ARP攻击不断升级 如何有效防御(组图)

作者&投稿:表贝 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

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ARP攻击不断升级 如何有效防御(组图)~

现在,这个方法不但面对攻击没有防制效果,还会降低局域网运作的效能,但是很多用户仍然以这个方法来进行防制。以前面介绍的思想不坚定的快递员的例子来说,ARP echo的作法,等于是时时用电话提醒快递员正确的发送对象及地址,减低他被邻近的各种信息干扰的情况。
  但是这种作法,明显有几个问题:第一,即使时时提醒,但由于快递员意志不坚定,仍会有部份的信件因为要发出时刚好收到错误的信息,以错误的方式送出去;这种情况如果是错误的信息频率特高,例如有一个人时时在快递员身边连续提供信息,即使打电话提醒也立刻被覆盖,效果就不好;第二,由于必须时时提醒,而且为了保证提醒的效果好,还要加大提醒的间隔时间,以防止被覆盖,就好比快递员一直忙于接听总部打来的电话,根本就没有时间可以发送信件,耽误了正事;第三,还要专门指派一位人时时打电话给快递员提醒,等于要多派一个人手负责,而且持续地提醒,这个人的工作也很繁重。
  以ARP echo方式对应ARP攻击,也会发生相似的情况。第一,面对高频率的新式ARP攻击,ARP echo发挥不了效果,掉线断网的情况仍旧会发生。ARP echo的方式防制的对早期以盗宝为目的的攻击软件有效果,但碰到最近以攻击为手段的攻击软件则公认是没有效果的。第二,ARP echo手段必须在局域网上持续发出广播网络包,占用局域网带宽,使得局域网工作的能力降低,整个局域网的计算机及交换机时时都在处理ARP echo广播包,还没受到攻击局域网就开始卡了。第三,必须在局域网有一台负责负责发ARP echo广播包的设备,不管是路由器、服务器或是计算机,由于发包是以一秒数以百计的方式来发送,对该设备都是很大的负担。
    图一:ARP攻击防制方法之"ARP echo"
  常见的ARP echo处理手法有两种,一种是由路由器持续发送,另一则是在计算机或服务器安装软件发送。路由器持续发送的缺点是路由器原本的工作就很忙,因此无法发送高频率的广播包,被覆盖掉的机会很大,因此面对新型的ARP攻击防制效果小。因此,有些解决方法,就是拿ARP攻击的软件来用,只是持续发出正确的网关、服务器对照表,安装在服务器或是计算机上,由于服务器或是计算机运算能力较强,可以同一时间内发出更多广播包,效果较大,但是这种作法一则大幅影响局域网工作,因为整个局域网都被广播包占据,另则攻击软件通常会设定更高频率的广播包,误导局域网计算机,效果仍然有限。

要想了解ARP欺骗攻击的原理,首先就要了解什么是ARP协议。ARP是地址转换协议的英文缩写,它是一个链路层协议,工作在OSI模型的第二层,在本层和硬件接口间进行联系,同时为上层(网络层)提供服务。

我们知道,二层的以太网交换设备并不能识别32位的IP地址,它们是以48位以太网地址(就是我们常说的MAC地址)传输以太网数据包的。因此IP地址与MAC地址之间就必须存在一种对应关系,而ARP协议就是用来确定这种对应关系的协议。

ARP工作时,首先请求主机发送出一个含有所希望到达的IP地址的以太网广播数据包,然后目标IP的所有者会以一个含有IP和MAC地址对的数据包应答请求主机。这样请求主机就能获得要到达的IP地址对应的MAC地址,同时请求主机会将这个地址对放入自己的ARP表缓存起来,以节约不必要的ARP通信。ARP缓存表采用了老化机制,在一段时间内如果表中的某一行没有使用(Windows系统这个时间为2分钟,而Cisco路由器的这个时间为5分钟),就会被删除。通过下面的例子我们可以很清楚地看出ARP的工作机制。

假定有如下五个IP地址的主机或者网络设备,它们分别是:

主机A 192.168.1.2
主机B 192.168.1.3
网关C 192.168.1.1
主机D 10.1.1.2
网关E 10.1.1.1
假如主机A要与主机B通信,它首先会检查自己的ARP缓存中是否有192.168.1.3这个地址对应的MAC地址,如果没有它就会向局域网的广播地址发送ARP请求包,大致的意思是192.168.1.3的MAC地址是什么请告诉192.168.1.2,而广播地址会把这个请求包广播给局域网内的所有主机,但是只有192.168.1.3这台主机才会响应这个请求包,它会回应192.168.1.2一个ARP包,大致的意思是192.168.1.3的MAC地址是02-02-02-02-02-02。这样的话主机A就得到了主机B的MAC地址,并且它会把这个对应的关系存在自己的ARP缓存表中。之后主机A与主机B之间的通信就依靠两者缓存表里的MAC地址来通信了,直到通信停止后2分钟,这个对应关系才会从表中被删除。

再来看一个非局域网内部的通信过程。假如主机A需要和主机D进行通信,它首先会发现这个主机D的IP地址并不是自己同一个网段内的,因此需要通过网关来转发,这样的话它会检查自己的ARP缓存表里是否有网关192.168.1.1对应的MAC地址,如果没有就通过ARP请求获得,如果有就直接与网关通信,然后再由网关C通过路由将数据包送到网关E,网关E收到这个数据包后发现是送给主机D(10.1.1.2)的,它就会检查自己的ARP缓存,看看里面是否有10.1.1.2对应的MAC地址,如果没有就使用ARP协议获得,如果有就是用该MAC地址与主机D通信。


通过上面的例子我们知道,在以太局域网内数据包传输依靠的是MAC地址,IP地址与MAC对应的关系依靠ARP表,每台主机(包括网关)都有一个ARP缓存表。在正常情况下这个缓存表能够有效保证数据传输的一对一性,像主机B之类的是无法截获A与D之间的通信信息的。

但是主机在实现ARP缓存表的机制中存在一个不完善的地方,当主机收到一个ARP的应答包后,它并不会去验证自己是否发送过这个ARP请求,而是直接将应答包里的MAC地址与IP对应的关系替换掉原有的ARP缓存表里的相应信息。这就导致主机B截取主机A与主机D之间的数据通信成为可能。

首先主机B向主机A发送一个ARP应答包说192.168.1.1的MAC地址是02-02-02-02-02-02,主机A收到这个包后并没有去验证包的真实性而是直接将自己ARP列表中的192.168.1.1的MAC地址替换成02-02-02-02-02-02,同时主机B向网关C发送一个ARP响应包说192.168.1.2的MAC是02-02-02-02-02-02,同样,网关C也没有去验证这个包的真实性就把自己ARP表中的192.168.1.2的MAC地址替换成02-02-02-02-02-02。当主机A想要与主机D通信时,它直接把应该发送给网关192.168.1.1的数据包发送到02-02-02-02-02-02这个MAC地址,也就是发给了主机B,主机B在收到这个包后经过修改再转发给真正的网关C,当从主机D返回的数据包到达网关C后,网关也使用自己ARP表中的MAC,将发往192.168.1.2这个IP地址的数据发往02-02-02-02-02-02这个MAC地址也就是主机B,主机B在收到这个包后再转发给主机A完成一次完整的数据通信,这样就成功地实现了一次ARP欺骗攻击。

因此简单点说,ARP欺骗的目的就是为了实现全交换环境下的数据监听。大部分的木马或病毒使用ARP欺骗攻击也是为了达到这个目的。

如何发现及清除

局域网内一旦有ARP的攻击存在,会欺骗局域网内所有主机和网关,让所有上网的流量必须经过ARP攻击者控制的主机。其他用户原来直接通过网关上网,现在却转由通过被控主机转发上网。由于被控主机性能和程序性能的影响,这种转发并不会非常流畅,因此就会导致用户上网的速度变慢甚至频繁断线。另外ARP欺骗需要不停地发送ARP应答包,会造成网络拥塞。

一旦怀疑有ARP攻击我们就可以使用抓包工具来抓包,如果发现网内存在大量ARP应答包,并且将所有的IP地址都指向同一个MAC地址,那么就说明存在ARP欺骗攻击,并且这个MAC地址就是用来进行ARP欺骗攻击的主机MAC地址,我们可以查出它对应的真实IP地址,从而采取相应的控制措施。另外,我们也可以到路由器或者网关交换机上查看IP地址与MAC地址的对应表,如果发现某一个MAC对应了大量的IP地址,那么也说明存在ARP欺骗攻击,同时通过这个MAC地址查出用来ARP欺骗攻击的主机在交换机上所对应的物理端口,从而进行控制。


如何防范?

我们可以采取以下措施防范ARP欺骗。

(1)在客户端使用arp命令绑定网关的真实MAC地址命令如下:

arp -d *(先清除错误的ARP表)

arp -s 192.168.1.1 03-03-03-03-03-03 (静态指定网关的MAC地址)

(2)在交换机上做端口与MAC地址的静态绑定。

(3)在路由器上做IP地址与MAC地址的静态绑定。

(4)使用“ARP SERVER”按一定的时间间隔广播网段内所有主机的正确IP-MAC映射表。

(5)最主要是要提高用户的安全意识,养成良好的安全习惯,包括:及时安装系统补丁程序;为系统设置强壮的密码;安装防火墙;安装有效的杀毒软件并及时升级病毒库;不主动进行网络攻击,不随便运行不受信任的软件。



ARP工作原理如下:

在TCP/IP协议中,A给B发送IP包,在包头中需要填写B的IP为目标地址,但这个IP包在以太网上传输的时候,还需要进行一次以太包的封装,在这个以太包中,目标地址就是B的MAC地址.

计算机A是如何得知B的MAC地址的呢?解决问题的关键就在于ARP协议。

在A不知道B的MAC地址的情况下,A就广播一个ARP请求包,请求包中填有B的IP(192.168.1.2),以太网中的所有计算机都会接收这个请求,而正常的情况下只有B会给出ARP应答包,包中就填充上了B的MAC地址,并回复给A。

A得到ARP应答后,将B的MAC地址放入本机缓存,便于下次使用。

本机MAC缓存是有生存期的,生存期结束后,将再次重复上面的过程。

ARP协议并不只在发送了ARP请求才接收ARP应答。当计算机接收到ARP应答数据包的时候,就会对本地的ARP缓存进行更新,将应答中的IP和MAC地址存储在ARP缓存中。因此,当局域网中的某台机器B向A发送一个自己伪造的ARP应答,而如果这个应答是B冒充C伪造来的,即IP地址为C的IP,而MAC地址是伪造的,则当A接收到B伪造的ARP应答后,就会更新本地的ARP缓存,这样在A看来C的IP地址没有变,而它的MAC地址已经不是原来那个了。由于局域网的网络流通不是根据IP地址进行,而是按照MAC地址进行传输。所以,那个伪造出来的MAC地址在A上被改变成一个不存在的MAC地址,这样就会造成网络不通,导致A不能Ping通C!这就是一个简单的ARP欺骗。