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局域网监听的原理、实现与防范

2005-08-11 00:00 字号:T | T
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一、引言
随着计算机技术的发展,网络已日益成为生活中不可或缺的工具,但伴之而来的非法入侵也一直威胁着计算机网络系统的安全。由于局域网中采用广播方式,因此,在某个广播域中可以监听到所有的信息包。而黑客通过对信息包进行分析,就能获取局域网上传输的一些重要信息。事实上,很多黑客入侵时都把局域网扫描和侦听作为其最基本的步骤和手段,原因是想用这种方法获取其想要的密码等信息。但另一方面,我们对黑客入侵活动和其它网络犯罪进行侦查、取证时,也可以使用网络监听技术来获取必要的信息。因此,了解以太网监听技术的原理、实现方法和防范措施就显得尤为重要。
二、局域网监听的基本原理
根据IEEE的描述,局域网技术是"把分散在一个建筑物或相邻几个建筑物中的计算机、终端、大容量存储器的外围设备、控制器、显示器、以及为连接其它网络而使用的网络连接器等相互连接起来,以很高的速度进行通讯的手段"。
局域网具有设备共享、信息共享、可进行高速数据通讯和多媒体信息通信、分布式处理、具有较高的兼容性和安全性等基本功能和特点。目前局域网主要用于办公室自动化和校园教学及管理,一般可根据具体情况采用总线形、环形、树形及星形的拓扑结构。
1. 网络监听
网络监听技术本来是提供给网络安全管理人员进行管理的工具,可以用来监视网络的状态、数据流动情况以及网络上传输的信息等。当信息以明文的形式在网络上传输时,使用监听技术进行攻击并不是一件难事,只要将网络接口设置成监听模式,便可以源源不断地将网上传输的信息截获。网络监听可以在网上的任何一个位置实施,如局域网中的一台主机、网关上或远程网的调制解调器之间等。
2. 在局域网实现监听的基本原理
对于目前很流行的以太网协议,其工作方式是:将要发送的数据包发往连接在一起的所有主机,包中包含着应该接收数据包主机的正确地址,只有与数据包中目标地址一致的那台主机才能接收。但是,当主机工作监听模式下,无论数据包中的目标地址是什么,主机都将接收(当然只能监听经过自己网络接口的那些包)。
在因特网上有很多使用以太网协议的局域网,许多主机通过电缆、集线器连在一起。当同一网络中的两台主机通信的时候,源主机将写有目的的主机地址的数据包直接发向目的主机。但这种数据包不能在IP层直接发送,必须从TCP/IP协议的IP层交给网络接口,也就是数据链路层,而网络接口是不会识别IP地址的,因此在网络接口数据包又增加了一部分以太帧头的信息。在帧头中有两个域,分别为只有网络接口才能识别的源主机和目的主机的物理地址,这是一个与IP地址相对应的48位的地址。
传输数据时,包含物理地址的帧从网络接口(网卡)发送到物理的线路上,如果局域网是由一条粗缆或细缆连接而成,则数字信号在电缆上传输,能够到达线路上的每一台主机。当使用集线器时,由集线器再发向连接在集线器上的每一条线路,数字信号也能到达连接在集线器上的每一台主机。当数字信号到达一台主机的网络接口时,正常情况下,网络接口读入数据帧,进行检查,如果数据帧中携带的物理地址是自己的或者是广播地址,则将数据帧交给上层协议软件,也就是IP层软件,否则就将这个帧丢弃。对于每一个到达网络接口的数据帧,都要进行这个过程。
然而,当主机工作在监听模式下,所有的数据帧都将被交给上层协议软件处理。而且,当连接在同一条电缆或集线器上的主机被逻辑地分为几个子网时,如果一台主机处于监听模式下,它还能接收到发向与自己不在同一子网(使用了不同的掩码、IP地址和网关)的主机的数据包。也就是说,在同一条物理信道上传输的所有信息都可以被接收到。另外,现在网络中使用的大部分协议都是很早设计的,许多协议的实现都是基于一种非常友好的、通信的双方充分信任的基础之上,许多信息以明文发送。因此,如果用户的账户名和口令等信息也以明文的方式在网上传输,而此时一个黑客或网络攻击者正在进行网络监听,只要具有初步的网络和TCP/IP协议知识,便能轻易地从监听到的信息中提取出感兴趣的部分。同理,正确的使用网络监听技术也可以发现入侵并对入侵者进行追踪定位,在对网络犯罪进行侦查取证时获取有关犯罪行为的重要信息,成为打击网络犯罪的有力手段。



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