在TCP握手建立连接中，为何发送方和接收方的初始序列号必须不同？

后端

2024-01-10 22:22:55

TCP连接建立中的不同初始序列号：防止数据包劫持和篡改的关键

什么是TCP？

网络交流的基石之一，传输控制协议（TCP）是一种强大的网络协议，它确保数据在发送方和接收方之间可靠传输。它就像一条虚拟公路，数据包沿着这条公路以井然有序的方式传递，而TCP则像一位交通管理人员，确保每个数据包安全、正确地到达目的地。

序列号：数据包的独特标识符

为了实现可靠的数据传输，TCP为每个数据包分配一个唯一的序列号，就像汽车牌照一样。当数据包从发送方出发时，它会带上序列号，然后由接收方进行验证。如果序列号正确，接收方就会接受数据包，否则就会将其丢弃。

为什么初始序列号必须不同？

在建立TCP连接时，发送方和接收方生成随机的初始序列号，它们必须不一样。这就像两把不同的钥匙，防止数据包被劫持或篡改。让我们进一步了解这背后的原因：

数据包劫持：

如果初始序列号相同，攻击者可以拦截数据包，然后重新发送给接收方。由于序列号匹配，接收方会认为数据包来自合法来源，从而被欺骗接受了被劫持的数据包。

数据包篡改：

攻击者还可以篡改数据包的内容，然后将其发送给接收方。与劫持类似，接收方会认为篡改后的数据包是合法的，从而被误导接收了虚假信息。

防止数据包劫持和篡改

通过要求不同的初始序列号，TCP消除了数据包被劫持或篡改的可能性。每个连接都使用独特的序列号，使得攻击者难以预测或复制它们，从而保护数据传输的完整性和安全性。

其他好处：

除了防止数据包劫持和篡改，不同的初始序列号还提供了其他好处：

提高网络安全性： 不同的序列号让攻击者更难猜测或预测序列号，增强了网络安全性。

提高网络性能： 接收方可以更快地处理数据包，因为不同的序列号可以加快识别和处理的过程。

如何设置不同的初始序列号

不同的初始序列号由TCP协议本身自动生成。发送方和接收方负责创建和交换初始序列号，以建立安全可靠的连接。

代码示例：

Python：

import socket

# 创建一个TCP套接字
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 连接到服务器
sock.connect(('localhost', 1234))

# 发送数据
sock.sendall(b'Hello, world!')

# 接收数据
data = sock.recv(1024)

# 关闭连接
sock.close()

C：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

int main() {
    int sockfd;
    struct sockaddr_in servaddr;

    // 创建一个TCP套接字
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    // 连接到服务器
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(1234);
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));

    // 发送数据
    write(sockfd, "Hello, world!", 12);

    // 接收数据
    char buffer[1024];
    read(sockfd, buffer, 1024);

    // 关闭连接
    close(sockfd);

    return 0;
}