論局域網(wǎng)中ARP攻擊及防范措施

黃學(xué)毛

摘要：ARP攻擊是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面臨的重要威脅之一，如何防御ARP攻擊已經(jīng)成為了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。該文首先分析了ARP的工作原理，然后研究了ARP攻擊的原理和危害，最后提出了防御ARP攻擊的措施和手段。

關(guān)鍵詞：局域網(wǎng)；ARP攻擊；防范措施

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）02-0031-02

1 概述

ARP攻擊是局域網(wǎng)中極為常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)攻擊手段。ARP攻擊之所以會(huì)出現(xiàn)，是因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)協(xié)議IPV4存在一些不完善之處，IPV4并沒(méi)有考慮到ARP協(xié)議的不安全問(wèn)題，因此，也造成了很多ARP攻擊的出現(xiàn)。雖然后續(xù)的IPV6協(xié)議已經(jīng)得到完善，但是目前IPV4仍然是主流，并沒(méi)有完全過(guò)渡到IPV6協(xié)議，因此，對(duì)于ARP攻擊的防御仍然具有十分重要的作用。

而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，ARP攻擊的手段和方式層出不窮，其破壞性也越來(lái)越大，如何防御ARP攻擊，降低攻擊帶來(lái)了危害，已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的重要問(wèn)題。

2 ARP工作原理

ARP協(xié)議就是地址解析協(xié)議，其英文全稱是Address Resolution Protocol，ARP協(xié)議的主要功能是根據(jù)IP地址來(lái)獲取物理地址。在局域網(wǎng)中，主機(jī)之間通信時(shí)，傳送數(shù)據(jù)的網(wǎng)卡等硬件設(shè)備只能識(shí)別對(duì)方的物理地址，但是主機(jī)在通信時(shí)只會(huì)知道目標(biāo)主機(jī)的IP地址，因此，需要通過(guò)目標(biāo)主機(jī)的IP地址解析出目標(biāo)主機(jī)的物理地址，這就要使用到地址解析協(xié)議。

ARP的具體工作原理如下：

在局域網(wǎng)內(nèi)，當(dāng)主機(jī)A（IP地址是192.168.1.10，物理地址是50-E5-49-B9-41-D4）需要與主機(jī)B（IP地址是192.168.1.20，物理地址是40-C4-29-E3-16-F5）通信時(shí)，其工作步驟如下所示。

1）主機(jī)A會(huì)檢查本機(jī)的路由表內(nèi)容，確定主機(jī)B的IP地址，然后會(huì)檢查本機(jī)的ARP緩存表，查看緩存表中是否有主機(jī)B的IP地址與物理地址的映射，如果有映射，則直接與主機(jī)B通信。

2）如果主機(jī)A沒(méi)有找到主機(jī)B的IP地址與物理地址的映射，那么會(huì)在局域網(wǎng)中廣播一個(gè)ARP請(qǐng)求幀，這個(gè)請(qǐng)求幀包含主機(jī)B的IP地址以及主機(jī)A的IP地址和物理地址。局域網(wǎng)中的其他所有主機(jī)都會(huì)接收到主機(jī)A發(fā)出來(lái)的ARP請(qǐng)求，收到之后則會(huì)立刻檢查是否與本機(jī)的IP地址匹配，如果不匹配則會(huì)丟棄ARP請(qǐng)求。

3）當(dāng)主機(jī)B確定ARP請(qǐng)求中的IP地址與自身IP地址相同時(shí)，則會(huì)把ARP請(qǐng)求中主機(jī)A的IP地址和物理地址存入自身的ARP緩存表中。

4）主機(jī)B會(huì)對(duì)主機(jī)A發(fā)出的ARP請(qǐng)求進(jìn)行應(yīng)答，應(yīng)答信息中包含有自身的物理地址。

5）當(dāng)主機(jī)A收到主機(jī)B的ARP回復(fù)信息之后，就會(huì)把主機(jī)B的IP地址與物理地址的映射存到本機(jī)ARP緩存表中。這樣，主機(jī)A就可以和主機(jī)B進(jìn)行通信了。

3 ARP攻擊

3.1 ARP攻擊原理

1）ARP欺騙

由于ARP協(xié)議的設(shè)計(jì)存在漏洞，因此，很多攻擊者會(huì)利用ARP協(xié)議的漏洞來(lái)發(fā)動(dòng)ARP攻擊，其中，ARP欺騙是最為常見(jiàn)的ARP攻擊方式。ARP協(xié)議并不是只有發(fā)送了ARP請(qǐng)求之后才會(huì)接收ARP應(yīng)答，因此，很多攻擊者會(huì)直接向局域網(wǎng)內(nèi)主機(jī)發(fā)送ARP應(yīng)答，讓受害主機(jī)更新其ARP緩存表，這就是ARP欺騙。

ARP欺騙的具體原理是這樣的，假設(shè)局域網(wǎng)中有三臺(tái)主機(jī)，分別是主機(jī)A（IP地址是192.168.1.10，物理地址是50-E5-49-B9-41-D4）、主機(jī)B（IP地址是192.168.1.20，物理地址是40-C4-29-E3-16-F5）和主機(jī)C（IP地址是192.168.1.30，物理地址是20-D4-21-F2-56-00），假設(shè)主機(jī)C是攻擊者，其可以向主機(jī)A發(fā)送一個(gè)ARP應(yīng)答，欺騙主機(jī)A自己的IP地址是192.168.1.20，物理地址是20-D4-21-F2-56-00，主機(jī)A在接收到ARP應(yīng)答之后就會(huì)更新自己的ARP緩存表，把主機(jī)C偽造的IP地址和物理地址的映射記錄到ARP緩存表中。主機(jī)C會(huì)用同樣的方式發(fā)送ARP應(yīng)答給主機(jī)B，欺騙主機(jī)B自己的IP地址是192.168.1.10，物理地址是20-D4-21-F2-56-00。這樣主機(jī)A和主機(jī)B之間的所有通信數(shù)據(jù)都會(huì)經(jīng)過(guò)主機(jī)C，主機(jī)C可以竊取主機(jī)A和主機(jī)B的通信信息。這就是典型的ARP欺騙。

ARP欺騙最常用的方式并不是通過(guò)偽造局域網(wǎng)內(nèi)部主機(jī)的IP地址和物理地址映射的手段，而是偽造網(wǎng)關(guān)。攻擊者根據(jù)上述原理來(lái)偽造局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，局域網(wǎng)內(nèi)所有主機(jī)都要通過(guò)網(wǎng)關(guān)來(lái)訪問(wèn)Internet網(wǎng)絡(luò)，這樣，攻擊者就可以獲取局域網(wǎng)內(nèi)主機(jī)與外部網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)了。

2）ARP請(qǐng)求風(fēng)暴

ARP請(qǐng)求風(fēng)暴就是在局域網(wǎng)內(nèi)不斷廣播ARP請(qǐng)求/應(yīng)答，攻擊者對(duì)局域網(wǎng)內(nèi)所有主機(jī)進(jìn)行掃描，不斷廣播ARP請(qǐng)求/應(yīng)答，這樣就會(huì)占用大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁堵，使得網(wǎng)速下降。

3.2ARP攻擊的危害

ARP攻擊是網(wǎng)絡(luò)攻擊的主要方式之一，攻擊者采用的攻擊策略的不同也會(huì)導(dǎo)致不同的影響。如果攻擊者是對(duì)通信的雙方都發(fā)起了ARP欺騙，那么雙方的通信數(shù)據(jù)都會(huì)經(jīng)過(guò)攻擊者這個(gè)中轉(zhuǎn)站，通信數(shù)據(jù)會(huì)被攻擊者竊取，導(dǎo)致雙方通信數(shù)據(jù)的泄露。

如果攻擊者只是欺騙一方的主機(jī)，那么只會(huì)導(dǎo)致受欺騙主機(jī)與攻擊者的通信。如果攻擊者偽造的是網(wǎng)關(guān)，那么局域網(wǎng)中所有主機(jī)要訪問(wèn)外網(wǎng)只會(huì)與攻擊者通信，而不會(huì)連入外部網(wǎng)絡(luò)，這就導(dǎo)致局域網(wǎng)內(nèi)主機(jī)處于斷線狀態(tài)。

如果攻擊者發(fā)動(dòng)了ARP請(qǐng)求風(fēng)暴，則會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)帶寬資源被占用，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)或斷線。

4 防范措施

4.1基本防范措施

為了預(yù)防和應(yīng)對(duì)ARP攻擊，有一些基本的防范措施，這些防范措施操作簡(jiǎn)單，也不需要有很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)操作能力，但是這些措施能夠暫時(shí)的消除故障，不能永久性的消除隱患，具體來(lái)說(shuō)有以下幾種：

1）重啟計(jì)算機(jī)。因?yàn)橛?jì)算機(jī)每一次重新啟動(dòng)都會(huì)把原有ARP緩存表清空，而ARP攻擊都是偽造IP地址和物理地址的映射關(guān)系，重啟計(jì)算機(jī)相當(dāng)于把偽造的IP地址和物理地址的映射關(guān)系都刪除了，這樣就可以暫時(shí)阻止ARP攻擊。

2）對(duì)路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備復(fù)位。對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備復(fù)位的原理與重啟計(jì)算機(jī)是一樣的，把網(wǎng)絡(luò)設(shè)備恢復(fù)到出廠設(shè)置，可以暫時(shí)阻止ARP攻擊。

3）禁用網(wǎng)卡。為了防止外來(lái)人員利用ARP進(jìn)入局域網(wǎng)中盜竊IP地址，可以采用禁用網(wǎng)卡的方式，這樣就切斷了外來(lái)人員進(jìn)入局域網(wǎng)的可能性，ARP攻擊也無(wú)法獲取目標(biāo)IP地址，從而失去了威脅。

4）安裝殺毒軟件。目前，絕大部分的殺毒軟件都會(huì)有防止ARP攻擊的功能，殺毒軟件會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的通信量進(jìn)行檢查，同時(shí)也會(huì)診斷訪問(wèn)信息，這樣就可以有效判斷是否會(huì)存在ARP攻擊，如果出現(xiàn)ARP攻擊，殺毒軟件會(huì)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行防御。

這些方法是防御ARP攻擊的基本措施，對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)較為薄弱的用戶來(lái)說(shuō)，可以采用以上方式來(lái)初步防御ARP攻擊。

4.2 IP地址和物理地址的靜態(tài)綁定

ARP欺騙攻擊是偽造IP地址與物理地址的映射關(guān)系來(lái)欺騙目標(biāo)主機(jī)，為了防御ARP欺騙攻擊，可以采用IP地址和物理地址靜態(tài)綁定的方式，固定IP地址與物理地址的映射關(guān)系。靜態(tài)綁定IP地址和物理地址的方法就是在命令提示符界面輸入“ARP –s 目標(biāo)IP地址 目標(biāo)物理地址”。

由于ARP攻擊者一般都是選擇偽造局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的IP地址與物理地址的映射關(guān)系，因此，以局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)IP地址和物理地址的靜態(tài)綁定為例，介紹一下靜態(tài)綁定的方法。

假設(shè)局域網(wǎng)中網(wǎng)關(guān)的IP地址是192.168.1.6，物理地址是00-16-78-cb-80-b4。要在局域網(wǎng)內(nèi)主機(jī)上靜態(tài)綁定網(wǎng)關(guān)的IP地址和物理地址，其具體操作方法如下：

1）點(diǎn)擊“開(kāi)始”按鈕，在搜索框中輸入“cmd”。

2）在彈出的命令提示符界面中輸入“arp -d”，這樣就清除了ARP緩存記錄表中的信息，如下圖1所示。

完成之后可以輸入“arp -a”來(lái)查看ARP緩存表中沒(méi)有任何的信息。

3）輸入“arp –s 192.168.1.6 00-16-78-cb-80-b4”，就可以完成網(wǎng)關(guān)IP地址和物理地址的綁定，如下圖2所示。

完成上述步驟之后就正式完成了局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)IP地址和物理地址的綁定，可以通過(guò)輸入“arp -a”來(lái)查看綁定情況，如下圖3所示。

從圖3中可以看出，主機(jī)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)IP地址和物理地址的靜態(tài)綁定，這樣即使ARP緩存表刷新也不會(huì)刪除這一對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)電腦重新啟動(dòng)時(shí)，網(wǎng)關(guān)IP地址和物理地址的靜態(tài)綁定就會(huì)消失，為了防止這種情況，可以把上述步驟編輯成一個(gè)批處理文件，并且把這個(gè)批處理文件設(shè)置成“啟動(dòng)”項(xiàng)，這樣，當(dāng)電腦每次開(kāi)機(jī)時(shí)都會(huì)完成網(wǎng)關(guān)IP地址和物理地址的靜態(tài)綁定。

4.3 ARP防火墻

ARP防火墻的目的就是為了防御ARP攻擊，其主要有兩個(gè)功能，第一是保證計(jì)算機(jī)能夠準(zhǔn)確獲取網(wǎng)關(guān)的物理地址，第二是保證網(wǎng)關(guān)能夠準(zhǔn)確獲取計(jì)算機(jī)的物理地址。ARP防火墻不但能夠保護(hù)局域網(wǎng)不受到外來(lái)的ARP攻擊，也能夠阻止局域網(wǎng)內(nèi)部ARP攻擊威脅外部。

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