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        校園網(wǎng)中ARP協(xié)議欺騙及其防范措施研究

        2016-12-31 00:00:00柳華
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年13期

        摘 要:隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,其面臨的攻擊也越來越多,ARP協(xié)議自身的漏洞使得局域網(wǎng)很容易受到各種ARP欺騙的攻擊,高校網(wǎng)絡(luò)是ARP攻擊的高發(fā)地,通常會引起網(wǎng)絡(luò)中斷和信息泄漏,危害極大。文章詳細分析了典型的ARP欺騙的原理,指出了其嚴重危害性,并提出了針對校園網(wǎng)的有效防范措施。

        關(guān)鍵詞:校園網(wǎng);ARP;協(xié)議欺騙;防范措施

        目前各種局域網(wǎng)中的ARP協(xié)議欺騙攻擊屢見不鮮,在高校尤為流行,經(jīng)常會遇到網(wǎng)絡(luò)無故中斷的情況。ARP欺騙技術(shù)易于操作、隱蔽性強,校園網(wǎng)中一旦有主機感染,便會迅速蔓延,導致嚴重的網(wǎng)絡(luò)故障以及用戶信息泄漏。黑客通過ARP欺騙技術(shù),可以對網(wǎng)站內(nèi)容進行篡改、發(fā)布不良信息、竊取用戶賬號以及對傳輸數(shù)據(jù)的非法監(jiān)聽。這對校園網(wǎng)的安全帶來了嚴重的威脅,如何有效防范ARP欺騙的攻擊,已成為高校網(wǎng)絡(luò)管理工作的重中之重。

        1 ARP協(xié)議概述

        ARP即地址解析協(xié)議,作用是將IP地址解析為設(shè)備的物理地址,每臺主機都有一個ARP緩存表,用來記錄IP地址與MAC地址的對應(yīng)關(guān)系。假設(shè)主機A要和B通信,它先在本地緩存中查詢B的IP,如果找到對應(yīng)的MAC地址,就直接發(fā)送數(shù)據(jù)給這個地址;否則會廣播發(fā)送一個ARP請求包,其中包含A的IP和MAC以及B的IP,各主機收到后將請求包中的目的IP同自身IP相比較,不同則忽略,只有B會發(fā)現(xiàn)請求包中目的IP與自己的相同,它先將A的IP和MAC記錄到自己的ARP列表中,如之前已存在該IP的信息,則進行覆蓋,然后向A發(fā)回ARP響應(yīng)包,其中添加了它的MAC,A收到響應(yīng)包后,將B的MAC與B的IP記錄到自己的ARP緩存中,然后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)。如果A一直沒收到響應(yīng)包,則說明ARP查詢失敗。

        2 ARP欺騙原理及危害

        大部分操作系統(tǒng)在接收到ARP響應(yīng)后不做檢查便直接更新其ARP列表,ARP欺騙的原理就是偽造一個ARP響應(yīng)包發(fā)送給被騙主機,響應(yīng)包中的源IP和MAC的關(guān)系是偽造的,被騙主機收到后,更新ARP列表,從而建立IP與MAC之間錯誤的對應(yīng)關(guān)系,發(fā)送數(shù)據(jù)到該IP時,無法到達正確的主機。下面是幾種典型的ARP欺騙。

        (1)偽造網(wǎng)關(guān)。其原理是在局域網(wǎng)的同一網(wǎng)段內(nèi)建立假網(wǎng)關(guān),發(fā)送ARP欺騙攻擊給網(wǎng)絡(luò)中的所有主機,被其欺騙的主機不能向正確的網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù),而是將數(shù)據(jù)發(fā)送給了這個假網(wǎng)關(guān),因而會導致主機與網(wǎng)關(guān)之間無法正常通信,對網(wǎng)絡(luò)用戶來說就是計算機無法正常上網(wǎng)。

        (2)對路由器的欺騙。其原理是給路由器發(fā)送ARP欺騙攻擊,使路由器獲取到一系列錯誤的MAC地址信息,并按照特定的頻率不斷進行刷新,因而真實的MAC地址信息也不能通過更新而存入路由器,這樣,路由器中的所有數(shù)據(jù)都被發(fā)送到了錯誤的MAC地址,主機也就不能正常收到路由器的信息。

        (3)ARP雙向欺騙。假設(shè)主機A和網(wǎng)關(guān)之間能正常通信,主機B為攻擊者,它首先向A發(fā)一個非法的ARP應(yīng)答,告訴A網(wǎng)關(guān)IP對應(yīng)的MAC為B的MAC,A收到后會將本機ARP緩存中網(wǎng)關(guān)的MAC改為B的MAC。同理,主機B以同樣的方式欺騙網(wǎng)關(guān),使網(wǎng)關(guān)中A的MAC更新為B的MAC。這樣,通信雙方的數(shù)據(jù)都會到達B,B作為中間人竊取信息并轉(zhuǎn)發(fā)給對方。

        ARP欺騙具有嚴重的危害性。一旦某臺主機感染ARP病毒,就會迅速蔓延至整個局域網(wǎng),導致該網(wǎng)絡(luò)中的主機無法正常通信,如果網(wǎng)關(guān)被欺騙,則所有主機都會和外界失去聯(lián)系,通常的攻擊都是頻繁在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送ARP欺騙,會耗費大量的帶寬,即使能通信網(wǎng)速也會很慢,這些將嚴重影響到學校的正常工作。ARP的雙向欺騙雖不影響網(wǎng)絡(luò)正常通信,但其對數(shù)據(jù)信息的竊取,直接威脅到高校網(wǎng)絡(luò)的信息安全。

        3 ARP欺騙防范措施

        3.1 建立靜態(tài)ARP緩存

        在主機中建立靜態(tài)ARP緩存,主機向其它計算機或網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)時,直接從靜態(tài)緩存中查找目的IP對應(yīng)的MAC。當收到欺騙的ARP響應(yīng)包時,設(shè)置好的IP與MAC的對應(yīng)關(guān)系不會被更新,因而攻擊者無法達到其欺騙的目的。此方法只能人工設(shè)置,工作量巨大,校園網(wǎng)中設(shè)備數(shù)目較大,不可能一一設(shè)置,因此綜合校園網(wǎng)的情況,可以對其中某些重要的小型子網(wǎng)以及網(wǎng)關(guān)之間采取這種方法,既不用投入過多的網(wǎng)絡(luò)管理成本,又能有效保障網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定。

        3.2 綁定主機MAC地址與交換機端口

        在局域網(wǎng)的交換機上將各端口與其所連主機的MAC進行綁定,通過這個端口的數(shù)據(jù)幀的MAC是固定的,如端口發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的MAC與其綁定的MAC不同,則鎖定該端口,與其相連的主機則無法接入局域網(wǎng)。當攻擊者發(fā)送偽造的ARP響應(yīng)時,會立即被端口檢測到其MAC值不同并中斷連接。此方法適用于高端交換機,可有效防止攻擊者接入局域網(wǎng),但是合法主機更換端口也必須重新綁定,增加了網(wǎng)管工作量。在校園網(wǎng)中,通常對重要的服務(wù)器和相關(guān)安全設(shè)備所連接的交換機應(yīng)用此方法。

        3.3 安裝ARP防欺騙軟件

        目前大部分安全軟件都含有ARP防火墻,如360安全衛(wèi)士、騰訊電腦管家等,可以有效抵御ARP病毒的侵入,啟動ARP防火墻后,系統(tǒng)會將網(wǎng)關(guān)與本機的IP與MAC地址進行綁定,當其遭受ARP欺騙攻擊時會進行警告。ARP防欺騙軟件可以有效攔截ARP攻擊,但需要不斷地在網(wǎng)絡(luò)中廣播正確的IP和MAC地址信息,會占用一定的網(wǎng)絡(luò)負載。同時ARP防欺騙軟件也可阻止攻擊者修改主機ARP緩存,能有效保障主機在局域網(wǎng)中的正常通信。

        參考文獻

        [1]李愛貞.高校防范ARP病毒攻擊的策略和方法[J].計算機安全,2010(12).

        [2]向磊,賀琦.淺析校園網(wǎng)ARP病毒的防范[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用,2011(2).

        [3]王和平.校園網(wǎng)環(huán)境中ARP的欺騙原理與防范方法[J].軟件工程師,2010(12).

        [4]戴桂欽.校園網(wǎng)ARP欺騙攻擊及其對策思考[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用,2010(10).

        [5]姜曉峰.ARP協(xié)議簡析與ARP欺騙攻擊防范[J].電腦知識與技術(shù),2008,4(33).

        作者簡介:柳華,男,碩士,助理工程師,研究方向為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息化。

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