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Page 1: 「我國 IPv6 建置發展計畫」 92 年度 期中成果報告 研究發展分項計畫 子計畫一:新一代網際網路移動環境與資訊 家電技術之研究

「我國 IPv6 建置發展計畫」92 年度期中成果報告研究發展分項計畫

子計畫一:新一代網際網路移動環境與資訊家電技術之研究

Page 2: 「我國 IPv6 建置發展計畫」 92 年度 期中成果報告 研究發展分項計畫 子計畫一:新一代網際網路移動環境與資訊 家電技術之研究

子計畫一:新一代網際網路移動環境與資訊家電技術之研究

清華大學交通大學

黃能富

陳耀宗

1在整合型具 IPv6 環境的隨意行動網路上設計與製作一個即時和服務品質保證的繞徑協定

中正大學黃仁竑

陳裕賢

2應用 IPv6 Multihoming 技術的家庭網路代理伺服器之設計與實作 成功大學

黃崇明許政穆

3IPv6 網路之攻擊、防禦及密碼模組之開發研究 成功大學

賴溪松曾龍

4結合 IC 卡的 IPv6 安全機制設計與實

現高雄師範大學 楊中皇

5IPv6 xDSL 上網機制雛型服務系統研製

中華電信研究所 鄭石源

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Mobile IPv6 over MANET 之雛形系統的研製

計畫主持人:國立中正大學 資工系 陳裕賢 副教授

黃仁竑 教授

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Outline Part I: Mobile IPv6 over MANET 之運作原理

介紹 :Why is the need of "Mobile IPv6 over MANET" ?The key difference between Mobile IPv4 over MA

NET with Mobile IPv6 over MANETThe difficulty of implementing the Mobile IPv6 ov

er MANET

Part II: Mobile IPv6 over MANET 之雛形系統架構

Page 5: 「我國 IPv6 建置發展計畫」 92 年度 期中成果報告 研究發展分項計畫 子計畫一:新一代網際網路移動環境與資訊 家電技術之研究

Part I: Mobile IPv6 over MANET 之運作原理介紹 :

Why is the need of "Mobile IPv6 over MANET" ?

The key difference between Mobile IPv4 over MANET with Mobile IPv6 over MANET.

The difficulty of implementing the Mobile IPv6 over MANET.

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1. Why is the need of "Mobile IPv6 over MANET" ?

APAP AP AP

筆記型電腦

筆記型電腦

筆記型電腦

筆記型電腦

筆記型電腦

Internet BackBone

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1. Why is the need of "Mobile IPv6 over MANET" ?

AP AP AP AP

筆記型電腦

筆記型電腦

筆記型電腦

筆記型電腦

筆記型電腦

Internet BackBone

筆記型電腦

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2. The key difference between Mobile IPv4 over MANET with Mobile IPv6 over MANET

Internet v4

HA

FA

Subnet 140.123.1.0

Subnet 140.123.2.0

HA FA由 移動到

packet MN1送 給

HA MN1紀錄H_addr CoA和 的對應關係

140.123.1.15 140.123.2.10

Subnet 140.123.3.0

MN1 : 140.123.1.15MN1 : 140.123.1.15CoA : 140.123.2.10

CN

BindingBinding

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Tunneling to the Care-of Address

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The basic operation of Mobile IPv6 由於 IPv6 有 Stateless Address Autoconfiguration和 Neighbor Discovery 這兩種通訊協定,因此就不需要 Foreign Agent 的存在。而 Home Agent 、Home Network 以及 Encapsulation 等觀念則和 IPv4 的想法接近。

MH 取得一個 Care-of Address( 使用 Neighbor Discovery 和 Stateless Address Autoconfiguration)後,和 Home Agent 作認證 ( 使用 Authentication Header) 。

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Mobile IPv6 Operation 當 MN 移到另一個 link 時 , 會以 autoconfiguration 去取得一 IP, 之

後 MN 會送一 “ binding update” 給他的 HA. (destination option) 之後 HA 會回一個 ” binding acknowledgement” 給 MN. (destinatio

n option)

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Triangle Routing 當 CN 第一次傳送封包給 MN 時 , 因為 binding updat

e 裡沒有 MN 的資料 , 因此先傳送至 HA, 再由 HA 以 tunneled to MN. (IPv6 Encapsulation)

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3. The difficulty of implementing the Mobile IPv6 over MANET

Multi-hop routing on MANET under IPv6.Different kernel

Integrate MANET to IPv6 backbone

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MN3 3ffe:3600:2000:2100::7/64

MN4

Router2

Internet v6

3ffe:3600:2000:2100::3/64

3ffe:3600:2000:2100::5/64

Router1

MN1

MN2 3ffe:3600:2000:2000::15/64

3ffe:3600:2000:2000::10/64

3ffe:3600:2000:2000::5/64

Web Server3ffe:3600:2000:1000::100/64

PacketPacket

MANET Routing (DSDV)

IP Protocol

MANET Routing (DSDV)

IP Protocol

MANET Routing (DSDV)

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Router2

MN3

MN5 : 3ffe:3600:2000:2000::5/64

MN6

Router1 & MN5's HA

CNInternet v6

3ffe:3600:2000:2000::2/64

3ffe:3600:2000:2100::3/64

ICMPv6

CoA: 3ffe:3600:2000:2100::7/64

Binding

MN5’s IP: 3ffe:3600:2000:2000::5/64 CoA: 3ffe:3600:2000:2100::7/64

Packet

encapsulate Packet

Packet

Binding

MN5’s IP: 3ffe:3600:2000:2000::5/64 CoA: 3ffe:3600:2000:2100::7/64

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Router2

MN3

Router1 & MN5's HA

CNInternet v6

3ffe:3600:2000:2000::2/64

3ffe:3600:2000:2100::3/64

MN6

Router

MN1

3ffe:3600:2000:2200::4/64

MN5 : 3ffe:3600:2000:2000::5/64

ICMPv6

CoA: 3ffe:3600:2000:2200::23/64

MN5’s IP: 3ffe:3600:2000:2000::5/64

BindingBinding

Old CoA: 3ffe:3600:2000:2100::7/64New CoA: 3ffe:3600:2000:2200::23/64

Packet

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Part II: Mobile IPv6 over MANET 之雛形系統架構 現有成果

Multi-hopping (MANET) routing under IPv4 MANET interconnect with IPv4 backbone

現在努力的目標 Multi-hopping (MANET) routing under IPv4 MANET routing interconnects with IPv6 backbone

未來目標 Mobile IPv6 over MANET

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MN1 192.168.10.10MN2 192.168.10.13

MN3 192.168.10.15

DSDV

DSDV

Routing Table192.168.10.15192.168.10.13192.168.10.10

Routing Table192.168.10.15192.168.10.13192.168.10.10

Routing Table192.168.10.15192.168.10.13192.168.10.10 IPv4 Backbone

Linux 1對外主機

Linux 2對外主機

IPv4

IPv4

MN4

MN5

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應用 IPv6 Multihoming 技術的家庭網路代理伺服器之設計與實作

國立成功大學資訊工程系國立中正大學資訊工程系

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Outline Multihoming Introduction Related Multihoming Internet-Draft Project Design and Implementation Conclusion Reference

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Multihoming Introduction A host or router has two more

different network connection.

ISP1ISP1 ISP2ISP2

Internet

Internet

Multihoming Gateway

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Multihoming Advantages Fault Tolerance Load Balance Provider Selection Link Aggregation

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ISP-1

ISP-1

ISP-2

ISP-2

Internet

Internet

Multihoming Gateway

A B

C D

If B is broken, the connectionwill be forwarded by A.

If D is broken, the connection will be forwarded by E.

E

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Multihoming Scope Provider-Level

draft-ieft-inpgwg-ipv6multihome-with-aggr-01

Site-Level At site exit routers, RFC 3178

Subnet/Host-Level

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Multihoming Problems ISPs cannot advertise prefixes of

other ISPs Site cannot advertise to upstream

providers’ prefixes longer than their assigned prefix

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Multihoming Solutions Router-based Solutions Host-based Solutions Mobile-based Solutions Geographic or Exchange-based

Solutions

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Router-based Solutions GSE/8+8

draft-ipng-gseaddr-00 GSE: Global, Site, and End System Address Elem

ents Multihoming with Route Aggregation

draft-ietf-ipngwg-ipv6multihome-with-aggr-01

Multihoming Using Router Renumbering draft-ietf-ipngwg-multi-isp-00

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Router-based Solutions (Con’t) Multihoming Support at Site Exit Route

rs IPv6 Multihoming Support at Site Exit Rout

ers, RFC 3178 Multihoming Aliasing Protocol (MHAP)

draft-py-mhap-intro-00

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Host-based Solutions Host-Centric IPv6 Multihoming

draft-huitema-multi6-hosts-01 Host Identity Payload Protocol (HIP)

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Mobile-based Solutions draft-bagnulo-multi6-mnm-00

Application of the MIPv6 protocol to the multi-homing problem

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Geographic or Exchange-based Solutions GAPI: A Geographically Aggregatable Pr

ovider Independent Address Space to Support Multihoming in IPv6 draft-py-multi6-gapi-00

Extension Header for Site Multihoming Support draft-bagnulo-multi6-mhExtHdr-00

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Related Internet-Draft draft-ietf-multi6-multihoming-requirements-0

6 Goals for IPv6 Site-Multihoming Architectures.

draft-savola-multi6-nowwhat-00 IPv6 Site Multihoming: Now What?

draft-de-launois-multi6-naros-00 NAROS : Host-Centric IPv6 Multihoming with Traffic

Engineering. draft-kurtis-multihoming-longprefix-00

Multihoming in IPv6 by multiple announcements of longer prefixes.

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Related Internet-Draft (Con’t) draft-hain-ipv6-pi-addr-use-04

Application and Use of the IPv6 Provider Independent. draft-py-multi6-gapi-00

GAPI: A Geographically Aggregatable Provider Independent Address Space to Support Multihoming in IPv6.

draft-kurtis-multi6-roadmap-00 A road-map for multihoming in IPv6.

draft-savola-multi6-asn-pi-00 Multihoming Using IPv6 Addressing Derived from AS

Numbers.

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Our Design Goals To build a Multihoming Gateway for IP

v6-based HomeNetwork Multiple Outgoing Interfaces Fault Tolerance Load Balance Bandwidth Aggregation Web Proxy …

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Our Experimental Architecture

default route

2001:0238::1/32

2001:0238::2/32

2001:0288::2/32

2001:0288::1/32

eth0

eth1

eth1

eth0

RouterA:Hinet RouterB:Tanet

eth0 eth2

eth1

eth0

Multihome Gateway

Home Client

default route

2001:288:1:1::2/64

2001:288:1:1::1/64

2001:288:1:1:1:1:0:3/96

Browser / Mozilla

Proxy / Squid

Web / Apache

2001:238:1:1::1/64Master Outgoing LinkSlave Outgoing Link

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System Implementation Interface/Link Detection

Using ICMPv6 to detect the interface is available or not

Interface/Link Detection Periodically Modify/Setup Routing Information

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System Implementation (Con’t) Fault Tolerance (Redundant Link)

Assume ISPs assign a prefix to users, not only one IPv6 address.

Multihoming Gateway connects two outgoing links from different ISPs, with different ipv6 prefix

Choose a master link to communicate The other is a slave/backup link

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default route

2001:0238::1/32

2001:0238::2/32

2001:0288::2/32

2001:0288::1/32

eth0

eth1

eth1

eth0

RouterA:Hinet RouterB:Tanet

eth0 eth2

eth1

eth0

Multihome Gateway

Home Client

default route

2001:288:1:1::2/64

2001:288:1:1::1/64

2001:288:1:1:1:1:0:3/96Browser / Mozilla

Proxy / Squid

Web / Apache

2001:238:1:1::1/64Master Outgoing LinkSlave Outgoing Link

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When the master link is crashed The slave/backup link will be used The client need not change their IPs to fit t

he prefix of the slave/backup link Use the IPv6 address of the slave/backup link t

o communicate Using Network Address Translation Table

Current Support ICMPv6 TCP/UDP

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default route

2001:0238::1/32

2001:0238::2/32

2001:0288::2/32

2001:0288::1/32

eth0

eth1

eth1

eth0

RouterA:Hinet RouterB:Tanet

eth0 eth2

eth1

eth0

Multihome Gateway

Home Client

default route

2001:288:1:1::2/64

2001:288:1:1::1/64

2001:288:1:1:1:1:0:3/96

Proxy / Squid

Web / Apache

2001:238:1:1::1/64Slave Outgoing Link

Mapping Table

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System Implementation (Con’t) Load Balance

Equal Cost Multi Path (ECMP) – IPv4 RFC 2391

Round Robin Least Load First Least Traffic First Least Weighted Load First

Weight Round Robin (WRR) – IPv4

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Web Proxy on the Multihoming Gateway Squid supporting IPv6 Installed on Multihoming Gateway Use the Fault-Tolerance to make the squid

server workable at any time, expect all link are failed.

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Conclusions Introduce the benefits of Multihoming

Fault Tolerance Load Balance …

Apply Mulithoming to IPv6 HomeNetwork Multihoming Gateway including the web proxy

Describe Our Design Goals and Current System Implementation Reduce Cost Increase Performance

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References http://www.ietf.org/html.charters/multi6-charter.html. draft-ietf-multi6-multihoming-requirements-06.txt. Il-sun Whang and Dongkyun Kim, “IPv6 Multihoming

”, KRnet2002. David BINET, “Home Networking: The IPv6 killer appli

cation?”, France Telecom R&D, 2002. Jeff Doyle, “Issues in IPv6 Deployment.“, Juniper

NETWORKS.

Page 46: 「我國 IPv6 建置發展計畫」 92 年度 期中成果報告 研究發展分項計畫 子計畫一:新一代網際網路移動環境與資訊 家電技術之研究

The Design and Implementation of an IPv6-enabled Intrusion detection System:

Status report

Leader:

C. S. Lai(NCKU)

Core team-members:

B. Tseng(Hsing-Kuo Univ.)

P. Chen(NCKU)

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Agenda

• Intrusion Detection System: An Overview

• Our Work: IPv6-enabled Intrusion detection System

• Further works:

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I.Intrusion Detection System: An Overview

• What is Intrusion Detection System• Model and Architecture• Data Source• Core technology• Metric and Testing methodology• Testing Environment and Test reports• Development methodology: A software-

engineering viewpoint• Other topics

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Intrusion Detection System:What

Intrusion detectionIntrusion detection is the process of monitoring the events occurring in a computer system or network and analyzing them for signs of intrusions, defined as attempts to compromise the confidentiality, integrity, availability, or to bypass the security mechanisms of a computer or network.

Intrusions are caused by attackers accessing the systems from the Internet, authorized users of the systems who attempt to gain additional privileges for which they are not authorized, and authorized users who misuse the privileges given them.

Intrusion Detection Systems (IDSs)Intrusion Detection Systems (IDSs) are software orhardware products that automate this monitoring and analysis

process.

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IDS in a Network

防火牆

集線器

集線器

InternetIE

工作站

Apache Server

Oracle DB

HIDS

NIDS

NIDS路由器

工作站工作站 IDS Management

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Host Intrusion detection system, HIDS

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Model

Denning, D. E., "An Intrusion-Detection Model,"IEEE Transactions on Software Engineering, vol. 13, pp. 222-232, 1987.

Hypothesis:: exploitation of a system's vulnerabilities involves abnormal use, of the system; therefore, security violations could be detected from abnormal patterns of system usage.

The model is independent of any particular system, application environment, system vulnerability, or type of intrusion, thereby providing a framework for a general-purpose intrusion-detection expert system.

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Six main components

• Subjects: Initiators of activity on a target system- normally users.

• Objects: Resources managed by the system-files, commands, devices, etc.

• Audit records: Generated by the target system in response to actions performed or attempted by subjects on objects-user login, command execution, file access, etc.

• Profiles: Structures that characterize the behavior of subjects with respect to objects in terms of statistical metrics and models of observed activity. Profiles are automatically generated and initialized from templates.

• Anomaly records: Generated when abnormal behavior is detected.

• Activity rules: Actions taken when some condition is satisfied, which update profiles, detect abnormal behavior, relate anomalies to suspected intrusions, and produce reports.

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Architecture

• Monolithic

• Hierarchal structure

• Agent-based IDS

• Distributed IDS

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Monolithic

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Hierarchal structure

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Agent-based IDS

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Distributed IDS:GrIDS

1.DIDS (Distributed Intrusion Detection System,1991/1992)::U. C. Davis

2.GrIDS:A GRAPH BASED INTRUSION DETECTION SYSTEM (1996/1999)::U. C. Davis

3.EMERALD(1997)

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Distributed IDS:AAFIDAutonomous Agents for Intrusion Detection (AAFID):: Purdue University(1998)

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Data Source

1.Audit log:: SUN Solaris/BSM(Basic security Module) WINDOWS/Event log System log Linux/*BSD::syslog App. Log too many,…..

2.Network packet flow:

3.Windows registry:only for Windows Frank Apap, Andrew Honig, Shlomo Hershkop, Eleazar Eskin, and Sal Stolfo (Columbia University), RAID 2002, LNCS 2516, pp. 36–53, 2002.

……

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WINDOWS::Event Log

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Packets captured

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Windows registry

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Core technology:Anomaly detection vs Misuse detection

Anomaly detectorsAnomaly detectors identify abnormal unusual behavior (anomalies) on a host or network.

They function on the assumption that attacks aredifferent from “normal” (legitimate) activity and can

therefore be detected by systems that identify these differences.

Anomaly detectors construct profiles representing normal behavior of users, hosts, or network connections. These profiles are constructed from historical data collected over a period of normal operation. The detectors then collect event data and use a variety of measures to determine when monitored activity deviates from the norm.

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Anomaly detection

• statistical methods::(NIDES,…)

• Rule induction::(ASAX,..)

• (artificial) neural networks::(many,…C.S.Lai)

• fuzzy set theory::(T.Y.Lin1994)

• machine learning algorithms(Lane, Brodley1997,…)

• artificial immune systems::(Forrest, Hofmeyr,..)

• signal processing methods• temporal sequence learning::(Lane, Brodley1999)

• Data mining::(W.Lee..)……..

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Misuse detection::

Misuse detectorsMisuse detectors analyze system activity, looking for events or sets of events that match a predefined pattern of events that describe a known attack.

“signature-based detection.”

The most common form of misuse detection used incommercial products specifies each pattern of events

corresponding to an attack as a separate signature.

• Expert System::• “state-based” analysis techniques• Genetic algorithm::(GASSATA1998,..)• …………………………..

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Testing Environment and Test reports

• Mitre(1997):Netranger, Realsecure, ASIM

• Information Warfare Conf.(1998):

Realsecure, NFR

• MIT/Lincoln Labs(1998/1999): DARPA-funded

• SANS 2000 ID-NET(2000.3):Intrusion-detection-focused conf.

• ……………………………..

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•1998 DARPA Intrusion Detection Evaluation

•1999 DARPA Intrusion Detection Evaluation

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SparcSparcUltra Ultra

InsideTraffic

Generator

OutsideTraffic

Generator

WebServerSniffer

Linux 2.0.27 SunOS 4.1.4 Solaris 2.5.1Simulation

Status Target Machines

Simulation Network for Off-line EvaluationSimulation Network for Off-line Evaluation

Locke172.16.112.10

Zeno172.16.113.50

Pascal172.16.112.50

Hobbes172.16.112.20

Solomon192.168.1.90

Calvin192.168.1.10

Aesop192.168.1.20

Marx172.16.114.50

= Pentium II pcs running modified Linux kernel (based on 2.0.32)which allows these machines to spoof many different ip addresses

SunOS 5.6

486 P2 P2P2

Solaris 2.5.1

““Inside”Inside”

172.16 => eyrie.af.mil

““Outside”Outside”

192.168.1 => world.net194.27.251 => plum.net

197.218.177 => grape.mil(plus all other domains used)

RouterCiscoAGS+

MIT Lincoln Laboratorydm: last modified 3/24/98

A B

Ethernet Hub InfoA: AsanteHub 1012 (no ip)B: HP EtherTwist Hub PLUS (ip = 192.168.1.5)

hub

Router Interface InfoA: 172.16.112.1B: 198.168.1.1

hub

1998 DARPA Intrusion Detection Evaluation

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1998 Training Data Attack

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1998 Anomaly Training Data

The simulation featured

6 users whose activity

can be used to test

anomaly detection systems.

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Test the following types of misuse

1. Denial of service 2. Unauthorized access from a remote

machine 3. Unauthorized transition to root by

an unprivileged user 4. Surveillance and probing 5. Anomalous user behavior

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locke172.16.112.10

Sniffer

plato

Ethernet HubRouter

192.168.1.2

192.168.1.1

172.16.112.5

172.16.0.1

RouterCISCO

HP HP

1999 DARPA Intrusion Detection Evaluation::Simulation Network 99

attacker

attackerattackerattacker

hobbes172.16.112.20

Gateway

pascal172.16.112.50 Victim

zeno172.16.113.50

Victim

marx172.16.114.50

Victim

hume172.16.112.100

Victim

kant172.16.112.110

Victim

NTNT 9898

monitor192.168.1.30

SNMP Monitor

solomon192.168.1.90

Sniffer

calvin192.168.1.10Gateway

aesop192.168.1.20

Web Server

attacker

NTNT

Virtual Inside Hosts

Virtual Outside Hosts

Cisco 2514

Linux Linux

Linux Linux NT

SunOS MacOS SunOS Linux Solaris SunOS Linux NT Win98

. . .. . .

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II. Our Work:Current Status

• Focus on::IPv6-enabled(only) Intrusion detection System

• Next Step::IPv4/v6 Dual-Stack IDS,………

• Challenges::IPv4IPv6

(1)different Header structure

(2)many transition/translation mechanisms

(3)IPsec-secure packet

(4)many misconfiguration-scenarios

(5) Possible attacks

………………..

Need a fully-understanding of these topics

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Our Design::

Information sources

Pattern matcher

Alarm/report generator

Profile engine

Anomaly detector

Policy rules

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Modules::

IPv6 IDS

DataPreprocessor

IntrusionDetector

DataCollector

Tcpdump Perl script

IntelligentComponent

Neural Network ::LNKnet

LNKnetgenerated C

code

MLP

Application Ccode

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Data Processing

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Ethereal::IPv6 ready

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20 Octets+Options : 13 fields, include 3 flag bits

0 bits 84 16 31

Ver IHL Total Length

Identifier Flags Fragment Offset

32 bit Source Address

32 bit Destination Address

24

Service Type

Options and Padding

Time to Live Header ChecksumProtocol

RemovedChanged

different Header structure:IPv4 Header

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IPv6 Header::40 Octets, 8 fields

0 31

Version Class Flow Label

Payload Length Next Header Hop Limit

128 bit Source Address

128 bit Destination Address

4 12 2416

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Simple test

Window XP SP1

IPv4::a.b.c.98

• Window .NET server 2003 rc2

• IPv4::a.b.c.100

Network Monitor::

IPv6 Ready

Ethereal::

IPv6 Ready

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IPv6 Header ::8 fields

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IPv6 support in Major Operation Sysms

Current• Windows 2000 Server + PatchAutomatic tunneling• Windows XP/.NET server 2003 6to4 Tunneling• Linux (Red Hat 9)Tunnel Broker• *BSD(FreeBSD 5.1) Tunnel Broker

• Linux(Mandrake 9.1)…SUSE• *BSD(OpenBSD 3.3, NetBSD 1.6.1)• Solaris(8/9)

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Windows 2000 Server + Patch

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區域連線介面,可以採用 Neighbor Discovery 或手動設定

Automatic Tunneling

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Automatic Tunnel

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Simple test

Window XP SP1

IPv4::a.b.c.98

• Window .NET server 2003 rc2

• IPv4::a.b.c.100

Network Monitor::

IPv6 Ready

Ethereal::

IPv6 Ready

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Windows .NET server RC2

ISATAP

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Windows XP SP1(98)

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6to4 ::6to4 derives a IPv6 from an IPv4 address.

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Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol (ISATAP):: draft-ietf-ngtrans-isatap-13.txt

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Simple Deployment Scenario of ISATAP (Hosts… .)

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ICMPv6

IPv4

ICMP IGMP ARP RARP

IPv6

ICMPv6(RFC 2463)

Neighbor Discovery(rfc2461)

support M-IPv6

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ICMPv6 messages

• grouped into two classes: error messages and informational messages.

ICMPv6 error messages:1 Destination Unreachable2 Packet Too Big3 Time Exceeded 4 Parameter Problem

ICMPv6 informational messages:128 Echo Request129 Echo Reply

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ICMPv6 Informational Messages::Echo Request

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Echo Reply Message

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XP(98).NET(100)::ISATAP

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.NET Server 2003

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XP .NET

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IPv6 Tunnel Broker

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Motivation

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Tunnel Broker Virtual IPv6 ISP

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IPV6 Tunnel Broker 設定

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Red Hat 9.0::IPV6 Tunnel Broker 設定

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FREEBSD 5.1 IPV6 Tunnel Broker 設定

1. ifconfig gif0 create

2. ifconfig gif0 tunnel 61.221.197.98 64.71.128.82

3. ifconfig gif0 inet6 2001:470:1F00:FFFF::843 2001:470:1F00:FFFF::842 prefixlen 128

4. route -n add -inet6 default 2001:470:1F00:FFFF::842

5. ifconfig gif0 up

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nmap 3.2.7:(FREEBSD5.1:: 使用 port 快速安裝 )

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Further Works:

In the near future

• A IPv6 testbed with different OS and server will be built up

• More packets captured and audit logs will be analyzed

• A prototype will be built up

• Some simple attacks will be tested

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計畫名稱:結合 IC 卡的 IPv6 安全機制設計與實現

計畫主持人:楊中皇 博士報告人:翁木龍

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報告大綱 研究架構 IPSec 機制 IC 卡的優點 計畫執行進度 後續工作

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研究架構圖

INTERNETSmart card

Security Gateway

INTERNETSmart card

Smart card

INTERNETSmart card

Security Gateway

INTERNETSmart card

Smart card

Security Gateway

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IPv6 測試環境

Security Gateway

Security GatewayRouter

IPv6

網段電腦

IPv6

網段電腦

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預期研究成果 在 linux 環境中,將身分認證的 KEY 放

在 IC 卡中,以提高 IPSec 通訊安全 架構出 IPv6 之 VPN 環境,建立屬於自

己的私有網路,保障網路互連之安全性及隱私性

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IPSec IETF(Internet Engineering Task Force) 所訂

定的一套開放標準網路安全協定 IPSec(IP Security) ,將密碼學的技術應用在網路層,以提供傳送、接收端做資料的認證 (Authentication) 、完整性 (Integrity) 、存取控制 (Access Control) 以及機密性 (Confidentiality) 等安全服務。

IPSec 在 IPv4 與 IPv6: IPv4: 隨意的 (Optional) IPv6: 強制的 (Mandatory)

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IPSec 架構

–SAD: Security Association Database

–SPD: Security Policy Database

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IPSec, SA

金鑰管理

SKIP

資料封包轉換

ESP

DES-CBC Triple-DES

AH

MD5 SHA-1

IPSec 之結構 ( 續 )

IKE

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IPSec 的金鑰交換與管理 運用 IPSec 的實體兩端必須建立一組相對應

的加解密及驗證金鑰才能達到安全的目的 密鑰可以用人工手動或系統自動的方式交換 IETF 定義了一組金鑰交換的通訊協定 Inter

net Key Exchange(IKE) ,可自動交換密鑰

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IKE

在 IPSec 通信雙方之間,建立起 IKE SA 及 IPSec SA ,並對 SADB 進行填充。

是 Oakley 和 SKEME 協定的混合,並在由I S A K M P 規定的一個框架內運作 。

ISAKMP 定義: 資料封包格式與封包處理程序及原則 對對方的身份進行驗證 密鑰交換時交換資訊的方法 如何協商安全服務 由 IKE 及 IPSec DOI 實做

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ISAKMP Payloads 共有 13種 payloads SA Proposal Transform Key Exchange Identification Certification Certificate Request

Hash Signature Nonce Notification Delete Vendor

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ISKAMP headerInitiator cookie

Responder cookie

Next payload

Mj ver

Mi ver

Exchange type

Flags

Message ID

Message Length

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IKE的 2個 Phase

IKE 有 2 個 phase操作,是用 ISAKMP 的定義︰ Phase 1: 建立 IKE SA ,建立了一個已通過身份驗

證和安全保護的通道,為 Phase 2 協商安全服務(來源驗證、完整性及加密 )。目前標準有 main mode和 Aggressive mode 。

Phase 2: 建立 IPSec SA ,建立 SA content 供 AH或 ESP 使用。

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IKE Main mode

目的︰建立 IKE SA 及產生新的 Key

共有三個 two-way exchange 。即六條

message

身份驗證

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Main mode with shared key

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Main mode with digital signature

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Main mode with public key cryptography

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Main mode with revised public key cryptography

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Linux IPv6 IPSec implement Kernel 2.4 之後版本 iABG( www.ipv6.iabg.de) USAGI( www.linux-ipv6.org)

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IC 卡優點 記憶容量大 資料可重複多次寫入 不易偽造 卡片真偽辨識 資料存取控制 內存資料可加密

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IC 卡配合身分認證 Key 以 linux平台作為 security gateway效率高,成本低

但 linux 環境下尚沒有一致的 IC 卡讀寫標準

將身分認證 Key寫入 IC 卡中,有助於密鑰管理

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計畫執行進度 研究環境已建立完成 主要的 IETF IPSEC Working Group 之 R

FC已完成研讀 Linux 環境下的 IC 卡讀卡程式,已進行

Coding 工作,正處於測試階段。 累計進度完成度: 38%

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後續工作 如何將 IC 卡與 IPSec 機制作更完整的結

合 完成 IC 卡讀卡程式 Coding IPSec 原始碼研讀

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Chunghwa Telecom Labs.中華電信研究所寬網研究室

IPv6 xDSL 上網機制之雛形服務系統的研製

[email protected]/07/24

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Chunghwa Telecom Labs.中華電信研究所寬網研究室

Agenda Introduction IPv4/IPv6轉移機制

Dual Stack Tunneling Translator

IPv6 xDSL上網機制之雛形服務系統 Tunnel Broker Service Model(RFC 3053) System Architecture Functional Diagram Software Requirement Dial-Up ADSL IPv6 Connection

Conclusion

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Chunghwa Telecom Labs.中華電信研究所寬網研究室

Internet Transition Trend

Only IPv4

Only IPv4

IPv6Islan

d

IPv6Islan

d

IPv4 Ocean

IPv4 Ocean

IPv4 Island

IPv4 Island

IPv6Ocean

IPv6Ocean IPv6

Ocean

IPv6Ocean

IPv4 Ocean

IPv4 Ocean

TB6to4

6over4NAT-PT

multi mechanism

NAT-PTDSTM4to6

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Chunghwa Telecom Labs.中華電信研究所寬網研究室

Next Generation Transition

V6OPSV6OPS

Translator

Dual Stack

Tunneling

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Chunghwa Telecom Labs.中華電信研究所寬網研究室

Transition Mechanisms(1)

Source: Stuart Prevost, BT, Global Summit in Madrid 2001

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Transition Mechanisms(2)

6Over

4

6To4

ISA-TAP

DSTMNAT-PT

SIIT BIS

Trans.

Relay

SOCKSG/W

BIA

Dual Stack Host ◎ ◎ ◎ ◎? ◎

Upper Message Manipulation

◎ ◎ ◎

IP Header translation ◎ ◎ ◎

Tunneling ◎ ◎ ◎ ◎In Host ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎In Gate ◎ ◎ ◎ ◎ ◎Consider Appls. ◎ ◎

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Dual Stack

RFC 2893/RFC 1933

NGTRANS draft :Draft-ietf-ngtrans-dstm-08.txt

IPv4/IPv6IPv4/IPv6

DualStack

DualStack

IPv6IPv6

IPv4IPv4

DualStack

AIIH(DHCPv6,

DNS)

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Tunneling

RFC 2529

RFC 3056

RFC 3053

IPv4IPv4

IPv4IPv4IPv6IPv6 IPv6IPv6

IPv6 IPv66over4

6to4

IPv4IPv4IPv6IPv6

IPv4/IPv6 Tunnel Broker

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Translator

RFC 2765 ; RFC 2766

RFC 2767

RFC 3089 ; RFC 3142

IPv6IPv6 IPv4IPv4NATPT

SIIT

IPv4 Apps

BITS

IPv6 Stack

IPv4 Apps

BITS

IPv6 Stack

IPv6Host IPv6 IPv4

IPv4Host

Socks-GatewayTCPUDP-Relay

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適合我國 xDSL 網路環境與應用習性之轉移機制 -IPv6 Tunnel Broker

提供一個 IPv4 轉移至 IPv6 之轉移機制 利用既有的 IPv4 網路設備 可服務固接與動態撥接用戶 節省人工設定成本與時間 免除使用者窗口申請的麻煩

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IPv6 xDSL上網機制之雛形服務系統

Tunnel Broker Service Model(RFC 3053)

System Architecture Functional Diagram Software Requirement Tunneling Concept Dial-Up ADSL IPv6 Connection

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IPv6

Functions and Characteristics:1.A friendly Web-based GUI management

system2.Provide an easy access to the IPv6 network3.Exploit the existing network equipments for

accessing IPv6.4.Automation of the tunnel configuration

process using the dynamically assigned IPv6 address

5.Provide user network configuration batch file for easy user configuration

IPv6 xDSL上網機制之雛形服務系統

Ether-BasedAccess User

(FTTB)

IPv6 Net

Customer

Tunnel Server

IPv4

xTU-R

xDSL(ADSL/VDSL)WLAN

LeasedLine User

IPv4 Internet

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Tunnel Broker Service Model(RFC 3053)

DNS

Server

IPv4 Network

Tunnel Broker

(2)(1)

(3)

UserTunnel Server

IPv6 Network

(4)

Tunnel End-Point

Tunnel End-Point

IPv6 over IPv4 Tunnel

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System Architecture

IPv6 Net

IPv4 Net

RADIUS Server

AAA

xDSL 上網機制之雛形服務系統

Customer using Web browser

Tunnel Server

IPv6

IPv4

FirewallAuthentication Only

DNS Server

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Functional Diagram

Tunnel Server

使用者端

IPv6 位址自動指派模組

Tunnel 要求處理模組

使用者認證模組

使用者資料更新模組

網路連線測試模組

Tunnel 指派設定管理模組

使用者網路設定檔產生模組

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Software Requirement

Windows 2000 Server Internet Information Server(內含 ASP) Free ASP Components

ASPExec SA-SMTPMail

SQL Server 2000 Standard Edition Active Perl(Free) Visual C++

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Tunneling Concept

IPv6 H Payload

IPv6 over IPv4 TunnelIPv6 over IPv4 TunnelTunnel ServerDual-Stack Node

(Router)

IPv6 IPv6 InternetInternetNative IPv6 NetworkNative IPv6 Network

((33FFE:3600:1C:100::/56FFE:3600:1C:100::/56)) IPv4IPv4 Internet Internet

Tunnel End-PointIPv4 Address:210.242.96.193

IPv6 Address:3FFE:3600:1E::16

Tunnel End-PointIPv4 Address:61.231.55.80

IPv6 Address:3FFE:3600:1E::17

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IPv6 over IPv4 tunnel

IPv4 H IPv6 H Payload

IPv6 Header & Payload

Version IHL TOS Total Length

Identification FlagsFragmentation Offset

Source Address(61.231.55.80)

Destination Address(210.242.96.193)

Padding

Options

Time To Live Protocol 41 Header ChecksumIPv4 Header

Payload

IPv6 over IPv4 TunnelIPv6 over IPv4 TunnelTunnel ServerDual-Stack Node

(Router)

IPv6 IPv6 InternetInternetNative IPv6 NetworkNative IPv6 Network

((33FFE:3600:1C:100::/56FFE:3600:1C:100::/56)) IPv4IPv4 Internet Internet

PayloadIPv6 H Payload

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Dial-Up ADSL IPv6 Connection

IPv4 Net

FE

Bridge Mode

PC

ATM Network

BBRAS

STM-1

DSLAMDSLAM

STM-1

FiberFiberATU-RATU-R

Loop

PPPoE Client

[email protected]

IPv6 Net Tunnel Server

IPv4

IPv6

IPv4 Tunnel

RADIUS Server

AAA

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Future Vision

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