淺談局域網(wǎng)ARP攻擊的危害及防范方法(圖)

自去年5月份開(kāi)始出現(xiàn)的校內(nèi)局域網(wǎng)頻繁掉線等問(wèn)題，對(duì)正常的教育教學(xué)帶來(lái)了極大的不便，可以說(shuō)是談“掉”色變，造成這種現(xiàn)象的情況有很多，但目前最常見(jiàn)的是ARP攻擊了。本文介紹了 ARP攻擊的原理以及由此引發(fā)的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，并且結(jié)合實(shí)際情況，提出在校園網(wǎng)中實(shí)施多層次的防范方法，以解決因ARP攻擊而引發(fā)的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，最后介紹了一些實(shí)用性較強(qiáng)且操作簡(jiǎn)單的檢測(cè)和抵御攻擊的有效方法。

您是否遇到局域網(wǎng)內(nèi)頻繁性區(qū)域或整體掉線，重啟計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備后恢復(fù)正常？您的網(wǎng)速是否時(shí)快時(shí)慢，極其不穩(wěn)定，但單機(jī)進(jìn)行光纖數(shù)據(jù)測(cè)試時(shí)一切正常？您是否時(shí)常聽(tīng)到教職工的網(wǎng)上銀行、游戲及QQ賬號(hào)頻繁丟失的消息？……

這些問(wèn)題的出現(xiàn)有很大一部分要?dú)w功于ARP攻擊，我校局域網(wǎng)自去年5月份開(kāi)始ARP攻擊頻頻出現(xiàn)，目前校園網(wǎng)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的“ARP攻擊”系列病毒已經(jīng)有了幾十個(gè)變種。據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，APR攻擊從未停止過(guò)，為此有效的防范ARP形式的網(wǎng)絡(luò)攻擊已成為確保網(wǎng)絡(luò)暢通必要條件。

一、ARP的基本知識(shí)

1、什么是ARP？

ARP協(xié)議是“Address Resolution Protocol”（地址解析協(xié)議）的縮寫(xiě)。在局域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際傳輸?shù)氖?ldquo;幀”，幀里面是有目標(biāo)主機(jī)的MAC地址的。在以太網(wǎng)中，一個(gè)主機(jī)要和另一個(gè)主機(jī)進(jìn)行直接通信，必須要知道目標(biāo)主機(jī)的MAC地址。但這個(gè)目標(biāo)MAC地址是如何獲得的呢？它就是通過(guò)地址解析協(xié)議獲得的。

所謂“地址解析”就是主機(jī)在發(fā)送幀前將目標(biāo)IP地址轉(zhuǎn)換成目標(biāo)MAC地址的過(guò)程。ARP協(xié)議的基本功能就是通過(guò)目標(biāo)設(shè)備的IP地址，查詢(xún)目標(biāo)設(shè)備的MAC地址，以保證通信的順利進(jìn)行。

在局域網(wǎng)中，通過(guò)ARP協(xié)議來(lái)完成IP地址轉(zhuǎn)換為第二層物理地址（即MAC地址）的，ARP協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全具有重要的意義。

2、ARP協(xié)議的工作原理

正常情況下，每臺(tái)主機(jī)都會(huì)在自己的ARP緩沖區(qū)中建立一個(gè) ARP列表，以表示IP地址和MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)源主機(jī)需要將一個(gè)數(shù)據(jù)包要發(fā)送到目的主機(jī)時(shí)，會(huì)首先檢查自己 ARP列表中是否存在該 IP地址對(duì)應(yīng)的MAC地址，如果有﹐就直接將數(shù)據(jù)包發(fā)送到這個(gè)MAC地址；

如果沒(méi)有，就向本地網(wǎng)段發(fā)起一個(gè)ARP請(qǐng)求的廣播包，查詢(xún)此目的主機(jī)對(duì)應(yīng)的MAC地址。此ARP請(qǐng)求數(shù)據(jù)包里包括源主機(jī)的IP地址、硬件地址、以及目的主機(jī)的IP地址。網(wǎng)絡(luò)中所有的主機(jī)收到這個(gè)ARP請(qǐng)求后，會(huì)檢查數(shù)據(jù)包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。

如果不相同就忽略此數(shù)據(jù)包；如果相同，該主機(jī)首先將發(fā)送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中，如果ARP表中已經(jīng)存在該IP的信息，則將其覆蓋，然后給源主機(jī)發(fā)送一個(gè) ARP響應(yīng)數(shù)據(jù)包，告訴對(duì)方自己是它需要查找的MAC地址；源主機(jī)收到這個(gè)ARP響應(yīng)數(shù)據(jù)包后，將得到的目的主機(jī)的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中，并利用此信息開(kāi)始數(shù)據(jù)的傳輸。
如圖：

1. 要發(fā)送網(wǎng)絡(luò)包給192.168.1.1，但不知MAC地址？

2. 在局域網(wǎng)發(fā)出廣播包“192.168.1.1的MAC地址是什么？”

3. 其他機(jī)器不回應(yīng)，只有192.168.1.1回應(yīng)“192.168.1.1的MAC地址是00-aa-00-62-c6-09”

從上面可以看出，ARP協(xié)議的基礎(chǔ)就是信任局域網(wǎng)內(nèi)所有的人，那么就很容易實(shí)現(xiàn)在以太網(wǎng)上的ARP欺騙。更何況ARP協(xié)議是工作在更低于IP協(xié)議的協(xié)議層，因此它的危害就更加隱蔽。

二、ARP欺騙的原理

ARP類(lèi)型的攻擊最早用于盜取密碼之用，網(wǎng)內(nèi)中毒電腦可以偽裝成路由器，盜取用戶(hù)的密碼， 后來(lái)發(fā)展成內(nèi)藏于軟件，擾亂其他局域網(wǎng)用戶(hù)正常的網(wǎng)絡(luò)通信，下面我們簡(jiǎn)要闡述ARP欺騙的原理：假設(shè)這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)交換機(jī)連接了3臺(tái)機(jī)器，依次是計(jì)算機(jī)A，B，C

A的地址為：IP：192.168.1.1 MAC: AA-AA-AA-AA-AA-AA

B的地址為：IP：192.168.1.2 MAC: BB-BB-BB-BB-BB-BB

C的地址為：IP：192.168.1.3 MAC: CC-CC-CC-CC-CC-CC

第二步：正常情況下在A計(jì)算機(jī)上運(yùn)行ARP -A查詢(xún)ARP緩存表應(yīng)該出現(xiàn)如下信息。

Interface: 192.168.1.1 on Interface 0x1000003

Internet Address Physical Address Type

192.168.1.3 CC-CC-CC-CC-CC-CC dynamic

第三步：在計(jì)算機(jī)B上運(yùn)行ARP欺騙程序，來(lái)發(fā)送ARP欺騙包。

B向A發(fā)送一個(gè)自己偽造的ARP應(yīng)答，而這個(gè)應(yīng)答中的數(shù)據(jù)為發(fā)送方IP地址是192.168.10.3（C的IP地址），MAC地址是DD-DD-DD-DD-DD-DD（C的MAC地址本來(lái)應(yīng)該是CC-CC-CC-CC-CC-CC，這里被偽造了）。當(dāng)A接收到B偽造的ARP應(yīng)答，就會(huì)更新本地的ARP緩存（A可不知道被偽造了）。而且A不知道其實(shí)是從B發(fā)送過(guò)來(lái)的，A這里只有192.168.10.3（C的IP地址）和無(wú)效的DD-DD-DD-DD-DD-DD MAC地址。

第四步：欺騙完畢我們?cè)贏計(jì)算機(jī)上運(yùn)行ARP -A來(lái)查詢(xún)ARP緩存信息。你會(huì)發(fā)現(xiàn)原來(lái)正確的信息現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了錯(cuò)誤。

Interface: 192.168.1.1 on Interface 0x1000003

Internet Address Physical Address Type

192.168.1.3 DD-DD-DD-DD-DD-DD dynamic

上面例子中在計(jì)算機(jī)A上的關(guān)于計(jì)算機(jī)C的MAC地址已經(jīng)錯(cuò)誤了，所以即使以后從A計(jì)算機(jī)訪問(wèn)C計(jì)算機(jī)這個(gè)192.168.1.3這個(gè)地址也會(huì)被ARP協(xié)議錯(cuò)誤的解析成MAC地址為DD-DD-DD-DD-DD-DD的。

當(dāng)局域網(wǎng)中一臺(tái)機(jī)器，反復(fù)向其他機(jī)器，特別是向網(wǎng)關(guān)，發(fā)送這樣無(wú)效假冒的ARP應(yīng)答信息包時(shí)，嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)堵塞就會(huì)開(kāi)始。由于網(wǎng)關(guān)MAC地址錯(cuò)誤，所以從網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)無(wú)法正常發(fā)到網(wǎng)關(guān)，自然無(wú)法正常上網(wǎng)。

這就造成了無(wú)法訪問(wèn)外網(wǎng)的問(wèn)題，另外由于很多時(shí)候網(wǎng)關(guān)還控制著我們的局域網(wǎng)LAN上網(wǎng)，所以這時(shí)我們的LAN訪問(wèn)也就出現(xiàn)問(wèn)題了。下圖更直觀的展示了ARP欺騙攻擊的情況：

三、ARP欺騙的危害

ARP類(lèi)型的攻擊在校園網(wǎng)中最早出現(xiàn)在去年5月份，目前校園網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)所感染的“ARP欺騙”系列病毒已經(jīng)有了幾十個(gè)變種。根據(jù)這些變種的工作特點(diǎn)和外部特性大概可以分為三大類(lèi)，其中“ARP欺騙”和“惡意竊聽(tīng)”兩類(lèi)對(duì)學(xué)校局域網(wǎng)的正常運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的信息安全的威脅最大。

ARP攻擊只要一開(kāi)始就造成局域網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)無(wú)法和其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，而且網(wǎng)絡(luò)對(duì)此種病毒沒(méi)有任何耐受度，只要局域網(wǎng)中存在一臺(tái)感染“ARP欺騙”病毒的計(jì)算機(jī)將會(huì)造成整個(gè)局域網(wǎng)通訊中斷。

“惡意竊聽(tīng)”病毒是“ARP欺騙”系列病毒中影響和危害最為惡劣的。它不會(huì)造成局域網(wǎng)的中斷，僅僅會(huì)使網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生較大的延時(shí)，但是中毒主機(jī)會(huì)截取局域網(wǎng)內(nèi)所有的通訊數(shù)據(jù)，并向特定的外網(wǎng)用戶(hù)發(fā)送所截獲的數(shù)據(jù)，對(duì)局域網(wǎng)用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò)使用造成非常非常嚴(yán)重的影響，直接威脅著局域網(wǎng)用戶(hù)自身的信息安全。

四、出現(xiàn)ARP攻擊的原因及特征

一個(gè)正常運(yùn)行的局域網(wǎng)是不應(yīng)該出現(xiàn)ARP攻擊的，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)ARP攻擊的出現(xiàn)主要是由以下幾個(gè)原因造成的：

1、人為破壞

主要是內(nèi)網(wǎng)有人安裝了P2P監(jiān)控軟件，如P2P終結(jié)者，網(wǎng)絡(luò)執(zhí)法官，聚生網(wǎng)管，QQ第六感等，惡意監(jiān)控其他機(jī)器，限制流量，或者進(jìn)行內(nèi)網(wǎng)DDOS攻擊。

2、木馬病毒

傳奇、跑跑卡丁車(chē)、勁舞團(tuán)等游戲外掛，如：及時(shí)雨P(guān)K版，跑跑牛車(chē)，勁舞小生等，他內(nèi)含一些木馬程序，也會(huì)引起ARP欺騙。

其實(shí)真正有人惡意搗亂的是很少的，一次兩次搗亂，次數(shù)多了自己也就膩了，更何況事后網(wǎng)管肯定會(huì)找到搗亂的主機(jī)，所以說(shuō)人為破壞是比較好解決的。最麻煩的就是使用帶木馬的游戲外掛和瀏覽帶有惡意代碼的網(wǎng)頁(yè)。

當(dāng)出現(xiàn)ARP攻擊后最明顯的特征是網(wǎng)絡(luò)頻繁掉線，速度變慢，查看進(jìn)程你會(huì)發(fā)現(xiàn)增加了 down.exe 1.exe cmd.exe 9sy.exe中的任意一個(gè)或多個(gè)，嚴(yán)重的還能自動(dòng)還下載威金病毒，logo_1.exe.rundl132.exe，感染可執(zhí)行文件，圖標(biāo)變花還。

五、常用的防范方法

目前ARP系列的攻擊方式和手段多種多樣，因此還沒(méi)有一個(gè)絕對(duì)全面有效的防范方法。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看最為有效的防范方法即打全Windows的補(bǔ)丁、正確配置和使用網(wǎng)絡(luò)防火墻、安裝防病毒軟件并及時(shí)更新病毒庫(kù)。

對(duì)于Windows補(bǔ)丁不僅僅打到SP2（XP）或SP4（2000），其后出現(xiàn)的所有安全更新也都必須及時(shí)打全才能最大限度的防范病毒和木馬的襲擊。此外，正確使用U盤(pán)等移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備，防止通過(guò)校外計(jì)算機(jī)傳播病毒和木馬。

下面介紹防范ARP攻擊的幾種常用方法：

1、靜態(tài)綁定

將IP和MAC靜態(tài)綁定，在網(wǎng)內(nèi)把主機(jī)和網(wǎng)關(guān)都做IP和MAC綁定。

欺騙是通過(guò)ARP的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的規(guī)則欺騙內(nèi)網(wǎng)機(jī)器，所以我們把ARP全部設(shè)置為靜態(tài)可以解決對(duì)內(nèi)網(wǎng)PC的欺騙，同時(shí)在網(wǎng)關(guān)也要進(jìn)行IP和MAC的靜態(tài)綁定，這樣雙向綁定才比較保險(xiǎn)。缺點(diǎn)是每臺(tái)電腦需綁定，且重啟后任需綁定，工作量較大，雖說(shuō)綁定可以通過(guò)批處理文件來(lái)實(shí)現(xiàn)，但也比較麻煩。

2、使用防護(hù)軟件

目前關(guān)于ARP類(lèi)的防護(hù)軟件出的比較多了，我校常用的一款軟件是彩影軟件的ARP防火墻.

ARP防火墻采用系統(tǒng)內(nèi)核層攔截技術(shù)和主動(dòng)防御技術(shù)，包含六大功能模塊可解決大部分欺騙、ARP攻擊帶來(lái)的問(wèn)題，從而保證通訊安全（保障通訊數(shù)據(jù)不被網(wǎng)管軟件/惡意軟件監(jiān)聽(tīng)和控制）、保證網(wǎng)絡(luò)暢通。

3、具有ARP防護(hù)功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

由于ARP形式的攻擊而引發(fā)的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題是目前網(wǎng)絡(luò)管理，特別是局域網(wǎng)管理中最讓人頭疼的攻擊，他的攻擊技術(shù)含量低，隨便一個(gè)人都可以通過(guò)攻擊軟件來(lái)完成ARP欺騙攻擊，同時(shí)防范ARP形式的攻擊也沒(méi)有什么特別有效的方法。目前只能通過(guò)被動(dòng)的亡羊補(bǔ)牢形式的措施了，本文介紹的方法希望對(duì)大家有所幫助。
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