协议

显而易见的是，在开放式网络之中，选择完善的加密通信协议，比如说HTTPS, SSH而不是HTTP, telnet。于是问题来了，国内很多门户网站、社交网站都没有采取全站HTTPS，包括新浪、搜狐、贴吧、微博……嗷呜满脸悲伤，本以为找到了个解决方案呢，是不？哎，每一个解决方案都是下一个问题的来源。那我们就想办法解决下一个问题吧。

解决方案二：将非加密协议承载在加密隧道协议之上

以HTTP为例，HTTP是一个典型的应用层协议，它的运作需要传输层的TCP、网络层的IP等等的配合。如果我们给HTTP的下层协议"打个补丁"使其增加安全性，那么我们的目的不就达到了吗？是啊……SSL/TLS就是酱紫的，但是为了避免篇幅太长，SSL/TLS我们要留到以后再说。

1. 使用加密的VPN协议

这标题看起来很难懂是不是，但是如果我说"挂个VPN"是不是就秒懂了？不要提到VPN就想到翻墙哦。

VPN全称是Virtual Private Network，虚拟专用网。这东西，最开始呐，有一群懒虫们想在家里访问公司的内部网络。扯一条专线过去吧，太费钱了，不如发明一种协议虚拟个"隧道"？没错这就是VPN的最初思想。通常VPN是加密的，它利用已加密的通道协议（Tunneling Protocol）来达到保密、发送端认证、消息准确性等私人消息安全效果。这种技术可以利用不安全的网络来发送可靠、安全的消息。

当你成功连接VPN时，VPN程序会修改系统的路由表，使得所有数据，无论是你聊的QQ还是看的视频或是刷的微博都从加密的隧道转发出去（OpenVPN则将数据从虚拟的TAP网卡发送、接收），也就是所谓的"全局"。在这里"所有"画了删除线，比如说WebRTC就会直接无视路由表。

VPN根据不同的协议，可以有很多分类，常见的有PPTP、L2TP、OpenVPN、SSTP等

其中PPTP已经不再安全（使用iOS的用户应该记得那个警告吧）

L2TP是未加密的，通常搭配IPSec、IKE2等来达到加密、认证的目的。

OpenVPN使用OpenSSL库来加密数据与控制信息，而且对服务器也有证书认证、并且是跨平台的。

2. 使用加密的SOCKS5协议

在这里比较有名的恐怕是Clowwindy的shadowsocks了吧——shadowsocks是一款安全的加密的SOCKS5代理、附带有流量混淆功能。然而SOCKS5却不够"全局"，有些软件无法设置代理，有些设置了代理，其自带的自动更新也常常会绕过代理。包括可恶的Flash都会无视代理设置。

关于HTTP与HTTPS

HTTP发明于上个世纪的八十年代，那个时候互联网先驱们们还没有想到如此复杂、险象环生的网络。随着网络的不断发展，HTTP也从1.0变成了广泛应用的1.1，最终2015年发布了全新的HTTP/2（这么前卫的我当然启用了HTTP/2的支持，只要你使用Google Chrome、Mozilla Firefox、Microsoft Edge或Opera中任意一款即可，一部分套牌浏览器的内核也应该高于支持HTTP/2的Chromium版本号）

然而尽管到了HTTP/2，可是HTTP/2依旧没有强制加密连接。

随着斯诺登把NSA大规模监听计划棱镜曝光之后，人们越来越关注隐私，越来越反对政府对个人权利的肆意侵犯（但是有很多天朝人民却在跪着，还想让别人也都跟着一起跪着）；各大公司纷纷加强安全基础设施，开启透明度报告并启用全站HTTPS——在HTTPS这事上大概只有Google做的最激进了，不仅改变了搜索引擎的算法提升了HTTPS网站的权重，甚至打算在Chrome 56中正式将HTTP页面标记为不安全。

在HTTP的时代，任何网页都可能不是你想看的真正的网页，任何内容都可能是被篡改过的，你输入的任何信息都可能被第三方窃取，一切隐私都是不可能的！

为什么我们要启用全站HTTPS

尽管HTTPS会对性能造成一定程度的影响，但是随着HTTP/2的逐渐普及、HTTPS性能调优和人们对隐私关注的提高，HTTPS不应该只是为了保护用户的账号密码，用户所浏览的任何网页都应该得到加密。

同时，不是全站HTTPS也存在一些缺点，比如说cookie泄露、跳转时降级攻击。

早就应该到了全站HTTPS的时代了！HTTP已死！纸都别烧了。

结束语

在开放式网络中啊，要么搜索下周杰伦多少岁（一些无关紧要的事情），要么挂上一个VPN来保证通信安全！个人信息是可以拿来交易的，知道嘛。

在写目录的时候，我把一些密码学的概念、HTTPS/SSL/TLS放到了这一部分，但是写着写着就发现这会使篇幅严重加长并且和题目《从开放式网络中想到的》毫无关系。所以只好以后再单独写一篇HTTPS/SSL/TLS了（如果我能写好的话）。

感谢那些鼓励我写此系列文章的朋友们！

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