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ＡＲＰ病毒的攻擊原理分析
摘要:最近校局域網(wǎng)中ARP病毒頻繁發(fā)作,給校內用戶(hù)造成不便。本文從ARP協(xié)議入手,深入分析了ARP安全漏洞及病毒攻擊原理,并對ARP欺騙的原理與攻擊方式做了深入的研究,闡明了ARP病毒欺騙的過(guò)程,給用戶(hù)提出解決這個(gè)問(wèn)題的方法。
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò )協(xié)議 IP地址 ARP病毒
1. 引言
從上半年開(kāi)始在學(xué)校的局域網(wǎng)爆發(fā)了“ARP欺騙”木馬病毒,病毒發(fā)作時(shí)其癥狀表現為計算機網(wǎng)絡(luò )連接正常,能登陸成功卻無(wú)法打開(kāi)網(wǎng)頁(yè),極大地影響了局域網(wǎng)用戶(hù)的正常使用。
2. ARP協(xié)議的工作原理
在以太網(wǎng)中傳輸的數據包是以太包,而以太包的尋址是依據其首部的MAC地址。僅僅知道某主機的IP地址并不能讓內核發(fā)送一幀數據給此主機,內核必須知道目的主機的MAC地址才能發(fā)送數據。ARP協(xié)議的作用就是在于把32位的IP地址變換成48位的以太地址。
在以太局域網(wǎng)內數據包傳輸依靠的是MAC地址,IP地址與MAC對應的關(guān)系依靠ARP緩存表,每臺主機(包括網(wǎng)關(guān))都有一個(gè)ARP緩存表。在正常情況下這個(gè)緩存表能夠有效保證數據傳輸的一對一性。我們可以在命令行窗口中,輸入命令ARP -A,進(jìn)行查看,輸入命令ARP -D進(jìn)行刷新。
當數據源主機需要將一個(gè)數據包要發(fā)送到目的主機時(shí),會(huì )首先檢查自己ARP列表中是否存在該IP地址對應的MAC地址,如果存在,就直接將數據包發(fā)送到這個(gè)MAC地址;如果不存在,就向本地網(wǎng)段發(fā)起一個(gè)ARP請求的廣播包,詢(xún)問(wèn)目的主機的IP所對應的MAC地址。網(wǎng)絡(luò )中所有的主機收到這個(gè)ARP請求后,會(huì )檢查數據包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。如果不一致就不作回應;如果一致,該主機首先將發(fā)送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中,如果ARP表中已經(jīng)存在該IP的信息,則將其覆蓋,后給數據源主機發(fā)送一個(gè)ARP響應數據包,告訴對方自己是它需要查找的MAC地址;源主機收到這個(gè)ARP響應數據包后,將得到的目的主機的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中,并利用此信息開(kāi)始數據的傳輸。若數據源主機一直沒(méi)有收到ARP響應數據包,表示ARP查詢(xún)失敗。
3. ARP病毒的欺騙原理和欺騙過(guò)程
ARP欺騙的目的就是為了實(shí)現全交換環(huán)境下的數據監聽(tīng),大部分的木馬或病毒使用ARP欺騙攻擊也是為了達到這個(gè)目的。
假設一個(gè)只有三臺電腦組成的局域網(wǎng),該局域網(wǎng)由交換機(Switch)連接。其中一個(gè)電腦名叫A,代表攻擊方;一臺電腦叫S,代表源主機,即發(fā)送數據的電腦;令一臺電腦名叫D,代表目的主機,即接收數據的電腦。這三臺電腦的IP地址分別為:192.168.0.2,192.168.0.3,192.168.0.4,MAC地址分別為:MAC-A,MAC-S,MAC-D。
現在,S電腦要給D電腦發(fā)送數據,則要先查詢(xún)自身的ARP緩存表,查看里面是否有192.168.0.4這臺電腦的MAC地址,如果有,就將MAC-D封裝在數據包的外面,直接發(fā)送出去即可。如果沒(méi)有,S電腦便向全網(wǎng)絡(luò )發(fā)送一個(gè)這樣的ARP廣播包:S的IP是192.168.0.3,硬件地址是MAC-S,要求返回IP地址為192.168.0.4的主機的硬件地址。而D電腦接受到該廣播,經(jīng)核實(shí)IP地址,則將自身的IP地址和MAC-D地址返回到S電腦�，F在S電腦可以在要發(fā)送的數據包上貼上目的地址MAC-D發(fā)送出去,同時(shí)它還會(huì )動(dòng)態(tài)更新自身的ARP緩存表,將192.168.0.4-MAC-D這一條記錄添加進(jìn)去,這樣,等S電腦下次再給D電腦發(fā)送數據的時(shí)候,發(fā)送ARP廣播包進(jìn)行查詢(xún)了。這就是正常情況下的數據包發(fā)送過(guò)程。
但是,上述數據發(fā)送機制有一個(gè)致命的缺陷,即它是建立在對局域網(wǎng)中電腦全部信任的基礎上的,也就是說(shuō)它的假設前提是:無(wú)論局域網(wǎng)中哪臺電腦,其發(fā)送的ARP數據包都是正確的。比如在上述數據發(fā)送中,當S電腦向全網(wǎng)詢(xún)問(wèn)后,D電腦也回應了自己的正確MAC地址。但是當此時(shí),A電腦卻返回了D電腦的IP地址和和自己的硬件地址。由于A(yíng)電腦不停地發(fā)送這樣的應答數據包,則會(huì )導致S電腦又重新動(dòng)態(tài)更新自身的ARP緩存表,這回記錄成:192.168.0.4與MAC-A對應,我們把這步叫做ARP緩存表中毒。這樣,就導致以后凡是S電腦要發(fā)送給D電腦,都將會(huì )發(fā)送給A主機。也就是說(shuō),A電腦就劫持了由S電腦發(fā)送給D電腦的數據。這就是ARP欺騙的過(guò)程。
如果A電腦不冒充D電腦,而是冒充網(wǎng)關(guān),那后果會(huì )更加嚴重。一個(gè)局域網(wǎng)中的電腦要連接外網(wǎng),都要經(jīng)過(guò)局域網(wǎng)中的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行轉發(fā)。在局域網(wǎng)中,網(wǎng)關(guān)的IP地址假如為192.168.0.1。如果A電腦向全網(wǎng)不停的發(fā)送IP地址是192.168.0.1,硬件地址是MAC-A的ARP欺騙廣播,局域網(wǎng)中的其它電腦都會(huì )更新自身的ARP緩存表,將A電腦當成網(wǎng)關(guān),這樣,當它們發(fā)送數據給網(wǎng)關(guān),結果都會(huì )發(fā)送到MAC-A這臺電腦中。這樣,A電腦就將會(huì )監聽(tīng)整個(gè)局域網(wǎng)發(fā)送給互聯(lián)網(wǎng)的數據包。
4. 結論
ARP欺騙是目前網(wǎng)絡(luò )管理,特別是校園網(wǎng)管理中最讓人頭疼的攻擊,它的攻擊技術(shù)含量低,隨便一個(gè)人都可以通過(guò)攻擊軟件來(lái)完成ARP欺騙攻擊。同時(shí)防范ARP欺騙也沒(méi)有什么特別有效的方法,目前只能通過(guò)被動(dòng)的亡羊補牢形式的措施了。無(wú)論是攻和防,首要的就是找出每種攻擊的“癥結”之所在。只有這樣才能找到行之有效的解決方案。當然最根本的辦法在客戶(hù)端自身的防范上,如及時(shí)下載安裝系統補丁、所裝殺毒軟件及時(shí)升級,安裝ARP專(zhuān)殺與防范軟件等。
參考文獻:
[1].張曾科,計算機網(wǎng)絡(luò ).清華大學(xué)出版社.2004.
[2].邱雪松,ARP病毒原理與防御.柳鋼科技出版社.2006.
[3].黃玉春、王自南,淺談局域網(wǎng)中的嗅探原理和ARP欺騙.大眾科技出版社.2006.
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