Что такое arp spoofing
Отравление ARP: что это такое и как предотвратить ARP-спуфинг
«Отравление» ARP (ARP Poisoning) — это тип кибератаки, которая использует слабые места широко распространенного протокола разрешения адресов (Address Resolution Protocol, ARP) для нарушения или перенаправления сетевого трафика или слежения за ним. В этой статье мы вкратце рассмотрим, зачем нужен ARP, проанализируем его слабые места, которые делают возможным отравление ARP, а также меры, которые можно принять для обеспечения безопасности организации.
Что такое ARP?
ARP предназначен для определения MAC-адреса по IP-адресу другого компьютера. ARP позволяет подключенным к сети устройствам запрашивать, какому устройству в настоящее время назначен конкретный IP-адрес. Устройства также могут сообщать об этом назначении остальной части сети без запроса. В целях эффективности устройства обычно кэшируют эти ответы и создают список текущих назначений MAC-IP.
Что такое отравление ARP?
«Отравление» (подмена) ARP заключается в использовании слабых сторон ARP для нарушения назначений MAC-IP для других устройств в сети. В 1982 году, когда был представлен протокол ARP, обеспечение безопасности не было первостепенной задачей, поэтому разработчики протокола никогда не использовали механизмы аутентификации для проверки сообщений ARP. Любое устройство в сети может ответить на запрос ARP, независимо от того, является ли оно адресатом данного запроса. Например, если компьютер A запрашивает MAC-адрес компьютера B, ответить может злоумышленник на компьютере C, и компьютер A примет этот ответ как достоверный. За счет этой уязвимости было проведено огромное количество атак. Используя легкодоступные инструменты, злоумышленник может «отравить» кэш ARP других хостов в локальной сети, заполнив его неверными данными.
Этапы отравления ARP
Этапы отравления ARP могут различаться, но обычно их минимальный перечень таков:
Типы атак ARP Poisoning
Имеется два основных способа отравления ARP: злоумышленник может либо дождаться запроса ARP в отношении конкретной цели и дать на него ответ, либо использовать самообращённые запросы (gratuitous ARP). Первый вариант ответа будет менее заметен в сети, но его потенциальное влияние также будет меньшим. Cамообращенные запросы ARP могут быть более эффективными и затронуть большее количество жертв, но они имеют обратную сторону — генерирование большого объема сетевого трафика. При любом подходе поврежденный кэш ARP на устройствах-жертвах может быть использован для дальнейших целей:
Атаки Man-in-the-Middle
Атаки MiTM, вероятно, являются наиболее распространенной и потенциально наиболее опасной целью отравления ARP. Злоумышленник отправляет ложные ответы ARP по заданному IP-адресу (обычно это шлюз по умолчанию для конкретной подсети). Это заставляет устройства-жертвы заполнять свой кэш ARP MAC-адресом машины злоумышленника вместо MAC-адреса локального маршрутизатора. Затем устройства-жертвы некорректно пересылают сетевой трафик злоумышленнику. Такие инструменты, как Ettercap, позволяют злоумышленнику выступать в роли прокси-сервера, просматривая или изменяя информацию перед отправкой трафика по назначению. Жертва при этом может не заметить каких-либо изменений в работе.
Одновременное отравление ARP и отравление DNSможет значительно повысить эффективность атаки MiTM. В этом сценарии пользователь-жертва может ввести адрес легитимного сайта (например, google.com) и получить IP-адрес машины злоумышленника вместо корректного адреса.
Отказ в обслуживании (Denial of Service, DoS)
DoS-атака заключается в том, что одной или нескольким жертвам отказывается в доступе к сетевым ресурсам. В случае ARP, злоумышленник может отправить ответ ARP, который ложно назначает сотни или даже тысячи IP-адресов одному MAC-адресу, что потенциально может привести к перегрузке целевого устройства. Атака этого типа, иногда называемая «лавинной рассылкой ARP» (ARP-флудингом), также может быть нацелена на коммутаторы, что потенциально может повлиять на производительность всей сети.
Перехват сеанса
Перехват сеанса по своей природе похож на MiTM за исключением того, что злоумышленник не будет напрямую перенаправлять трафик с машины жертвы на целевое устройство. Вместо этого он захватывает подлинный порядковый номер TCP или файл cookie жертвы и использует его, чтобы выдавать себя за жертву. Так он может, к примеру, получить доступ к учетной записи данного пользователя в соцсети, если тот в нее вошел.
Какова цель отравления ARP?
У хакеров всегда самые разные мотивы, в том числе при осуществлении отравления ARP, начиная от шпионажа высокого уровня и заканчивая азартом создания хаоса в сети. В одном из возможных сценариев злоумышленник может использовать ложные сообщения ARP, чтобы взять на себя роль шлюза по умолчанию для данной подсети, эффективно направляя весь трафик на свое устройство вместо локального маршрутизатора. Затем он может следить за трафиком, изменять или сбрасывать его. Такие атаки являются «громкими», поскольку оставляют за собой улики, но при этом не обязательно влияют на работу сети. Если целью атаки является шпионаж, машина злоумышленника просто перенаправляет трафик изначальному адресату, не давая ему оснований подозревать, что что-то изменилось.
Другой целью может быть значительное нарушение работы сети. Например, довольно часто DoS-атаки выполняются не очень опытными хакерами просто для получения удовольствия от созданных проблем.
Опасным типом отравления ARP являются инсайдерские атаки. Поддельные сообщения ARP не выходят за пределы локальной сети, поэтому атака должна исходить от локального устройства. Внешнее устройство также потенциально может инициировать ARP-атаку, но сначала ему нужно удаленно скомпрометировать локальную систему другими способами, в то время как инсайдеру требуется только подключение к сети и некоторые легкодоступные инструменты.
ARP-спуфинг vs отравление ARP
Термины «ARP-спуфинг» и «отравление ARP» обычно используются как синонимы. Технически под спуфингом понимается выдача злоумышленником своего адреса за MAC-адрес другого компьютера, в то время как отравлением (подменой) называют повреждение ARP-таблиц на одной или нескольких машинах-жертвах. Однако на практике это элементы одной и той же атаки. Также эту атаку иногда называют «отравлением кэша ARP» или «повреждением ARP-таблицы».
Последствия атак ARP Poisoning
Основной эффект отравления ARP заключается в том, что трафик, предназначенный для одного или нескольких хостов в локальной сети, вместо этого направляется на устройство, выбранное злоумышленником. Конкретные последствия атаки зависят от ее специфики. Трафик может направляться на машину злоумышленника или в несуществующее место. В первом случае заметного эффекта может не быть, в то время как во втором может быть заблокирован доступ к сети.
Само по себе отравление кэша ARP не оказывает длительного воздействия. Записи ARP кэшируются от нескольких минут на конечных устройствах до нескольких часов на коммутаторах. Как только злоумышленник перестает активно заражать таблицы, поврежденные записи просто устаревают, и вскоре возобновляется нормальный поток трафика. Само по себе отравление ARP не оставляет постоянной инфекции или «точек опоры» на машинах-жертвах. Однако нередко хакеры совершают ряд атак по цепочке, и отравление ARP может быть элементом более масштабной атаки.
Как обнаружить отравление кэша ARP
Существует множество платных программ и программ с открытым исходным кодом для обнаружения отравления кэша ARP, однако проверить ARP-таблицы на своем компьютере можно даже без установки специального ПО. В большинстве систем Windows, Mac и Linux ввод команды arp-a в терминале или командной строке отобразит текущие назначения IP-адресов и MAC-адресов машины.
Такие инструменты, как arpwatch и X-ARP, позволяют осуществлять непрерывный мониторинг сети и могут предупредить администратора о выявлении признаков отравления кэша ARP. Однако достаточно высока вероятность ложных срабатываний.
Как предотвратить отравление ARP
Cуществует несколько методов предотвращения отравления ARP:
Статические ARP-таблицы
Можно статически назначить все MAC-адреса в сети соответствующим IP-адресам. Это очень эффективно для предотвращения отравления ARP, но требует огромных трудозатрат. Любое изменение в сети потребует ручного обновления ARP-таблиц на всех хостах, в связи с чем для большинства крупных организаций использование статических ARP-таблиц является нецелесообразным. Но в ситуациях, когда безопасность имеет первостепенное значение, выделение отдельного сегмента сети для статических ARP-таблиц может помочь защитить критически важную информацию.
Защита коммутатора
Большинство управляемых коммутаторов Ethernet оснащены функциями предотвращения атак ARP Poisoning. Эти функции, известные как динамическая проверка ARP (Dynamic ARP Inspection, DAI), оценивают достоверность каждого сообщения ARP и отбрасывают пакеты, которые выглядят подозрительными или вредоносными. С помощью DAI также можно ограничить скорость прохождения сообщений ARP через коммутатор, эффективно предотвращая DoS-атаки.
DAI и аналогичные функции когда-то были доступны исключительно для высокопроизводительного сетевого оборудования, но теперь они представлены практически на всех коммутаторах бизнес-класса, в том числе используемых в небольших компаниях. Обычно рекомендуется включать DAI на всех портах, кроме подключенных к другим коммутаторам. Эта функция не оказывает значительного влияния на производительность; при этом, вместе с ней может понадобиться включение других функций, например DHCP Snooping.
Включение защиты порта на коммутаторе также может помочь минимизировать последствия отравления кэша ARP. Защиту порта можно настроить таким образом, чтобы разрешить использование только одного MAC-адреса на порте коммутатора, что лишает злоумышленника возможности применять несколько сетевых идентификаторов.
Физическая защита
Предотвратить атаки ARP Poisoning также поможет надлежащий контроль физического доступа к рабочему месту пользователей. Сообщения ARP не выходят за пределы локальной сети, поэтому потенциальные злоумышленники должны находиться в физической близости к сети жертвы или уже иметь контроль над машиной в сети. Обратите внимание, что в случае беспроводной сети территориальная близость не обязательно означает прямой физический доступ: может быть достаточно сигнала, который достигает двора или парковки. Независимо от типа соединения (проводное или беспроводное), использование технологии наподобие 802.1x может гарантировать подключение к сети только доверенных и/или управляемых устройств.
Сетевая изоляция
Хорошо сегментированная сеть может быть менее восприимчива к отравлению кэша ARP в целом, поскольку атака в одной подсети не влияет на устройства в другой. Концентрация важных ресурсов в выделенном сегменте сети с более строгими мерами безопасности может значительно снизить потенциальное влияние атаки ARP Poisoning.
Шифрование
Хотя шифрование не предотвращает ARP-атаку, оно может снизить потенциальный ущерб. Раньше популярной целью атак MiTM было получение учетных данных для входа в систему, которые когда-то передавались в виде обычного текста. Благодаря распространению шифрования SSL/TLS совершать такие атаки стало сложнее.
Практика использования arp-spoofing
В данной статье я расскажу как, используя пакет утилит arp-sk в операционной системе GNU/Linux реализовать атаку man-in-the-middle на протокол arp.
Для чего вообще нужна такая атака:
На хабре достаточно много статей например для взлома Wi-Fi. Но что делать после того, как ключ взломан? Тут можно увидеть один из вариантов действий.
Немного теории
первый пакет — компьютер отправляет широковещательное сообщение с целью узнать mac-адрес, который принадлежит ip-адресу 192.168.4.1 и просьбой отослать ответ на 192.168.4.11. Здесь не видно, но компьютер 192.168.4.11 при отправлении данного запроса указывает свой mac-адрес в качестве источника и широковещательный mac-адрес(FF:FF:FF:FF:FF:FF) в качестве адреса получателя. Сетевое устройство, получив данный пакет должно произвести сравнение ip-адреса со своим, и в случае совпадения послать следующий пакет.
второй пакет — устройство с адресом 192.168.4.1 отвечает на mac-адрес, который был указан в запросе со своего mac-адреса, что адрес 192.168.4.1 находится на 00:50:ba:46:5d:92.
В связи с тем, что arp-запрос отсылается на широковещательный адрес то данное сообщение могут получить любой, кто находится в одном широковещательном сегменте с источником. Посему возникает один из вариантов атаки — постоянно отправлять сообщение о своем mac-адресе. При этом, когда компьютер-жертва отправляет arp-запрос на роутер, то сразу же получает ответ от атакующего. Соответственно траффик будет направлен атакующему.
Наша задача: получить траффик компьютера Victim с помощью компьютера Attacker.
Для этого мы будем использовать самопроизвольный arp-ответ. В протоколе arp предусмотрена возможность отправления устройством arp-запроса или ответа в случае, если такое не требуют другие устройства. Для чего это надо — например, если изменился mac-адрес маршрутизатора. В случае, если компьютер поддерживает самопроизвольный arp то он перезапишет легитимный адрес на адрес атакующего.
Проведение атаки
Установка необходимого ПО
Подмена адреса
Посмотрим адреса
Наш адрес:
# ifconfig eth1 | grep HW
eth1 Link encap:Ethernet HWaddr 00:13:CE:5C:11:34
Теперь отправляем устройствам следующие arp-пакеты: подставляем в качестве mac-адреса другого устройства свой.
Первый от имени 192.168.4.17 о том, что его mac-адрес теперь 00:13:CE:5C:11:34 отправляем на 192.168.4.1 (00:50:ba:46:5d:92)
Второй от имени 192.168.4.1 о том, что его mac-адрес теперь 00:13:CE:5C:11:34 отправляем на 192.168.4.17 (00:1c:bf:41:53:4b)
У нас будет следующий вывод:
+ Initialization of the packet structure
+ Running mode «reply»
+ Ifname: eth1
+ Source MAC: 00:13:ce:5c:11:34
+ Source ARP MAC: 00:13:ce:5c:11:34
+ Source ARP IP : 192.168.4.1
+ Target MAC: 00:1c:bf:41:53:4b
+ Target ARP MAC: 00:1c:bf:41:53:4b
+ Target ARP IP : 192.168.4.17
Посмотрим теперь на компьютере Victim arp-таблицу: 
Собственно все. Теперь можно запустить свой любимый сниффер и получить необходимые пакеты. Например ping до яндекса
Добавление. В случае, если на компьютере установлен брандмауэр, то он может выдать сообщение о подмене адреса.
Данная информация приведена только для ознакомления. Автор напоминает вам о Статье 272 УК РФ «Неправомерный доступ к компьютерной информации»
ARP-spoofing: старая песня на новый лад
В этой статье мы рассмотрим атаку типа arp-spoofing как со стороны атакующего, так и со стороны жертвы и методы противодействия.
Автор: Агиевич Игорь (aka Shanker)
Об arp-спуфинге известно уже давно. С момента публикации первых материалов по этой проблеме прошло много лет. Было написано много программ как реализующих данный тип атак, так и призванных защитить от этих самых атак. А с недавних пор такую защиту стали внедрять и в персональные межсетевые экраны. Казалось бы: тема исчерпала себя. Однако полигон для работы мозгов всё же остаётся…
В этой статье мы рассмотрим атаку типа arp-spoofing как со стороны атакующего, так и со стороны жертвы (того пользователя, против которого направлена атака).
Итак, исходные данные:
Анализ работы персонального брэндмауэра
В последнее время внедрение защиты от arp-спуфинга стало популярной идеей среди разработчиков персональных межсетевых экранов. Я точно не знаю какой производитель первым реализовал данный механизм. Однако, первый продукт попавший мне на глаза с такой функцией был Agnitum Outpost Firewall. Потом компания Агава объявила о выходе своего Agava Firewall с поддержкой аналогичной защиты. И, на сколько мне известно, лаборатория Касперского тоже вдохновилась идеей реализации подобной функции в будущую версию Kaspersky Internet Security 8.0
Рис №1: параметры Agnitum Outpost Firewall 2008 по пресечению arp-poisoning
Некоторые персональные брэндмауэры (к примеру Outpost, см. рис №1) принимают только самый первый ответ на arp-запрос, считая остальные запросы фиктивными. Выходит, если атакующему удастся ответить на запрос раньше, чем придёт легитимный ответ – брэндмауэр примет его ответ, а легитимный ответ будет отброшен. То есть произойдёт подмена записи в arp-таблице жертвы. Но этот путь очень тернист: послать свой ответ раньше, чем придёт легитимный ответ не так-то просто. Есть более лёгкий способ провести атаку. Действительно: существует же возможность модифицирования ARP-таблицы путём посылки фиктивных ARP-запросов. Такие ответы брэндмауэры с лёгкостью пропускают.
Кроме того, внесение компьютера в список атакующих в том случае, если от него пришёл arp-ответ, когда система не посылала запроса не всегда является правильным решением. Пример (см. рис №2): компьютер А посылает arp-запрос компьютеру В от имени компьютера С. В итоге компьютер В пошлёт arp-ответ компьютеру С. Но компьютер С запроса не посылал. Соответственно брэндмауэр, находящийся на компьютере С, сочтёт компьютер В атакующей системой. Какой практический толк от такой атаки? Если брэндмауэр сконфигурирован на внесение в «чёрный список» системы, которая, по его мнению, производила попытку атаки получим DoS-атаку. Ведь в итоге связь легитимного компьютера с жертвой нарушится.
Рис №2: ложная тревога файерволла
Вывод: современные персональные межсетевые экраны не могут эффективно предотвращать атаки, направленные на изменение записей ARP-таблицы.
Анализ работы программ, реализующих атаку типа arp-poisoning
Современные программы такого типа предоставляют два вида атаки:
Особенностью arp-reply пакетов является их направленность: заранее известно на какие физические и IP адреса нужно отправлять ответ. У arp-request пакетов заранее неизвестно какой именно станции их отправлять. Поэтому поля получателя (в Ethernet-кадре) заполняются как Broadcast. Такой пакет получат все станции подсети, которой принадлежит компьютер, отправляющий arp-запрос. В случае, если физический адрес компьютера принимающего запрос совпадает с адресом, указанном в поле ARP-протокола arp-request пакета – компьютер отвечает на такой запрос arp-reply пакетом. В противном случае такой пакет отбрасывается.
Рассмотрим реализации этих двух типов атак на примере утилиты Cain&Able.
Атака arp-reply пакетами обычно выглядит так: сначала жертве единожды посылается arp-request пакет, а потом уже посылаются arp-reply пакеты через заданный промежуток времени. Это делается для того, чтобы у жертвы в arp-таблице наверняка появилась запись об адресах подменяемого узла. Если в данный момент времени такой записи не будет, то жертва, принимая пакет arp-reply, никаких данных в свою таблицу не внесёт. Значит, никакой подмены не произойдёт.
Атака arp-request пакетами имеет следующий вид: посылаются пакеты arp-request через заданный промежуток времени. При чём обычно адреса получателя указываются не как Broadcast, а как истинный адрес получателя. То есть такой пакет будет послан только жертве. Другие станции подсети такой пакет не получат. Это разумно: исключается особенность arp-request пакета и атака становится направленной. Зачем другим станциям получать такой пакет? Их таблицу он не отравит. А вот если на какой-то станции стоит ПО для поиска аномалий в сети – это раскроет сам факт атаки. А аномалия здесь налицо: пойман пакет, в котором физический адрес не соответствует легитимному IP-адресу.
Некоторые снифферы (например, ettercap) отравляют arp-таблицу только arp-reply пакетами. Атака выглядит так (см. рис №3): компьютеру B сначала посылается какой-нибудь фиктивный пакет от компьютера A. Ettercap создаёт ICMP-echo пакет от IP-адреса компьютера C. После этого посылаются arp-reply пакеты с IP-адресом компьютера C, но МАС-адресом компьютера атакующего. В том случае, если у компьютера B в arp-таблице нет данных о компьютере C – он отправит arp-request пакет, на что получит фиктивный arp-reply. А если в arp-таблице компьютера B присутствует запись о компьютере C, то приходящие фиктивные пакеты arp-reply также отравят таблицу.
Рис№3: схема работы ettercap
В случае с ettercap, такая атака будет полностью пресечена, например, Аутпостом: по-умолчанию, этот брэндмауэр сконфигурирован на запрет приёма ICMP-echo пакетов. Значит, никакого arp-request компьютер жертвы не отправит. Следовательно, ни один arp-reply не пройдёт через Аутпост и не отравит arp-таблицу.
После того, как в arp-таблицах появятся фиктивные записи, трафик от атакованных компьютеров будет проходить через компьютер атакующего. Такой тип атак называется «Man in the Middle» (Человек посередине, MitM). Чтоб связь не разрывалась между компьютерами, компьютер атакующего должен модифицировать проходящий трафик. Модификация заключается в изменении физических (MAC) адресов в полях Ethernet-пакетов: меняется адрес отправителя с легитимного адреса на адрес атакующего.
ARP-poisoning и port-security
Теперь представим ту же ситуацию, но теперь сеть построена на управляемых коммутаторах, на которых настроена привязка физических адресов к портам коммутатора. Обсуждение создания VLAN-ов и других мер противодействия выходит за рамки данной статьи.
Рис №5: arp-poisining через коммутатор с включенной опцией port-security
Из описанных выше пунктов можно сделать несколько выводов о том, как более эффективно бороться с arp-poisoning атаками как на уровне персональных брэндмауэров, так и силами сетевого оборудования:
Конечно, эти меры полностью не искоренят проблему атаки arp-poisoning: ведь остаётся возможность отправить arp-request с фиктивным физическим адресом отправителя на broadcast. Или ждать arp-request от жертвы и попытаться отправить arp-reply до того, как то же самое сделает легитимный компьютер, которому предназначался arp-request. Однако поле действия злоумышленника значительно сузится.
Кроме того, существует один универсальный метод борьбы с атакой MitM, основанной на атаке arp-poisoning. Суть этого метода (см. рис №6): периодически посылать пакеты, в которых будет передаваться информация о MAC-адресе отправителя не только в поле Ethernet, но и в теле самого пакета. Когда такой пакет пройдёт через атакующего, его компьютер подменит MAC-адрес отправителя, а данные пакета останутся как есть. На принимающей стороне компьютер увидит, что адреса отправителя различаются в поле Ethernet и в данных, в которые отправитель вставил свой адрес.
Конечно, в этом способе есть свои минусы: требуется дополнительное ПО на всех компьютерах подсети. Кроме того, если есть необходимость совместной работы с компьютерами, в которых нет такого ПО, надо выбрать какой-то протокол, куда можно вставлять свои данные. Например, можно выбрать пакет ICMP-echo. А вот выбор arp-request/arp-reply будет плохой идеей: сниффер атакующего может не пропустить такие пакеты через себя дальше. Ведь эти пакеты могут восстановить легитимные записи в arp-таблице жертвы.
Рис №6: обнаружение атаки MitM
Несмотря на то, что описанный мною метод не встречался мне лично нигде – приписывать себе его авторство не стану: наверняка кто-то до меня додумался о том же самом. Просто мне не попадалась эта публикация 🙂 Если кто-то из читателей сталкивался с описанием подобного метода ранее – буду благодарен, если поделитесь ссылкой на него.
Для проведения тестов с arp-пакетами мне потребовалась утилита, которая может конструировать такие пакеты с разными параметрами. К сожалению, все найденные мною утилиты либо не работали под Windows XP, либо не предлагали визуально простого создания пакетов. Поэтому пришлось создать свою. Выкладываю её на обозрение читателей. Утилита будет полезна для проверки настроек персональных файерволлов и сетевого оборудования. А сомневающиеся могут воспользоваться ею для проверки фактов, изложенных мною в этой статье 🙂
Рис №7: внешний вид программы ARP Builder
В данной статье были рассмотрены методы реализации атаки типа arp-poisining и методы противодействия. Надеюсь, в ближайшем будущем производители персональных сетевых экранов внесут соответствующие корректировки в следующие выпуски своих продуктов, а администраторы локальных сетей ещё раз подумают о том, насколько правильно настроено сетевое оборудование.