ARP原理及防止方法

 一、ARP病毒

ARP地址欺骗类病毒（以下简称ARP病毒）是一类特殊的病毒，该病毒一般属于木马(Trojan)病毒，不具备主动传播的特性，不会自我复制。但是由于其发作的时候会向全网发送伪造的ARP数据包，干扰全网的运行，因此它的危害比一些蠕虫还要严重得多。

二、ARP病毒发作时的现象

网络掉线，但网络连接正常，内网的部分PC机不能上网，或者所有电脑不能上网，无法打开网页或打开网页慢，局域网时断时续并且网速较慢等。

三、ARP病毒原理

3.1 网络模型简介

众所周知，按照OSI (Open Systems Interconnection Reference Model 开放系统互联参考模型) 的观点，可将网络系统划分为7层结构，每一个层次上运行着不同的协议和服务，并且上下层之间互相配合，完成网络数据交换的功能，如图1：

                                                         

                                                                     图1 OSI网络体系模型

    然而，OSI的模型仅仅是一个参考模型，并不是实际网络中应用的模型。实际上应用最广泛的商用网络模型即TCP/IP体系模型，将网络划分为四层，每一个层次上也运行着不同的协议和服务，如图2。

                                                          

                                                      图2 TCP/IP四层体系模型及其配套协议

    上图中，蓝色字体表示该层的名称，绿色字表示运行在该层上的协议。由图2可见，我们即将要讨论的ARP协议，就是工作在网际层上的协议。

3.2 ARP协议简介

我们大家都知道，在局域网中，一台主机要和另一台主机进行通信，必须要知道目标主机的IP地址，但是最终负责在局域网中传送数据的网卡等物理设备是不识别IP地址的，只能识别其硬件地址即MAC地址。MAC地址是48位的，通常表示为12个16进制数，每2个16进制数之间用“-”或者冒号隔开，如：00-0B-2F-13-1A-11就是一个MAC地址。每一块网卡都有其全球唯一的MAC地址，网卡之间发送数据，只能根据对方网卡的MAC地址进行发送，这时就需要一个将高层数据包中的IP地址转换成低层MAC地址的协议，而这个重要的任务将由ARP协议完成。

ARP全称为Address Resolution Protocol，地址解析协议。所谓“地址解析”就是主机在发送数据包前将目标主机IP地址转换成目标主机MAC地址的过程。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。 这时就涉及到一个问题，一个局域网中的电脑少则几台，多则上百台，这么多的电脑之间，如何能准确的记住对方电脑网卡的MAC地址，以便数据的发送呢？这就涉及到了另外一个概念，ARP缓存表。在局域网的任何一台主机中，都有一个ARP缓存表，该表中保存这网络中各个电脑的IP地址和MAC地址的对照关系。当这台主机向同局域网中另外的主机发送数据的时候，会根据ARP缓存表里的对应关系进行发送。

下面，我们用一个模拟的局域网环境，来说明ARP欺骗的过程。

3.3 ARP欺骗过程

假设一个只有三台电脑组成的局域网，该局域网由交换机(Switch)连接。其中一个电脑名叫A，代表攻击方；一台电脑叫S，代表源主机，即发送数据的电脑；令一台电脑名叫D，代表目的主机，即接收数据的电脑。这三台电脑的IP地址分别为192.168.0.2，192.168.0.3，192.168.0.4。MAC地址分别为MAC_A，MAC_S，MAC_D。其网络拓扑环境如图3。

                                   

                                                                                          图3 网络拓扑

现在，S电脑要给D电脑发送数据了，在S电脑内部，上层的TCP和UDP的数据包已经传送到了最底层的网络接口层，数据包即将要发送出去，但这时还不知道目的主机D电脑的MAC地址MAC_D。这时候，S电脑要先查询自身的ARP缓存表，查看里面是否有192.168.0.4这台电脑的MAC地址，如果有，那很好办，就将 封装在数据包的外面。直接发送出去即可。如果没有，这时S电脑要向全网络发送一个ARP广播包，大声询问：“我的IP是192.168.0.3，硬件地址是MAC_S，我想知道IP地址为192.168.0.4的主机的硬件地址是多少？” 这时，全网络的电脑都收到该ARP广播包了，包括A电脑和D电脑。A电脑一看其要查询的IP地址不是自己的，就将该数据包丢弃不予理会。而D电脑一看IP地址是自己的，则回答S电脑：“我的IP地址是192.168.0.4，我的硬件地址是MAC_D”需要注意的是，这条信息是单独回答的，即D电脑单独向S电脑发送的，并非刚才的广播。现在S电脑已经知道目的电脑D的MAC地址了，它可以将要发送的数据包上贴上目的地址MAC_D，发送出去了。同时它还会动态更新自身的ARP缓存表，将192.168.0.4－MAC_D这一条记录添加进去，这样，等S电脑下次再给D电脑发送数据的时候，就不用大声询问发送ARP广播包了。这就是正常情况下的数据包发送过程。

这样的机制看上去很完美，似乎整个局域网也天下太平，相安无事。但是，上述数据发送机制有一个致命的缺陷，即它是建立在对局域网中电脑全部信任的基础上的，也就是说它的假设前提是：无论局域网中那台电脑，其发送的ARP数据包都是正确的。那么这样就很危险了！因为局域网中并非所有的电脑都安分守己，往往有非法者的存在。比如在上述数据发送中，当S电脑向全网询问“我想知道IP地址为192.168.0.4的主机的硬件地址是多少？”后，D电脑也回应了自己的正确MAC地址。但是当此时，一向沉默寡言的A电脑也回话了：“我的IP地址是192.168.0.4，我的硬件地址是MAC_A” ，注意，此时它竟然冒充自己是D电脑的IP地址，而MAC地址竟然写成自己的！由于A电脑不停地发送这样的应答数据包，本来S电脑的ARP缓存表中已经保存了正确的记录：192.168.0.4－MAC_D，但是由于A电脑的不停应答，这时S电脑并不知道A电脑发送的数据包是伪造的，导致S电脑又重新动态更新自身的ARP缓存表，这回记录成：192.168.0.4－MAC_A，很显然，这是一个错误的记录（这步也叫ARP缓存表中毒），这样就导致以后凡是S电脑要发送给D电脑，也就是IP地址为192.168.0.4这台主机的数据，都将会发送给MAC地址为MAC_A的主机，这样，在光天化日之下，A电脑竟然劫持了由S电脑发送给D电脑的数据！这就是ARP欺骗的过程。

如果A这台电脑再做的“过分”一些，它不冒充D电脑，而是冒充网关，那后果会怎么样呢？我们大家都知道，如果一个局域网中的电脑要连接外网，也就是登陆互联网的时候，都要经过局域网中的网关转发一下，所有收发的数据都要先经过网关，再由网关发向互联网。在局域网中，网关的IP地址一般为192.168.0.1。如果A这台电脑向全网不停的发送ARP欺骗广播，大声说：“我的IP地址是192.168.0.1，我的硬件地址是MAC_A”这时局域网中的其它电脑并没有察觉到什么，因为局域网通信的前提条件是信任任何电脑发送的ARP广播包。这样局域网中的其它电脑都会更新自身的ARP缓存表，记录下192.168.0.1－MAC_A这样的记录，这样，当它们发送给网关，也就是IP地址为192.168.0.1这台电脑的数据，结果都会发送到MAC_A这台电脑中！这样，A电脑就将会监听整个局域网发送给互联网的数据包！

实际上，这种病毒早就出现过，这就是ARP地址欺骗类病毒。一些传奇木马（Trojan/PSW.LMir）具有这样的特性，该木马一般通过传奇外挂、网页木马等方式使局域网中的某台电脑中毒，这样中毒电脑便可嗅探到整个局域网发送的所有数据包，该木马破解了《传奇》游戏的数据包加密算法，通过截获局域网中的数据包，分析数据包中的用户隐私信息，盗取用户的游戏帐号和密码。在解析这些封包之后，再将它们发送到真正的网关。这样的病毒有一个令网吧游戏玩家闻之色变的名字：“传奇网吧杀手”

3.网络钓鱼（Phishing）一词，是“Fishing”和“Phone”的综合体，由于黑客始祖起初是以电话作案，所以用“Ph”来取代“F”，创造了”Phishing”。

“钓鱼攻击”是指利用欺骗性的电子邮件和伪造的Web站点来进行诈骗活动，受骗者往往会泄露自己的财务数据，如信用卡号、账户用户名、口令和社保编号等内容。诈骗者通常会将自己伪装成知名银行、在线零售商和信用卡公司等可信的品牌，在所有接触诈骗信息的用户中，有高达5%的人都会对这些骗局做出响应。

钓鱼攻击的一般步骤：
1. 钓鱼者入侵初级服务器，窃取用户的名字和邮件地址
2. 钓鱼者发送有针对性质的邮件
3. 受害用户访问假冒网址，受害用户被钓鱼邮件引导访问假冒网址。
4. 受害用户提供秘密和用户信息被钓鱼者取得
5. 钓鱼者使用受害用户的身份进入其他网络服务器

钓鱼攻击使用多种技术，使一封电子邮件信息或网页的显示同其运行表现出欺骗性差异。一些较为常见攻击技术：
· 发送电子邮件，以虚假信息引诱用户中圈套
· 建立假冒网上银行、网上证券网站，骗取用户帐号密码实施盗窃
· 利用虚假的电子商务进行诈骗
· 利用木马和黑客技术等手段窃取用户信息后实施盗窃活动
· 利用用户弱口令等漏洞破解、猜测用户帐号和密码
· 复制图片和网页设计、相似的域名
· URL地址隐藏黑客工具
· 通过弹出窗口和隐藏提示
· 利用社会工程学
· 利用IP地址的形式显示欺骗用户点击

要预防钓鱼攻击的威胁，一定要牢记以下四招：
·一定不要点击邮件的链接网址或回复邮件。若要核实电邮信息，可以通过拨打银行或支付网站的客服电话咨询。
·要访问所属银行的网站一定不要使用超级链接方式。同时，千万不要点击诈骗邮件中的网址链接。
·养成良好的电脑使用习惯，不要开启来路不明的电子邮件(特别是英文信，特别是往来无国际友人的)及文件，安装杀毒软件并及时升级病毒特征库和操作系统补丁，将敏感信息输入隐私保护，打开个人防火墙。
·使用网络银行时，选择使用网络凭证及约定账户方式进行转账交易，不要在网吧、公用计算机上和不明的地下网站做在线交易或转账。