Обзор книги: «Атака сетей на уровне протоколов» – Джеймс Форшоу

«Атака сетей на уровне протоколов. Руководство хакера по захвату и анализу сетевого трафика и эксплуатации уязвимостей» (оригинал: Attacking Network Protocols: A Hacker’s Guide to Capture, Analysis, and Exploitation) – книга, написанная Джеймсом Форшоу и изданная No Starch Press. Русскоязычная версия вышла в издательстве «ДМК-Пресс» в феврале 2022 года в переводе Д. В. Беликова. Книга насчитывает 340 страниц, ISBN 978-5-97060-972-9.
Это практическое руководство, посвящённое безопасности сетевых протоколов. Автор рассматривает сеть с точки зрения злоумышленника, чтобы помочь читателю обнаружить уязвимости и научиться защищаться от них. Книга охватывает весь цикл работы с сетевыми протоколами – от перехвата трафика и реверс-инжиниринга до эксплуатации найденных уязвимостей.

Об авторе

Джеймс Форшоу – один из ведущих мировых специалистов по поиску программных уязвимостей. С июля 2014 года он работает исследователем безопасности в команде Google Project Zero. За плечами Форшоу – более десяти лет опыта в сфере аппаратной и программной безопасности на различных платформах.

Форшоу занимал позицию №1 в рейтинге исследователей Microsoft Security Response Center (MSRC). В 2013 году он стал первым получателем рекордной награды Microsoft в размере $100 000 за обнаружение новой техники обхода защитных механизмов в Windows 8.1. Общая сумма его баунти только от Microsoft на тот момент составила $109 400. Он также является победителем конкурсов Pwn2Own и Microsoft Mitigation Bypass Bounty. Помимо данной книги, Форшоу является автором Windows Security Internals (No Starch Press) и создателем инструмента анализа сетевых протоколов Canape.

Структура и содержание

Книга состоит из 10 глав и приложения, организованных в логическую последовательность от основ к продвинутым техникам:

Часть I: Основы и захват трафика (Главы 1–4)

• Глава 1. Основы сетей – фундамент сетевых технологий: модель TCP/IP, четыре уровня (канальный, сетевой, транспортный, прикладной), инкапсуляция данных, маршрутизация. Вводится трёхуровневая модель анализа протоколов: контент, кодирование, транспорт.
• Глава 2. Перехват трафика – пассивный и активный захват сетевого трафика. Работа с Wireshark, системные вызовы (strace, DTrace, Process Monitor), различные типы прокси: port-forwarding, SOCKS, HTTP.
• Глава 3. Структура сетевых протоколов – внутренние структуры протоколов: бинарные форматы, числовые данные, порядок байтов (endianness), текстовые структуры, битовые флаги.
• Глава 4. Расширенный перехват трафика – продвинутые техники: настройка маршрутизации, NAT (SNAT/DNAT), спуфинг DHCP, ARP-отравление с помощью Ettercap.

Часть II: Анализ и реверс-инжиниринг (Главы 5–8)

• Глава 5. Анализ на практике – практический анализ трафика на примере учебного приложения SuperFunkyChat. Работа с Wireshark, разбор hex-дампов, написание Lua-диссекторов, использование прокси для активного анализа.
• Глава 6. Обратная разработка приложения – статический и динамический реверс-инжиниринг: работа с дизассемблерами (IDA Pro), декомпиляторами (.NET – ILSpy, Java – JD), отладка исполняемых файлов.
• Глава 7. Безопасность сетевого протокола – криптография: симметричное и асимметричное шифрование, хеширование, цифровые подписи, MAC, PKI, TLS. Разбор уязвимостей в реализациях TLS и концепция Perfect Forward Secrecy.
• Глава 8. Реализация сетевого протокола – воспроизведение захваченного трафика (Netcat, Python), переиспользование существующего кода, работа с TLS-шифрованием через MITM-прокси.

Часть III: Поиск и эксплуатация уязвимостей (Главы 9–10)

• Глава 9. Основные причины уязвимостей – классификация уязвимостей: удалённое выполнение кода (RCE), отказ в обслуживании (DoS), утечка информации, обход аутентификации и авторизации. Подробный разбор ошибок работы с памятью (memory corruption).
• Глава 10. Поиск и эксплуатация уязвимостей – фаззинг, отладка, триаж крашей, техники эксплуатации (переполнение стека/кучи, use-after-free). Механизмы защиты: DEP, ASLR, stack canaries и методы их обхода (ROP, information disclosure).

Приложение: Набор инструментов

Приложение содержит каталог инструментов, систематизированных по категориям:

Практическая составляющая

Одной из сильнейших сторон книги является её практическая направленность. Форшоу разработал два ключевых учебных инструмента:

• SuperFunkyChat – учебное чат-приложение на C#, реализующее пользовательский бинарный протокол. Оно используется на протяжении всей книги для демонстрации методов анализа и атак на реальном примере.
• Canape Core – сетевая библиотека для построения собственных инструментов анализа и эксплуатации протоколов, доступная на GitHub под лицензией GPLv3.

Код из книги доступен для скачивания в виде ZIP-архива с сайта книги, что позволяет сразу применять теорию на практике. Всё программное обеспечение работает на базе .NET Core – кроссплатформенного фреймворка для Windows, Linux и macOS.

Экспертная оценка

Рецензент IEEE Свен Дитрих (Sven Dietrich) характеризует книгу как «компактное и увлекательное руководство для новичков в анализе трафика», отмечая, что вкрапления практического кода делают чтение особенно полезным. По его мнению, книга подходит как пентестерам и фаззерам, так и разработчикам, желающим понять, чего не следует делать при проектировании протоколов.

Читатели на Goodreads отмечают «лаконичность и методичность» подхода Форшоу к декомпозиции сетевых протоколов и реверс-инжинирингу. Книга признаётся одной из ключевых работ в области сетевой безопасности и входит в профессиональные подборки по кибербезопасности.

Среди замечаний – значительная часть материала посвящена ошибкам работы с памятью (memory corruption), что может быть менее актуально для специалистов, работающих с memory-safe языками. Некоторые инструменты и ссылки, упомянутые в книге, могут потребовать обновления с учётом развития технологий после 2017 года.

Целевая аудитория

Книга адресована нескольким категориям специалистов:

• Пентестеры и баг-хантеры – для систематического подхода к анализу и атаке сетевых протоколов
• Разработчики – для понимания типичных уязвимостей и проектирования более безопасных протоколов
• Исследователи безопасности – для освоения методологии реверс-инжиниринга и фаззинга протоколов
• Продвинутые студенты – для изучения сетевой безопасности на практических примерах

Книга предполагает базовые знания сетевых технологий, хотя первые главы дают необходимый фундамент. Для продвинутых глав (9–10) потребуется понимание работы с памятью и навыки отладки.

Сильные и слабые стороны

Преимущества

• Авторитетность автора – Форшоу не просто теоретик, а практикующий исследователь из Google Project Zero с подтверждённым послужным списком крупных находок
• Системный подход – книга выстраивает полный цикл от захвата трафика до эксплуатации уязвимости, каждая глава логически вытекает из предыдущей
• Практические инструменты – собственные разработки автора (SuperFunkyChat, Canape Core) позволяют отрабатывать навыки в безопасной среде
• Широкий охват инструментария – приложение с каталогом инструментов служит ценным справочником для повседневной работы
• Кроссплатформенность – примеры работают на Windows, Linux и macOS

Недостатки

• Акцент на memory corruption может быть избыточен для специалистов, не работающих с C/C++
• Некоторые инструменты и ссылки устарели (книга написана в 2017 году)
• Не затрагиваются современные протоколы и технологии (HTTP/3, QUIC, TLS 1.3 в полной мере)
• Ограниченное внимание к автоматизации и CI/CD-интеграции процессов тестирования безопасности

Релевантность для баг-хантинга

Для специалистов, занимающихся баг-баунти, книга предоставляет фундаментальную методологию, которая остаётся актуальной вне зависимости от возраста издания. Подход Форшоу к декомпозиции протоколов – разделение на уровни контента, кодирования и транспорта – применим к анализу любых пользовательских протоколов и API. Навыки фаззинга, описанные в главе 10, и инструменты вроде AFL и Scapy по-прежнему составляют основу арсенала охотника за уязвимостями.

Книга особенно полезна при работе с нестандартными протоколами, которые часто встречаются в IoT-устройствах, игровых серверах и корпоративных приложениях – именно там, где баг-баунти-программы нередко предлагают наибольшие выплаты.

Итоговая оценка

«Атака сетей на уровне протоколов» – одна из немногих книг, системно покрывающих весь цикл исследования безопасности сетевых протоколов. Несмотря на год выпуска (2017), фундаментальные принципы анализа, реверс-инжиниринга и эксплуатации, изложенные Форшоу, остаются актуальными. Книга заслуживает места в библиотеке любого специалиста по информационной безопасности, особенно тех, кто работает с пентестом и баг-баунти.

Оценка: 8.5/10 – сильная методологическая база и практическая направленность с поправкой на необходимость самостоятельного обновления инструментария.