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MAC地址與IP地址綁定策略的破解

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2009.12.07

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MAC地址與IP地址綁定策略的破解

[ 2005-7-8 19:26:00 | By: lifefamily ]

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1 對(duì)“IP地址盜用”的解決方案絕大多數(shù)都是采取MAC與IP地址綁定策略，這種做法是十分危險(xiǎn)的，本文將就這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討。在這里需要聲明的是，本文是處于對(duì)對(duì)MAC與IP地址綁定策略安全的憂慮，不帶有任何黑客性質(zhì)。
　　1.1 為什么要綁定MAC與IP 地址
　　影響網(wǎng)絡(luò)安全的因素很多，IP地址盜用或地址欺騙就是其中一個(gè)常見(jiàn)且危害極大的因素?，F(xiàn)實(shí)中，許多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是基于IP的，比如流量統(tǒng)計(jì)、賬號(hào)控制等都將IP 地址作為標(biāo)志用戶的一個(gè)重要的參數(shù)。如果有人盜用了合法地址并偽裝成合法用戶，網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就可能被破壞、竊聽(tīng)，甚至盜用，造成無(wú)法彌補(bǔ)的損失。
　　盜用外部網(wǎng)絡(luò)的IP地址比較困難，因?yàn)槁酚善鞯染W(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備一般都會(huì)設(shè)置通過(guò)各個(gè)端口的IP地址范圍，不屬于該IP地址范圍的報(bào)文將無(wú)法通過(guò)這些互連設(shè)備。但如果盜用的是Ethernet內(nèi)部合法用戶的IP地址，這種網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備顯然無(wú)能為力了。“道高一尺，魔高一丈”，對(duì)于Ethernet內(nèi)部的IP地址被盜用，當(dāng)然也有相應(yīng)的解決辦法。綁定MAC地址與IP地址就是防止內(nèi)部IP盜用的一個(gè)常用的、簡(jiǎn)單的、有效的措施。
　　1.2 MAC與IP 地址綁定原理
　　IP地址的修改非常容易，而MAC地址存儲(chǔ)在網(wǎng)卡的EEPROM中，而且網(wǎng)卡的MAC地址是唯一確定的。因此，為了防止內(nèi)部人員進(jìn)行非法IP盜用(例如盜用權(quán)限更高人員的IP地址，以獲得權(quán)限外的信息)，可以將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的IP地址與MAC地址綁定，盜用者即使修改了IP地址，也因MAC地址不匹配而盜用失敗：而且由于網(wǎng)卡MAC地址的唯一確定性，可以根據(jù)MAC地址查出使用該MAC地址的網(wǎng)卡，進(jìn)而查出非法盜用者。
　　目前，很多單位的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，尤其是學(xué)校校園網(wǎng)都采用了MAC地址與IP地址的綁定技術(shù)。許多防火墻（硬件防火墻和軟件防火墻）為了防止網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的IP地址被盜用，也都內(nèi)置了MAC地址與IP地址的綁定功能。
　　從表面上看來(lái)，綁定MAC地址和IP地址可以防止內(nèi)部IP地址被盜用，但實(shí)際上由于各層協(xié)議以及網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)等實(shí)現(xiàn)技術(shù)，MAC地址與IP地址的綁定存在很大的缺陷，并不能真正防止內(nèi)部IP地址被盜用。

　　2 破解MAC與IP地址綁定策略
　　2.1 IP地址和MAC地址簡(jiǎn)介
　　現(xiàn)行的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)四層協(xié)議結(jié)構(gòu)，從下往上依次為鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。
　　Ethernet協(xié)議是鏈路層協(xié)議，使用的地址是MAC地址。MAC地址是Ethernet網(wǎng)卡在Ethernet中的硬件標(biāo)志，網(wǎng)卡生產(chǎn)時(shí)將其存于網(wǎng)卡的EEPROM中。網(wǎng)卡的MAC地址各不相同，MAC地址可以唯一標(biāo)志一塊網(wǎng)卡。在Ethernet上傳輸?shù)拿總€(gè)報(bào)文都含有發(fā)送該報(bào)文的網(wǎng)卡的MAC地址。　　　Ethernet根據(jù)Ethernet報(bào)文頭中的源MAC地址和目的MAC來(lái)識(shí)別報(bào)文的發(fā)送端和接收端。IP協(xié)議應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)層，使用的地址為IP地址。使用IP協(xié)議進(jìn)行通訊，每個(gè)IP報(bào)文頭中必須含有源IP和目的IP地址，用以標(biāo)志該IP報(bào)文的發(fā)送端和接收端。在Ethernet上使用IP協(xié)議傳輸報(bào)文時(shí)，IP報(bào)文作為Ethernet報(bào)文的數(shù)據(jù)。IP地址對(duì)于Ethernet交換機(jī)或處理器是透明的。用戶可以根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的需要為網(wǎng)卡配置一個(gè)或多個(gè)IP地址。MAC地址和IP地址之間并不存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
　　MAC地址存儲(chǔ)在網(wǎng)卡的EEPROM中并且唯一確定，但網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)在發(fā)送Ethernet報(bào)文時(shí)，并不從EEPROM中讀取MAC地址，而是在內(nèi)存中來(lái)建立一塊緩存區(qū)，Ethernet報(bào)文從中讀取源MAC地址。而且，用戶可以通過(guò)操作系統(tǒng)修改實(shí)際發(fā)送的Ethernet報(bào)文中的源MAC地址。既然MAC地址可以修改，那么MAC地址與IP地址的綁定也就失去了它原有的意義。
　　2.2 破解方案
　　其內(nèi)部服務(wù)器和外部服務(wù)器都提供Web服務(wù)，防火墻中實(shí)現(xiàn)了MAC地址和IP地址的綁定。報(bào)文中的源MAC地址與1P地址對(duì)如果無(wú)法與防火墻中設(shè)置的MAC地址與1P地址對(duì)匹配，將無(wú)法通過(guò)防火墻。主機(jī)2和內(nèi)部服務(wù)器都是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的合法機(jī)器；主機(jī)1是為了做實(shí)驗(yàn)而新加入的機(jī)器。安裝的操作系統(tǒng)是W2000企業(yè)版，網(wǎng)卡是3Com的。
　　試驗(yàn)需要修改主機(jī)
　　1中網(wǎng)卡的MAC和IP地址為被盜用設(shè)備的MAC和IP地址。首先，在控制面板中選擇“網(wǎng)絡(luò)和撥號(hào)連接”，選中對(duì)應(yīng)的網(wǎng)卡并點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇屬性，在屬性頁(yè)的“常規(guī)”頁(yè)中點(diǎn)擊“配置”按鈕。在配置屬性頁(yè)中選擇“高級(jí)”，再在“屬性”欄中選擇“Network Address”，在“值”欄中選中輸人框，然后在輸人框中輸人被盜用設(shè)備的MAC地址，MAC地址就修改成功了。
　　然后再將IP地址配置成被盜用設(shè)備的IP地址。盜用內(nèi)部客戶機(jī)IP地址：將主機(jī)1的MAC地址和IP地址分別修改為主機(jī)2的MAC地址和IP地址。主機(jī)1可以訪問(wèn)外部服務(wù)器，能夠順利地通過(guò)防火墻，訪問(wèn)權(quán)限與主機(jī)2沒(méi)有分別。而且，與此同時(shí)主機(jī)2也可以正常地訪問(wèn)外部服務(wù)器，完全不受主機(jī)1的影響。無(wú)論是主機(jī)2還是防火墻都察覺(jué)不到主機(jī)1的存在。主機(jī)1如果訪問(wèn)內(nèi)部服務(wù)器，根本無(wú)需通過(guò)防火墻，更是暢通無(wú)阻了。
　　盜用內(nèi)部服務(wù)器IP地址：將主機(jī)1的MAC地址和U地址修改為內(nèi)部服務(wù)器的MAC地址和IP地址。主機(jī)1也提供Web服務(wù)。為了使效果更明顯，主機(jī)1上提供的Web服務(wù)內(nèi)容與內(nèi)部服務(wù)器提供的內(nèi)容不同。
　　因?yàn)樵趯?shí)際的實(shí)驗(yàn)中主機(jī)1與主機(jī)2連在同一個(gè)HUB上，主機(jī)2的訪問(wèn)請(qǐng)求總是先被主機(jī)1響應(yīng)，主機(jī)2期望訪問(wèn)的是內(nèi)部服務(wù)器，得到的卻總是主機(jī)1提供的內(nèi)容。更一般地，主機(jī)2如果試圖訪問(wèn)內(nèi)部服務(wù)器，獲得的到底是主機(jī)1提供的內(nèi)容還是內(nèi)部服務(wù)器提供的內(nèi)容具有隨機(jī)性，要看它的訪問(wèn)請(qǐng)求首先被誰(shuí)響應(yīng)，在后面的分析中我們將進(jìn)一步對(duì)此進(jìn)行闡述。
　　盜用服務(wù)器的MAC和IP危害可能更大，如果主機(jī)1提供的Web內(nèi)容和內(nèi)部服務(wù)器中的內(nèi)容一樣，那么主機(jī)2將無(wú)法識(shí)別它訪問(wèn)的到底是哪個(gè)機(jī)器；如果Web內(nèi)容中要求輸人賬號(hào)、密碼等信息，那么這些信息對(duì)于主機(jī)1來(lái)說(shuō)則是一覽無(wú)遺了。

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