11.2 PPP的认证

原理概述

        PPP能提供验证协议CHAP（Challenge-Handshake Authentication Protocol，挑战式握手验证协议）、PAP（Password Authentication Protocol，密码验证协议），更好保证网络安全性。

        PAP为两次握手验证，口令为明文，验证过程仅在链路初始建立阶段进行。当链路建立阶段结束后，用户名和密码将由被验证方重复地在链路上发送给验证方，直到验证通过或者链路终止。PAP不是一种安全的验证协议，因为口令是以明文方式在链路上发送的，并且用户名和口令还会被被验证方在链路上反复发送，导致很容易被截获。

        CHAP是三次握手验证协议，只在网络上传输用户名，而并不传输用户密码，因此安全性要比PAP高。CHAP协议是在链路建立开始就完成的，在链路建立完成后的任何时间都可以进行再次验证。当链路建立完成后，验证方发送一个“challenge”报文给被验证方；被验证方经过一次Hash算法后，给验证方返回一个值；验证方把自己经过Hash算法生成的值和被验证方返回的值进行比较。如果两者匹配，验证通过，否则验证不通过，连接被终止。

实验目的

        掌握配置PPP PAP认证的方法

        掌握配置PPP CHAP认证的方法

        理解PPP PAP和PPP CHAP认证的区别

实验内容

        本实验模拟企业网络环境。R1为分支机构接入端网关设备，PC1为企业分支机构终端。R2为企业总部接入终端网关设备，PC2为企业总部终端，R3为企业总部核心路由器。处于安全角度考虑，网络管理员在分支机构访问总部时部署PPP认证，R1是被认证方路由器，R3是认证方路由器，只有认证通过才能建立PPP连接进行正常访问。

实验编址

设备	接口	IP地址	子网掩码	默认网关
PC1	Ethernet0/0/1	10.0.1.1	255.255.255.0	10.0.1.254
PC2	Ethernet0/0/1	10.0.2.1	255.255.255.0	10.0.2.254
R1	GE0/0/0	10.0.1.254	255.255.255.0	N/A
	Serial4/0/0	10.0.13.1	255.255.255.0	N/A
R2	GE0/0/0	10.0.23.2	255.255.255.0	N/A
	GE0/0/1	10.0.2.254	255.255.255.0	N/A
R3	GE0/0/0	10.0.23.3	255.255.255.0	N/A
	Serial4/0/0	10.0.13.3	255.255.255.0	N/A

实验拓扑    

实验步骤

1.基本配置

        根据实验编制表进行相应的基本配置，并检测各直连链路的连通性。

2.搭建OSPF网络

        [R1]ospf 1
        [R1-ospf-1]area 0
        [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.1.0 0.0.0.255
        [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.13.0 0.0.0.255

        [R2]ospf 1
        [R2-ospf-1]area 0
        [R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.2.0 0.0.0.255
        [R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.23.0 0.0.0.255

        [R3]ospf 1
        [R3-ospf-1]area 0
        [R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.13.0 0.0.0.255
        [R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.23.0 0.0.0.255

        配置完成后，测试总部与分支机构终端之间的连通性。

        PC>ping 10.0.2.1

        Ping 10.0.2.1: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
        Request timeout!
        From 10.0.2.1: bytes=32 seq=2 ttl=125 time=31 ms
        From 10.0.2.1: bytes=32 seq=3 ttl=125 time=31 ms
        From 10.0.2.1: bytes=32 seq=4 ttl=125 time=16 ms
        From 10.0.2.1: bytes=32 seq=5 ttl=125 time=31 ms

 3.配置PPP的PAP认证        

        为了提升分支机构与总部通信时的安全性，在分支网关设备R1与公司核心设备R3上部署PPP的PAP认证。R3为认证路由器，R1为被认证路由器。

        由于在华为路由器上，广域网串行接口默认链路层协议为PPP，因此可以直接配置PPP认证。在总部设备R3上使用 ppp authentication-mode 命令设置本端的PPP协议对对端设备的认证方式为PAP，认证采用的域名为huawei。
        [R3]int s4/0/0   
        [R3-Serial4/0/0]ppp authentication-mode pap domain huawei

        接下来配置认证路由器R3的本地认证信息。

        执行aaa命令，进入AAA视图。使用authentication-scheme 命令创建认证方案huawei_1，并进入认证方案视图。

        [R3]aaa  
        [R3-aaa]authentication-scheme huawei_1

        使用 authentication-mode 命令配置认证模式为本地认证。

        [R3-aaa-authen-huawei_1]authentication-mode local

        使用 domain 命令创建 huaweiyu，并进入视图。使用 authentication-scheme 命令配置域的认证方案为huawei_1，注意必须和创建的认证方案一致。

        [R3-aaa]domain huaweiyu
        Info: Success to create a new domain.
        [R3-aaa-domain-huaweiyu]authentication-scheme huawei_1

        退回到AAA视图，使用 local-user 命令配置存储本地，为对端认证方所使用的用户名为R1@huaweiyu，密码为Huawei。

        [R3-aaa]local-user R1@huaweiyu password cipher Huawei
        Info: Add a new user.
        [R3-aaa]local-user R1@huaweiyu service-type  ppp

        配置完成后，关闭R1和R3相连接口一段时间以后再打开，使R1和R3间的链路重新协商，并检查链路状态和连通性。

        [R3-Serial4/0/0]shutdown
        [R3-Serial4/0/0]undo shutdown

        display ip interface brief
        *down: administratively down
        ......

        Interface                         IP Address/Mask      Physical   Protocol  
        GigabitEthernet0/0/0              10.0.23.3/24         up         up        
        GigabitEthernet0/0/1              unassigned           down       down      
        GigabitEthernet0/0/2              unassigned           down       down      
        NULL0                             unassigned           up         up(s)     
        Serial4/0/0                       10.0.13.3/24         up         down      
        Serial4/0/1                       unassigned           down       down 

        ping 10.0.13.1
          PING 10.0.13.1: 56  data bytes, press CTRL_C to break
            Request time out
            Request time out
        ......

        可以观察到，现在R1和R3间无法正常通信，链路物理状态正常，但是链路层协议状态不正常。这是因为此时PPP链路上的PAP认证未通过，现在仅仅配置了认证方设备R3，还需要在被认证方设备R1上配置相关的PAP认证参数。

        在R1的S4/0/0接口下，使用 ppp pap local-user 命令配置本端被对端以PAP方式验证时本地发送的PAP同户名和密码。

        [R1]int s4/0/0
        [R1-Serial4/0/0]ppp pap local-user R1@huaweiyu password cipher 

        配置完成后，再次查看链路状态并测试连通性。

        dis ip int b
        *down: administratively down
        ^down: standby
        ......

        Interface                         IP Address/Mask      Physical   Protocol  
        GigabitEthernet0/0/0              10.0.1.254/24        up         up        
        GigabitEthernet0/0/1              unassigned           down       down      
        GigabitEthernet0/0/2              unassigned           down       down      
        NULL0                             unassigned           up         up(s)     
        Serial4/0/0                       10.0.13.1/24         up         up        
        Serial4/0/1                       unassigned           down       down      

        ping 10.0.13.3
          PING 10.0.13.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
            Reply from 10.0.13.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=255 time=20 ms
            Reply from 10.0.13.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=255 time=20 ms
            Reply from 10.0.13.3: bytes=56 Sequence=3 ttl=255 time=30 ms
            Reply from 10.0.13.3: bytes=56 Sequence=4 ttl=255 time=20 ms
            Reply from 10.0.13.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=255 time=10 ms

        可以发现，现在R1与R3间的链路层协议状态正常，且可以正常通信。

        测试PC1与PC2的连通性      

        PC>ping 10.0.2.1

        Ping 10.0.2.1: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
        Request timeout!
        From 10.0.2.1: bytes=32 seq=2 ttl=125 time=31 ms
        From 10.0.2.1: bytes=32 seq=3 ttl=125 time=31 ms
        From 10.0.2.1: bytes=32 seq=4 ttl=125 time=31 ms
        From 10.0.2.1: bytes=32 seq=5 ttl=125 time=16 ms

        总部与分支机构之间通信正常。

4.配置PPP的CHAP认证

        公司网络管理员日常维护中发现，分部公司频繁遭受攻击，PPP认证密码经常被盗用，对网络状况进行分析。抓取R1的S4/0/0数据包进行分析：

                

         可以观察到，在数据包中很容易找到所配置的用户名和密码。因此验证了使用PAP认证时，口令将以明文方式在链路上传送，并且由于完成PPP链路建立后，被认证方会不停的在链路上反复发送用户名和口令，知道身份认证过程结束，所以不能防止攻击。而使用CHAP认证时口令用MD5算法加密后在链路上发送，能有效的防止攻击。为进一步提高链路安全性，网络管理员需要重新部署PPP的CHAP认证。

        首先删除原有的PAP认证配置，域名保持不变。

        [R3]int s4/0/0   
        [R3-Serial4/0/0]undo ppp authentication-mode 

        [R1]int s4/0/0   
        [R1-Serial4/0/0]undo ppp pap local-user 

        删除后，在认证设备R3的S4/0/0接口下配置PPP的认证方式为CHAP。

        [R3-Serial4/0/0]ppp authentication-mode chap

        配置存储在本地，对端认证方所使用的用户名为R1，密码为huawei

        [R3-aaa]local-user R1 password cipher huawei
        Info: Add a new user.
        [R3-aaa]local-user R1 service-type ppp

        其余认证方案和域的配置保持不变。

        配置完成后，关闭R1与R3相连接口一段时间后再打开，使链路重新协商。查看链路状态，并测试连通性。

        [R3-aaa]dis ip int b
        *down: administratively down
        ^down: standby
        ......

        Interface                         IP Address/Mask      Physical   Protocol  
        GigabitEthernet0/0/0              10.0.23.3/24         up         up        
        GigabitEthernet0/0/1              unassigned           down       down      
        GigabitEthernet0/0/2              unassigned           down       down      
        NULL0                             unassigned           up         up(s)     
        Serial4/0/0                       10.0.13.3/24         up         down      
        Serial4/0/1                       unassigned           down       down  

        ping 10.0.13.1
          PING 10.0.13.1: 56  data bytes, press CTRL_C to break
            Request time out
            Request time out

        可以看到，目前R1与R3间的链路层协议状态不正常，无法正常通信。这是由于此时被认证方R1上海没有配置用户名和密码。

        在R1的S4/0/0接口下配置CHAP认证的用户名和密码。

        [R1]int s4/0/0
        [R1-Serial4/0/0]ppp chap user R1
        [R1-Serial4/0/0]ppp chap password cipher huawei

        配置完成后，测试R1与R3的连通性。

        [R1-Serial4/0/0]ping 10.0.13.3
          PING 10.0.13.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
            Reply from 10.0.13.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=255 time=20 ms
           Reply from 10.0.13.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=255 time=30 ms
            Reply from 10.0.13.3: bytes=56 Sequence=3 ttl=255 time=20 ms
            Reply from 10.0.13.3: bytes=56 Sequence=4 ttl=255 time=20 ms
            Reply from 10.0.13.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=255 time=20 ms

        PC>ping 10.0.2.1

        Ping 10.0.2.1: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
        Request timeout!
        From 10.0.2.1: bytes=32 seq=2 ttl=125 time=31 ms
        From 10.0.2.1: bytes=32 seq=3 ttl=125 time=31 ms
        From 10.0.2.1: bytes=32 seq=4 ttl=125 time=31 ms
        From 10.0.2.1: bytes=32 seq=5 ttl=125 time=16 ms

再R1的4/0/0接口抓包：

         可以观察到，现在数据包内容已经为加密方式发送，无法被攻击者截获认证密码，安全性得到了提升。