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ARP协议的缺陷及ARP欺骗的防范

2007-10-10 14:43 о無心ゞ chinaitlab 字号:T | T
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ARP协议是建立在信任局域网内所有结点的基础上的,它很高效,但却不安全。它是无状态的协议,不会检查自己是否发过请求包,也不管(其实也不知道)是否是合法的应答,只要收到目标MAC是自己的ARP reply包或arp广播包(包括ARP request和ARP reply),都会接受并缓存。

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一、ARP协议工作原理

在TCP/IP协议中,每一个网络结点是用IP地址标识的,IP地址是一个逻辑地址。而在以太网中数据包是靠48位MAC地址(物理地址)寻址的。因此,必须建立IP地址与MAC地址之间的对应(映射)关系,ARP协议就是为完成这个工作而设计的。

TCP/IP协议栈维护着一个ARP cache表,在构造网络数据包时,首先从ARP表中找目标IP对应的MAC地址,如果找不到,就发一个ARP request广播包,请求具有该IP地址的主机报告它的MAC地址,当收到目标IP所有者的ARP reply后,更新ARP cache.ARP cache有老化机制。

二、ARP协议的缺陷

ARP协议是建立在信任局域网内所有结点的基础上的,它很高效,但却不安全。它是无状态的协议,不会检查自己是否发过请求包,也不管(其实也不知道)是否是合法的应答,只要收到目标MAC是自己的ARP reply包或arp广播包(包括ARP request和ARP reply),都会接受并缓存。这就为ARP欺骗提供了可能,恶意节点可以发布虚假的ARP报文从而影响网内结点的通信,甚至可以做“中间人”。

三、常见ARP欺骗形式

1、假冒ARP reply包(单播)

XXX,I have IP YYY and my MAC is ZZZ!

2、假冒ARP reply包(广播)

Hello everyone! I have IP YYY and my MAC is ZZZ!

向所有人散布虚假的IP/MAC

3、假冒ARP request(广播)

I  have IP XXX and my MAC is YYY.

Who has IP ZZZ? tell me please!

表面为找IP ZZZ的MAC,实际是广播虚假的IP、MAC映射(XXX,YYY)

4、假冒ARP request(单播)

已知IP ZZZ的MAC

Hello IP ZZZ! I have IP  XXX and my MAC is YYY.

5、假冒中间人

欺骗主机(MAC为MMM)上启用包转发

向主机AAA发假冒ARP Reply:

AAA,I have IP BBB and my MAC is MMM,

向主机BBB发假冒ARP Reply:

BBB,I have IP AAA and my MAC is MMM

由于ARP Cache的老化机制,有时还需要做周期性连续欺骗。

四、ARP欺骗的防范

1、运营商可采用Super VLAN或PVLAN技术

所谓Super VLAN也叫VLAN聚合,这种技术在同一个子网中化出多个Sub VLAN,而将整个IP子网指定为一个VLAN聚合(Super VLAN),所有的Sub VLAN都使用Super VLAN的默认网关IP地址,不同的Sub VLAN仍保留各自独立的广播域。子网中的所有主机只能与自己的默认网关通信。如果将交换机或IP DSLAM设备的每个端口化为一个Sub VLAN,则实现了所有端口的隔离,也就避免了ARP欺骗。

PVLAN即私有VLAN(Private VLAN) ,PVLAN采用两层VLAN隔离技术,只有上层VLAN全局可见,下层VLAN相互隔离。如果将交换机或IP DSLAM设备的每个端口化为一个(下层)VLAN,则实现了所有端口的隔离。

PVLAN和SuperVLAN技术都可以实现端口隔离,但实现方式、出发点不同。PVLAN是为了节省VLAN,而SuperVlan的初衷是节省IP地址。

2、单位局域网可采用IP与MAC绑定

在PC上IP+MAC绑,网络设备上IP+MAC+端口绑。但不幸的是Win 98/me、未打arp补丁的win 2000/xp sp1(现在大多都已经打过了)等系统 使用arp -s所设置的静态ARP项还是会被ARP欺骗所改变。

如果网络设备上只做IP+MAC绑定,其实也是不安全的,假如同一二层下的某台机器发伪造的arp reply(源ip和源mac都填欲攻击的那台机子的)给网关,还是会造成网关把流量送到欺骗者所连的那个(物理)端口从而造成网络不通。

对于采用了大量傻瓜交换机的局域网,用户自己可以采取支持arp过滤的防火墙等方法。推荐Look ‘n’Stop防火墙,支持arp协议规则自定义。

最后就是使用ARPGuard啦(才拉到正题上),但它只是保护主机和网关间的通讯。

五、ARPGuard的原理

ARPGuard可以保护主机和网关的通讯不受ARP欺骗的影响。

1、第一次运行(或检测到网关IP改变)时获取网关对应的MAC地址,将网卡信息、网关IP、网关MAC等信息保存到配置文件中,其他时候直接使用配置文件。

2、移去原默认路由(当前网卡的)

3、产生一个随机IP,将它添加成默认网关。

4、默认网关IP 和网关的MAC绑定(使用DeleteIpNetEntry和CreateIpNetEntry修改ARP Cache表项)

5、周期性检测ARP Cache中原默认网关(不是随机IP那个) 网关的MAC在ARP Cache的值是否被改写,若被改写就报警。

6、针对有些攻击程序只给网关设备(如路由器或三层交换机)发欺骗包的情况。由于此时本机ARP Cache中网关MAC并未被改变,因此只有主动防护,即默认每秒发10个ARP reply包来维持网关设备的ARP Cache(可选)

7、程序结束时恢复默认网关和路由。

值得说明的是程序中限定了发包间隔不低于100ms,主要是怕过量的包对网络设备造成负担。如果你遭受的攻击太猛烈,你也可以去掉这个限制,设定一个更小的数值,保证你的通讯正常。

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【责任编辑:赵毅 TEL:(010)68476606】



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