一、什么是中间人攻击

中间人攻击（Man-in-the-MiddleAttack）：当数据离开一个端点前往另一个端点时，数据传输的过程便是对数据失去控制的过程，此时当一个中间人位于两个端点之间对数据进行劫持转发，称为中间人攻击。

二、中间人攻击的类型

Wifi 欺骗

攻击者可以创建与本地免费 Wi-Fi 选项同名的虚假 Wi-Fi 接入点（AP）。一旦您连接到了恶意访问点，攻击者就可以监视您的一切在线活动。

例如，您用计算机设备连接到咖啡馆的免费公共 Wi-Fi 上，然后试图访问银行的网站。随后，您可能会遇到如下错误提示。
中间人攻击（MITM） - 图1
如上图所示，您会遇到一个证书错误，通知您该银行的网站不具备有效的加密证书。这表面上好像是提醒您银行的配置存在问题，真实情况却是中间人攻击正在进行中。

尽管如此，很多人仍然选择单击该错误信息并继续访问该银行网站。之后，他们进行银行账户登录、汇款、账单支付等操作，貌似一切如常。

而实际上，攻击者可能已经建立好了一个虚假的服务器和伪造的银行网站。当你连接到虚假的银行服务器时，他们会将目标银行的真实页面略作修改，并呈现给您。您所有输入的登录详细信息，都将被发送到中间人服务器的后台。

SSL 剥离（劫持）

原理

当您尝试连接或访问不安全的 HTTP 站点时，浏览器可以将您重定向到安全的 HTTPS 选项。
但是，攻击者可以劫持重定向过程，将指向其自建服务器的链接植入其中，进而窃取您的敏感数据以及您输入的所有凭据。

我们以客户端发起一个 https 请求为例，看看 SSL 剥离攻击的原理
中间人攻击（MITM） - 图2

防御方式

  1. 使用 HSTS 来过滤

浏览器发起请求前都会检查一个由浏览器维护的HSTS预加载列表，只要请求地址在该列表中，我们就会强制浏览器使用https请求。
若列表中没有该地址，且地址访问协议不为 https ，则按照正常的访问 http 协议网站的步骤。

以访问 baidu.com 为例子

  1. 浏览器时先按照 http://www.baidu.com 进行访问
  2. 百度服务器发现是 http 请求，这是不安全的，于是响应一个 301/302 重定向 response 让客户端重定向至https://www.baidu.com
  3. 客户端接收到重定向响应信息，于是重定向至 https://www.baidu.com。让浏览器直接发起 HTTPS 请求。
  4. 响应报文头包括Strict-Transport-Security字段，HSTS 预加载列表将加入该地址
    1. Strict-Transport-Security: max-age=31536000; includeSubDomains; preload

    响应头的 Strict-Transport-Security 给浏览器提供了详细的说明。 从现在开始，每个连接到该网站及其子域的下一年（31536000秒）从这个头被接收的时刻起必须是一个 HTTPS 连接。 HTTP 连接是完全不允许的。 如果浏览器接收到使用 HTTP 加载资源的请求，则必须尝试使用 HTTPS 请求替代。 如果 HTTPS 不可用，则必须直接终止连接。

    此外，如果证书无效，将阻止你建立连接。 通常来说，如果 HTTPS 证书无效（如：过期、自签名、由未知 CA 签名等），浏览器会显示一个可以规避的警告。 但是，如果站点有 HSTS，浏览器就不会让你绕过警告。 若要访问该站点，必须从浏览器内的 HSTS 列表中删除该站点。

HSTS优点

  1. 强制使用 HTTPS 建立安全连接防止重定向劫持以及中间人 SSL 剥离攻击。
  2. 省略从前 http 访问服务器，服务器响应，客户端再重定向的步骤，节省时间与资源。
  3. 无 HSTS 浏览器显示证书错误时用户可以选择忽略警告继续访问，有了 HSTS 之后证书错误时无目标页链接入口，防止中间人使用 SSL 劫持攻击。

HSTS缺陷

HSTS 无法解决第一次访问时的 HTTP 请求，只能要求客户端第一次以后每次访问都使用 HTTPS 请求。

解决HSTS缺陷

浏览器发起请求前都会检查一个由浏览器维护的 HSTS 预加载列表，所以我们只需要将服务器地址加入到 HSTS 预加载列表中即可解决 HSTS 存在的缺陷。

HSTS 是否完全安全？

  • 你第一次访问这个网站，你不受 HSTS 的保护。 如果网站向 HTTP 连接添加 HSTS 头，则该报头将被忽略。 这是因为攻击者可以在中间人攻击（man-in-the-middle attack）中删除或添加头部。 HSTS 报头不可信，除非它是通过 HTTPS 传递的。
  • 目前唯一可用于绕过 HSTS 的已知方法是基于 NTP 的攻击。 如果客户端计算机容易受到 NTP 攻击（ NTP-based attack），它可能会被欺骗，使 HSTS 策略到期，并使用 HTTP 访问站点一次。

DNS 欺骗

原理

  1. 正常的 DNS 解析

如果您想访问 www.example.com，您的浏览器需要找到该特定 Web 服务器的 IP 地址。
它首先要查询系统的 hosts 文件，这是一个文本文件，其中包含任何域名的 IP 地址，这些域名被有效地“硬编码”到该系统中。

在 window系统中，hosts 文件的位置 C:\Windows\System32\drivers\etc

但是，大多数时候该网址不在系统的hosts文件中，那您的浏览器将询问DNS服务器（可能是一个在您组织网络上的解析器，也可能是由ISP运营或由Google、OpenDNS等组织运营的外部公共解析器）

  1. DNS 欺骗

DNS 欺骗就是攻击者冒充域名服务器的一种欺骗行为。原理：如果可以冒充域名服务器，然后将查询的 IP 地址设为攻击者的 IP 地址，这样的话用户上网就只能看到攻击者返回的页面。

DNS 欺骗之前一般需要使用 ARP 攻击来配合实现。
同时欺骗局域网内的用户主机和网关，局域网中用户的数据和网关的数据会发给同一个攻击者，这样，用户与网关的数据就会泄露。

  1. 欺骗用户主机：攻击者通过ARP欺骗使得局域网内用户主机发送给网关的流量信息 变成 发送给攻击者。用户主机刷新自己的 ARP 使得在自己的 ARP 缓存表中对应的 MAC 为攻击者的 MAC。
  2. 欺骗网关：通过欺骗网关的形式，使得用户发送给网关数据后，网关发送给攻击者。

如下图 主机 C 为攻击者。
中间人攻击（MITM） - 图3

防御方式

DNS 攻击存在一定的局限性：

  1. 攻击者不能替换缓存中已存在的记录，这也就是我们为什么要在实验开始时刷新受害机的DNS缓存的原因
  2. DNS服务器缓存时间的刷新

防御措施

  1. 使用最新版本的 DNS 服务器软件，及时安装补丁
  2. 关闭 DNS 服务器的递归功能
  3. 限制区域传输范围
  4. 限制动态更新
  5. 采用分层的DNS体系结构
  6. 保护内网设备，DNS攻击一般都是从内网中发起的，如果你的内网设备很安全，那么也就不存在被感染的风险

参考资料

《8月更文挑战｜中间人攻击-流量欺骗与流量劫持总结》
《一文了解“中间人攻击（MITM）”》
《HTTPS连接过程以及中间人攻击劫持》