TCP初始序列号（ISN）的取值经历了从简单到安全的演变，现代实现注重不可预测性和唯一性，以防止网络攻击并确保连接可靠性。以下是关键点：
1. 早期实现（存在安全隐患）
- 简单计数器：系统启动后以固定步长递增（如每4微秒+1），容易被预测。
- 时钟驱动：基于系统时间生成（如毫秒级时钟），但若攻击者知晓系统运行时间，可能推算ISN。
2. 现代安全实现
为应对TCP序列号预测攻击（伪造RST包或劫持连接），ISN生成需满足：
- 不可预测性：攻击者无法通过历史ISN推测后续值。
- 唯一性：避免短时间内同一连接的ISN重复（防止旧报文干扰新连接）。
常见方法：
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加密哈希算法（RFC 6528）：
- 结合密钥、时间戳、四元组（源/目的IP和端口）生成哈希值。
- 示例：
ISN = HMAC-SHA256(密钥, 时间戳 || 源IP || 目的IP || 源端口 || 目的端口) - 即使部分信息泄露，无密钥仍无法预测ISN。
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伪随机数生成器（PRNG）：
- 使用安全熵源（如硬件随机数生成器）初始化种子。
- 定期更新种子，确保随机性。
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时间戳 + 随机偏移：
- 基于系统时间（如微秒级）叠加随机数，平衡唯一性和随机性。
- 例如：
ISN = (时间戳 << 24) + (随机数 & 0xFFFFFF)。
3. 操作系统实践
- Linux：采用
RFC 1948建议，结合加密哈希和随机数，通过/proc/sys/net/ipv4/tcp_timestamps控制时间戳选项（增强唯一性）。 - Windows：使用复合算法，包含系统启动时间、随机池和哈希函数（如
CNG加密库）。 - FreeBSD：基于
Fortuna伪随机数算法，结合网络接口的熵源。
4. 关键考虑因素
- 性能：算法需高效，避免影响连接建立速度。
- 全局唯一性：同一主机上不同连接的ISN应尽量不同。
- 抗重放攻击：确保ISN不重复周期足够长（32位序列号约4.5小时回绕）。
总结
现代ISN生成综合了加密技术、时间戳和高质量随机数，以平衡安全性与效率。其核心目标是阻止攻击者预测序列号，同时保证连接的可靠性和唯一性。