網絡空間測繪—原理、技術與應用

第 1章 引言 1
1.1 互聯(lián)網與網絡空間 1
1.1.1 互聯(lián)網的概念與內涵 2
1.1.2 因特網的發(fā)展簡史 2
1.1.3 網絡空間的概念及演變 4
1.2 網絡測量與網絡空間測繪 8
1.2.1 網絡測量：用途與定義 9
1.2.2 網絡空間測繪 11
1.3 網絡空間測繪的研究內容和關鍵技術 13
1.3.1 網絡空間測繪的研究內容 14
1.3.2 資源探測技術 16
1.3.3 測繪分析與映射技術 19
1.3.4 繪制與可視化技術 20
1.3.5 網絡空間信息建模與資源表達 22
1.4 本章小結 25
參考文獻 25

第 2章 網絡空間表達模型與資源描述 27
2.1 地理空間及其表達 27
2.1.1 地理坐標系 28
2.1.2 投影坐標系及地圖投影 29
2.2 網絡空間及其與地理空間的關系 31
2.3 網絡空間資源標識方法 32
2.3.1 MAC 地址 34
2.3.2 IP 地址 34
2.3.3 自治系統(tǒng)號 34
2.3.4 端口號 35
2.4 網絡空間坐標表示與表達模型 35
2.4.1 基于網絡拓撲的網絡空間表達模型 36
2.4.2 基于地理信息系統(tǒng)的網絡空間表達模型 39
2.4.3 基于網絡空間坐標系的表達模型 42
2.5 本章小結 46
參考文獻 47

第3章 網絡空間資源探測、服務發(fā)現(xiàn)與識別 49
3.1 網絡空間資源與服務概述 49
3.2 主機存活性掃描 50
3.2.1 ICMP ECHO 請求 / 響應的基本原理 51
3.2.2 ICMP Sweep 掃描 51
3.2.3 ICMP 廣播掃描 52
3.2.4 基于其他 ICMP 報文類型的主機掃描 52
3.2.5 基于其他 ICMP 報文類型的 Sweep 掃描 54
3.2.6 基于其他 ICMP 報文類型的廣播掃描 55
3.2.7 利用 ICMP 錯誤報文進行主機檢測 55
3.2.8 基于 ICMP 的其他主機檢測 56
3.3 端口開放性掃描 62
3.3.1 端口掃描分類與基本原理 63
3.3.2 端口高速掃描 73
3.4 協(xié)議與服務識別 76
3.4.1 基于端口的服務識別 77
3.4.2 基于 Banner 信息的服務識別 77
3.4.3 基于指紋的服務識別 78
3.5 基于指紋的操作系統(tǒng)識別 82
3.5.1 經典的指紋識別方法 83
3.5.2 主動指紋識別技術 85
3.5.3 被動指紋識別技術 94
3.5.4 基于機器學習的指紋識別方法 96
3.6 服務掃描與識別基礎工具 107
3.6.1 Nmap 107
3.6.2 ZMap 112
3.6.3 Masscan 116
3.6.4 Xprobe/Xprobe2 117
3.6.5 Scapy 118
3.6.6 Unicornscan 120
3.6.7 NAST 120
3.6.8 Knocker 121
3.6.9 Blackwater 122
3.6.10 IP Scaner 123
3.6.11 p0f 124
3.7 國內外測繪平臺（項目）簡介 126
3.7.1 “藏寶圖計劃” 126
3.7.2 “X 計劃” 127
3.7.3 “SHINE 計劃” 128
3.7.4 Shodan 128
3.7.5 Censys 129
3.7.6 ZoomEye 130
3.7.7 FOFA 131
3.7.8 RaySpace 132
3.8 本章小結 132
參考文獻 133

第4章 網絡拓撲發(fā)現(xiàn) 137
4.1 拓撲發(fā)現(xiàn)概述 137
4.2 接口級拓撲發(fā)現(xiàn) 138
4.2.1 traceroute 139
4.2.2 traceroute 改進 142
4.3 路由器級拓撲發(fā)現(xiàn) 147
4.3.1 基于別名解析的路由器級拓撲發(fā)現(xiàn) 147
4.3.2 基于域內路由協(xié)議的路由器級拓撲發(fā)現(xiàn) 150
4.3.3 基于 SNMP 的路由器級拓撲發(fā)現(xiàn) 151
4.3.4 子網發(fā)現(xiàn) 152
4.4 PoP 級拓撲發(fā)現(xiàn) 154
4.4.1 traceroute 數據聚合 155
4.4.2 基于時延聚類 156
4.4.3 基于 ISP 公布的信息 156
4.5 AS 級拓撲發(fā)現(xiàn) 156
4.5.1 基于 BGP 157
4.5.2 基于 traceroute 的間接映射 160
4.6 本章小結 162
參考文獻 163

第5章 面向 IPv6 的網絡空間測繪 165
5.1 IPv6 網絡空間測繪面臨的挑戰(zhàn) 165
5.2 活躍 IPv6 地址發(fā)現(xiàn) 166
5.2.1 開放數據提取 166
5.2.2 被動收集 177
5.2.3 主動探測 180
5.3 IPv6 拓撲發(fā)現(xiàn) 204
5.3.1 基于種子地址的 IPv6 接口級拓撲發(fā)現(xiàn) 204
5.3.2 基于 ICMP 限速的路由器別名解析 205
5.3.3 基于誘導分片的路由器別名解析 206
5.4 本章小結 207
參考文獻 208

第6章 IP 地理定位研究 211
6.1 IP 地理定位研究簡介 211
6.2 IP 地理定位技術研究 215
6.2.1 IP 地理定位技術的分類方法 215
6.2.2 客戶端獨立的 IP 地理定位技術 216
6.3 IP 地理定位地標挖掘與評估 247
6.4 IP 地理定位方法評估 250
6.4.1 IP 地理定位技術測量 250
6.4.2 影響 IP 地理定位精度的因素 253
6.5 IP 地理定位對其他應用的影響 254
6.6 IP 地理定位框架下的綜合性研究 255
6.7 本章小結 257
參考文獻 258

第7章 網絡空間測繪可視化 261
7.1 網絡空間測繪可視化概述 261
7.2 網絡空間資源要素可視化 263
7.2.1 海底光纜可視化 264
7.2.2 網站可視化 264
7.2.3 IP 地址資源可視化 267
7.2.4 域名資源可視化 269
7.2.5 有爭議的研究 272
7.3 網絡空間拓撲可視化 273
7.3.1 IP 級互聯(lián)網拓撲可視化 273
7.3.2 AS 級互聯(lián)網拓撲可視化 276
7.4 網絡空間事件可視化 279
7.4.1 網絡空間態(tài)勢感知和網絡事件可視化 279
7.4.2 網絡空間動態(tài)可視化及分析 282
7.4.3 網空戰(zhàn)地圖 285
7.5 新型網絡空間可視化技術 287
7.6 本章小結 290
參考文獻 290

第8章 網絡空間測繪應用 293
8.1 概述 293
8.2 網絡資產發(fā)現(xiàn) 294
8.2.1 背景意義 294
8.2.2 從網絡標識符發(fā)現(xiàn)網絡標識符 295
8.2.3 從網絡標識符發(fā)現(xiàn)網絡資產 297
8.2.4 從網絡資產發(fā)現(xiàn)網絡標識符 298
8.2.5 從網絡資產發(fā)現(xiàn)網絡資產 299
8.2.6 小結 299
8.3 暗網測繪 300
8.3.1 背景意義 300
8.3.2 Tor 橋節(jié)點發(fā)現(xiàn) 302
8.3.3 Tor 隱藏服務分析 305
8.3.4 小結 307
8.4 物聯(lián)網設備漏洞和弱點發(fā)現(xiàn) 307
8.4.1 背景意義 307
8.4.2 物聯(lián)網設備發(fā)現(xiàn)和識別 308
8.4.3 物聯(lián)網設備漏洞和弱點發(fā)現(xiàn) 309
8.4.4 小結 314
8.5 “掛圖作戰(zhàn)” 314
8.5.1 背景意義 314
8.5.2 “掛圖作戰(zhàn)”內涵分析 315
8.5.3 “掛圖作戰(zhàn)”應用探討 317
8.5.4 小結 318
8.6 網絡空間測繪應用案例 318
8.6.1 網絡空間資產導航地圖 318
8.6.2 物聯(lián)網安全治理 324
8.6.3 供應鏈安全管理 327
8.6.4 資產威脅精準定位和審查評估 330
8.7 本章小結 332
參考文獻 333

第9章 總結與展望 336
9.1 總結 336
9.1.1 資源探測層 336
9.1.2 資源表示層 338
9.1.3 映射與定位層 339
9.1.4 繪制與可視化層 340
9.2 未來研究展望 341