網絡空間攻防技術原理

韩兰胜，男，教授，博士生导师，武汉市黄鹤英才。长期从事网络、信息安全方面的教学、科研工作，是国家有关部门多项安全项目负责人。近10年来为本科生主讲《计算机病毒原理及防治技术》（主编）、《软件安全》，《网络安全综合实践III级》，主要研究方向为网络安全：恶意代码、移动网络安全、网络行为分析以及大数据安全理论与技术。以第一或通讯作者发表文章50余篇（SCI-20余篇）。主持或参与湖北省自科基金、国家自科基金青年及面上、重大仪器项目5项，其他项目10余个、组建华科网络攻防俱乐部，近年来带领俱乐部成员积极参加网络安全对抗赛，在知名竞赛中都名列前茅，稳居全国第一梯队，比如在全国大学生信安大赛创新实践赛全国总决赛的亚军。

第 1章 概述 1

1.1 CTF的起源和意義 1

1.2 CTF競賽的主要內容 2

1.2.1 CTF競賽題目形式 2

1.2.2 CTF競賽模式 3

1.2.3 CTF競賽組織方式 4

1.3 CTF競賽的學習方法 5

1.3.1 夯實基礎，勤於動手 5

1.3.2 積極參賽，以賽代練 6

1.3.3 組隊學習，共同成長 7

第 2章 準備工作 10

2.1 前序課程準備 10

2.1.1 編程及電腦基礎課程 10

2.1.2 電腦網絡相關課程 11

2.1.3 操作系統相關課程 12

2.1.4 密碼學相關課程 12

2.2 學習環境準備 13

2.2.1 操作系統安裝 13

2.2.2 Web 環境搭建 15

2.2.3 二進制環境搭建 16

2.3 “First Blood” 20

2.3.1 網頁代碼審計 20

2.3.2 JavaScript 代碼審計 20

2.3.3 消失的右鍵菜單 21

2.3.4 控制台巧反混淆 22

2.3.5 控制台再反混淆 22

2.3.6 響應頭中的秘密 23

2.3.7 善用搜索引擎 23

2.3.8 簡單的MD5解密 23

2.3.9 簡單的程序開發 24

2.3.10 簡單的圖像隱寫 24

2.3.11 Cookie可以改 25

2.3.12 Session 不能改 25

2.3.13 簡單的XSS 25

2.3.14 簡單的SQL註入 26

2.3.15 簡單的逆向分析 27

2.3.16 成功通關 28

第3章 Web 30

3.1 基礎知識 30

3.1.1 Web探究 30

3.1.2 Web安全基礎 33

3.1.3 Web關鍵技術 34

3.2 實驗環境與常用工具 37

3.2.1 實驗環境 38

3.2.2 常用工具 39

3.3 服務層安全 43

3.3.1 服務端開發語言安全 43

3.3.2 服務端開發框架安全 55

3.3.3 服務端軟件安全 56

3.3.4 服務端容器安全 57

3.3.5 服務端應用安全 59

3.3.6 服務端數據庫安全 62

3.3.7 服務端網絡服務安全 64

3.3.8 其他服務端漏洞 69

3.4 協議層安全 73

3.4.1 HTTP安全 73

3.4.2 HTTPS安全 79

3.4.3 DNS協議安全 82

3.5 客戶層安全 89

3.5.1 XSS漏洞 90

3.5.2 CSRF漏洞 94

3.5.3 點擊劫持 98

3.5.4 瀏覽器安全 99

3.6 Web中的認證機制 100

3.6.1 HTTP認證 100

3.6.2 單點登錄 104

3.6.3 OAuth第三方認證 105

3.6.4 JSON Web Token 107

3.7 註入漏洞詳解 109

3.7.1 SQL註入 109

3.7.2 XXE註入 121

3.7.3 HTML註入 124

3.7.4 LDAP註入 125

3.7.5 模板註入 125

3.8 反序列化漏洞詳解 126

3.8.1 反序列化基礎 127

3.8.2 PHP反序列化 128

3.8.3 Java反序列化 135

3.8.4 Python反序列化 148

第4章 Reverse 152

4.1 基礎知識 152

4.1.1 Reverse是什麽 152

4.1.2 程序的編譯和解釋 152

4.1.3 匯編語言基礎 154

4.1.4 PE文件結構及執行原理 155

4.1.5 進程和線程 160

4.1.6 API函數和句柄 161

4.2 常用工具 162

4.2.1 文件查看工具 162

4.2.2 文件編輯器 164

4.2.3 靜態分析工具 164

4.2.4 動態調試工具 168

4.3 一般程序逆向 177

4.3.1 問題解析 177

4.3.2 技術方法 178

4.3.3 賽題舉例 193

4.4 反靜態分析 197

4.4.1 問題解析 197

4.4.2 技術方法 198

4.4.3 賽題舉例 202

4.5 反動態調試 208

4.5.1 問題解析 208

4.5.2 技術方法 209

4.5.3 賽題舉例 212

4.6 虛擬機保護 215

4.6.1 問題解析 215

4.6.2 技術方法 216

4.6.3 賽題舉例 218

第5章 Pwn 230

5.1 基礎知識 230

5.1.1 Pwn是什麽 230

5.1.2 棧與函數調用 230

5.1.3 ELF文件結構及執行原理 231

5.1.4 內存保護機制 238

5.1.5 shellcode基礎 242

5.2 常用工具 245

5.2.1 程序運行環境 245

5.2.2 調試及分析工具 246

5.2.3 輔助工具 248

5.3 格式化字符串漏洞 256

5.3.1 問題解析 256

5.3.2 漏洞利用 259

5.3.3 賽題舉例 264

5.4 棧溢出漏洞 273

5.4.1 問題解析 273

5.4.2 漏洞利用 273

5.4.3 賽題舉例 275

5.5 堆相關漏洞 291

5.5.1 問題解析 291

5.5.2 漏洞利用 295

5.5.3 賽題舉例 297

第6章 Crypto 307

6.1 基礎知識 307

6.1.1 密碼學的作用 307

6.1.2 密碼學的基本概念 307

6.1.3 密碼學的研究內容 308

6.1.4 古典密碼與現代密碼 309

6.2 常用工具 311

6.2.1 CyberChef 311

6.2.2 OpenSSL 312

6.2.3 古典密碼工具 315

6.2.4 公鑰密碼相關工具 315

6.2.5 hash工具 317

6.3 古典密碼 318

6.3.1 古代手工密碼 318

6.3.2 近代機械密碼 322

6.3.3 賽題舉例 322

6.4 分組密碼 324

6.4.1 分組密碼概述 324

6.4.2 常見的分組密碼 325

6.4.3 分組密碼的工作模式 329

6.4.4 攻擊技術及CTF考點 333

6.4.5 賽題舉例 335

6.5 序列密碼 345

6.5.1 一次一密密碼體制 346

6.5.2 基於移存器的序列密碼 346

6.5.3 其他序列密碼 349

6.5.4 賽題舉例 350

6.6 公鑰密碼 351

6.6.1 公鑰密碼的原理 351

6.6.2 常見公鑰密碼體制 352

6.6.3 攻擊技術及CTF考點 354

6.6.4 賽題舉例 355

6.7 哈希函數 366

6.7.1 哈希函數的原理 366

6.7.2 常見的哈希函數 366

6.7.3 攻擊技術及CTF考點 372

6.7.4 賽題舉例 373

第7章 Misc 375

7.1 基礎知識 375

7.1.1 Misc是什麽 375

7.1.2 信息搜集技巧 375

7.2 常用工具 377

7.2.1 Linux工具 377

7.2.2 Windows 工具 377

7.3 編碼分析 378

7.3.1 問題解析 378

7.3.2 通信相關編碼 378

7.3.3 電腦相關編碼 379

7.3.4 生活中的編碼 382

7.4 隱寫分析 383

7.4.1 問題解析 383

7.4.2 圖像隱寫 383

7.4.3 音頻隱寫 388

7.4.4 視頻隱寫 390

7.5 流量分析 391

7.5.1 問題解析 391

7.5.2 修復流量包 391

7.5.3 Wireshark使用 393

7.5.4 常見協議分析 393

7.6 內存取證 402

7.6.1 題目類型及背景 402

7.6.2 電腦物理內存 402

7.6.3 常用的取證分析工具 403

第8章 競賽參考 407

8.1 線上賽 407

8.1.1 線上賽的競賽模式 407

8.1.2 賽題的擬制 408

8.2 線下賽 413

8.2.1 線下賽的競賽模式 413

8.2.2 漏洞的修補 414

8.3 人工智能挑戰賽 429

後記 432