IP欺騙的技術

。
IP欺騙的技術比較復雜，不是簡單地照貓畫老虎就能掌握，但作為常規(guī)攻擊手段，有必要理解其原理，至少有利于自己的安全防范，易守難攻嘛。
: T: x! U7 L- W9 e6 \7 J
- L5 g  Y% p3 v% V, S. {8 l8 N; p假設B上的客戶運行rlogin與A上的rlogind通信：
9 ]' P$ J. D# y1 U. Z
+ _& t8 Y/ [  `' e) |4 P1. B發(fā)送帶有SYN標志的數據段通知A需要建立TCP連接。并將TCP報頭中的sequence number設置成自己本次連接的初始值ISN。

) U3 L$ `$ w3 t. D6 d* R0 A  z2. A回傳給B一個帶有SYS+ACK標志的數據段，告之自己的ISN，并確認B發(fā)送來的第一個數據段，將acknowledge number設置成B的ISN+1。
: W/ T* v2 d5 T8 v! u- w2 T  F
3. B確認收到的A的數據段，將acknowledge number設置成A的ISN+1。
3 Y2 t5 c6 U5 e
B ---- SYN ----> A
; _2 c2 I0 T3 g) T/ HB <---- SYN+ACK A
+ t& h. a) ]8 G1 z1 T& b! w" fB ---- ACK ----> A
' O" b* `4 w, z
' B, u& l7 y" j( \' \) HTCP使用的sequence number是一個32位的計數器，從0-4294967295。TCP為每一個連接選擇一個初始序號ISN，為了防止因為延遲、重傳等擾亂三次握手，ISN不能隨便選取，不同系統(tǒng)有不同算法。理解TCP如何分配ISN以及ISN隨時間變化的規(guī)律，對于成功地進行IP欺騙攻擊很重要。
8 r  o& z9 @6 ~3 L$ z2 U: ?
基于遠程過程調用RPC的命令，比如rlogin、rcp、rsh等等，根據/etc/hosts.equiv以及$HOME/.rhosts文件進行安全校驗，其實質是僅僅根據信源IP地址進行用戶身份確認，以便允許或拒絕用戶RPC。關于上述兩個文件請man，不喜歡看英文就去Unix版看看我以前灌過的一瓢水。

  s7 o) @; o/ Z; Y, X" J3 o8 U0 S7 TIP欺騙攻擊的描述：
  [0 P  i! z4 ]8 w1 h$ m) D
( a( F* X) X, u" }1. 假設Z企圖攻擊A，而A信任B，所謂信任指/etc/hosts.equiv和$HOME/.rhosts中有相關設置。注意，如何才能知道A信任B呢？沒有什么確切的辦法。我的建議就是平時注意搜集蛛絲
馬跡，厚積薄發(fā)。一次成功的攻擊其實主要不是因為技術上的高明，而是因為信息搜集的廣泛翔實。動用了自以為很有成就感的技術，卻不比人家酒桌上的巧妙提問，攻擊只以成功為終極目標，不在乎手段。

2. 假設Z已經知道了被信任的B，應該想辦法使B的網絡功能暫時癱瘓，以免對攻擊造成干擾。著名的SYN flood常常是一次IP欺騙攻擊的前奏。請看一個并發(fā)服務器的框架：

# Z3 G1 ^5 E$ D' S9 E- kint initsockid, newsockid;
5 l& v1 N. r4 S- Pif ((initsockid = socket(...)) <0) {
error("can't create socket");
}
if (bind(initsockid, ...) <0) {
/ c# C6 |" R; Z+ _- O, P; serror("bind error");
6 ]6 {6 D* P' @# N8 a}
- ]4 p: ^& f3 i2 L5 ^  oif (listen(initsockid, 5) <0) {
) I; i/ ]( N# Y- Oerror("listen error");
' n+ _- d# U) l- S- _% d}
1 M1 O9 T, j% B( B! ^: mfor (;;) {
3 J5 U) `3 P6 @" h- d+ nnewsockid = accept(initsockid, ...); /* 阻塞 */
if (newsockid <0) {
5 O1 O" g* ]: k) o% cerror("accept error");
}
) k2 Y. A9 k& W7 a) z6 Iif (fork() == 0) { /* 子進程 */
close(initsockid);
do(newsockid); /* 處理客戶方請求 */
exit(0);
: n, u, i: e6 a" w) Y1 i! T: ^}
close(newsockid);
}
. o( V% l6 j  s% F2 v0 W- u( w
listen函數中第二個參數是5，意思是在initsockid上允許的最大連接請求數目。如果某個時刻initsockid上的連接請求數目已經達到5，后續(xù)到達initsockid的連接請求將被TCP丟棄。注意一旦連接通過三次握手建立完成，accept調用已經處理這個連接，則TCP連接請求隊列空出一個位置。所以這個5不是指initsockid上只能接受5個連接請求。SYN flood正是一種Denial of Service，導致B的網絡功能暫 碧被盡?nbsp;
* Z5 p8 A, u" S, ^
, i1 p' N" q% R+ [1 ~% }" ?Z向B發(fā)送多個帶有SYN標志的數據段請求連接，注意將信源IP地址換成一個不存在的主機X；B向子虛烏有的X發(fā)送SYN+ACK數據段，但沒有任何來自X的ACK出現。B的IP層會報告B的TCP層，X不可達，但B的TCP層對此不予理睬，認為只是暫時的。于是B在這個initsockid上再也不能接收正常的連接請求。

$ f( h% ]" H: I) fZ(X) ---- SYN ----> B
5 t# J5 I8 p- F1 h- a' X4 ^3 KZ(X) ---- SYN ----> B
+ `) I1 o6 }3 ]5 G) z" d8 F' IZ(X) ---- SYN ----> B
Z(X) ---- SYN ----> B
Z(X) ---- SYN ----> B
......
X <---- SYN+ACK B
X <---- SYN+ACK B
% L1 J/ S& }; L; y7 {. o/ \X <---- SYN+ACK B
X <---- SYN+ACK B
4 W1 Y4 D2 y4 t! rX <---- SYN+ACK B
$ r3 E" {$ Q1 H( U0 X( I......

作者認為這樣就使得B網絡功能暫時癱瘓，可我覺得好象不對頭。因為B雖然在initsockid上無法接收TCP連接請求，但可以在another initsockid上接收，這種SYN flood應該只對特定的
& r6 g% `/ Y  I) M9 Y服務(端口)，不應該影響到全局。當然如果不斷地發(fā)送連接請求，就和用ping發(fā)洪水包一個道理，使得B的TCP/IP忙于處理負載增大。至于SYN flood，回頭有機會我單獨灌一瓢有關DoS的。如何使B的網絡功能暫 碧被居 很多辦法，根據具體情況而定，不再贅述。
& Z6 J9 H* C; u+ x! L) @
* t. A0 F' Q, U  ?3. Z必須確定A當前的ISN。首先連向25端口(SMTP是沒有安全校驗機制的)，與1中類似，不過這次需要記錄A的ISN，以及Z到A的大致的RTT(round trip time)。這個步驟要重復多次以便求出
; n8 ~% g! G  _7 e; \& i7 rRTT的平均值?，F在Z知道了A的ISN基值和增加規(guī)律(比如每秒增加128000，每次連接增加64000)，也知道了從Z到A需要RTT/2的時間。必須立即進入攻擊，否則在這之間有其他主機與A連接，
! ]! L/ N" `4 V+ a: d6 UISN將比預料的多出64000。

4. Z向A發(fā)送帶有SYN標志的數據段請求連接，只是信源IP改成了B，注意是針對TCP513端口(rlogin)。A向B回送SYN+ACK數據段，B已經無法響應(憑什么？按照作者在2中所說，估計還達不到這個效果，因為Z必然要模仿B發(fā)起connect調用，connect調用會完成全相關，自動指定本地socket地址和端口，可事實上B很可能并沒有這樣一個端口等待接收數據。除非Z模仿B發(fā)起
8 g# s& L$ b6 H( V. i7 Z, B連接請求時打破常規(guī)，主動在客戶端調用bind函數，明確完成全相關，這樣必然知道A會向B的某個端口回送，在2中也針對這個端口攻擊B。可是如果這樣，完全不用攻擊B，bind的時候
- A8 N9 o6 k) G0 U  X指定一個B上根本不存在的端口即可。我也是想了又想，還沒來得及看看老外的源代碼，不妥之處有待商榷?？傊?，覺得作者好象在蒙我們，他自己也沒有實踐成功過吧。)，B的TCP層只是
簡單地丟棄A的回送數據段。
7 a  H( A8 v# o
/ y8 E3 w0 a+ F# b! E1 f* }/ e5. Z暫停一小會兒，讓A有足夠時間發(fā)送SYN+ACK，因為Z看不到這個包。然后Z再次偽裝成B向A發(fā)送ACK，此時發(fā)送的數據段帶有Z預測的A的ISN+1。如果預測準確，連接建立，數據傳送開始。問題在于即使連接建立，A仍然會向B發(fā)送數據，而不是Z，Z仍然無法看到A發(fā)往B的數據段，Z必須蒙著頭按照rlogin協議標準假冒B向A發(fā)送類似 "cat + + >> ~/.rhosts" 這樣的命令，于是攻擊完成。如果預測不準確，A將發(fā)送一個帶有RST標志的數據段異常終止連接，Z只有從頭再來。
% i. t5 n  k3 J8 ~. `9 h
' C# V) `7 ]: t% z7 o1 JZ(B) ---- SYN ----> A
B <---- SYN+ACK A
Z(B) ---- ACK ----> A
4 U2 P& S. B0 f; C2 w$ O' Z* L: ^Z(B) ---- PSH ----> A
......
6 y5 C$ x; H' t% p
6. IP欺騙攻擊利用了RPC服務器僅僅依賴于信源IP地址進行安全校驗的特性，建議閱讀rlogind的源代碼。攻擊最困難的地方在于預測A的ISN。作者認為攻擊難度雖然大，但成功的可能性
6 n& {5 |, w0 N- H+ a- a7 M8 T0 ?也很大，不是很理解，似乎有點矛盾。考慮這種情況，入侵者控制了一臺由A到B之間的路由器，假設Z就是這臺路由器，那么A回送到B的數據段，現在Z是可以看到的，顯然攻擊難度
5 E7 D5 b$ @- d: O' h* M驟然下降了許多。否則Z必須精確地預見可能從A發(fā)往B的信息，以及A期待來自B的什么應答信息，這要求攻擊者對協議本身相當熟悉。同時需要明白，這種攻擊根本不可能在交互狀態(tài)下完
$ F5 o! Z4 {4 |" V$ q- ^- F5 k% a( z$ P4 a! z成，必須寫程序完成。當然在準備階段可以用netxray之類的工具進行協議分析。

( e7 H6 A: i9 y7. 如果Z不是路由器，能否考慮組合使用ICMP重定向以及ARP欺騙等技術？沒有仔細分析過，只是隨便猜測而已。并且與A、B、Z之間具體的網絡拓撲有密切關系，在某些情況下顯然大幅度
. g1 o5 T+ Y, b降低了攻擊難度。注意IP欺騙攻擊理論上是從廣域網上發(fā)起的，不局限于局域網，這也正是這種攻擊的魅力所在。利用IP欺騙攻擊得到一個A上的shell，對于許多高級入侵者，得到目標主
, o3 A- x6 |0 m8 f' _機的shell，離root權限就不遠了，最容易想到的當然是接下來進行buffer overflow攻擊。
6 `9 m9 J( ?3 t8 C- m  [7 A
) H- {7 w3 h# g' r8. 也許有人要問，為什么Z不能直接把自己的IP設置成B的？這個問題很不好回答，要具體分析網絡拓撲，當然也存在ARP沖突、出不了網關等問題。那么在IP欺騙攻擊過程中是否存在ARP沖突問題?；叵胛仪懊尜N過的ARP欺騙攻擊，如果B的ARP Cache沒有受到影響，就不會出現ARP沖突。如果Z向A發(fā)送數據段時，企圖解析A的MAC地址或者路由器的MAC地址，必然會發(fā)送ARP請求包，但這個ARP請求包中源IP以及源MAC都是Z的，自然不會引起ARP沖突。而ARP Cache只會被ARP包改變，不受IP包的影響，所以可以肯定地說，IP欺騙攻擊過程中不存在ARP沖突。相反，如果Z修改了自己的IP，這種ARP沖突就有可能出現，示具體情況而言。攻擊中連帶B一起攻擊了，其目的無非是防止B干擾了攻擊過程，如果B本身已經down掉，那是再好不過(是嗎？)。

9. fakeip曾經沸沸揚揚了一下，我對之進行端口掃描，發(fā)現其tcp端口113是接收入連接的。和IP欺騙等沒有直接聯系，和安全校驗是有關系的。當然，這個東西并不如其名所暗示，對IP層沒有任何動作。
2 O5 g/ {8 U% f9 z* d5 ~/ x: y( N! e
( l7 t- ]+ q- Q+ O10. 關于預測ISN，我想到另一個問題。就是如何以第三方身份切斷A與B之間的TCP連接，實際上也是預測sequence number的問題。嘗試過，也很困難。如果Z是A與B之間的路由器，就不用說了；或者Z動用了別的技術可以監(jiān)聽到A與B之間的通信，也容易些；否則預測太難。作者在3中提到連接A的25端口，可我想不明白的是513端口的ISN和25端口有什么關系？看來需要看看TCP/IP內部實現的源代碼。

% j) r; o7 ]# K  s' y0 ^& [2 e4 \未雨綢繆

, |+ S* Q; q- p$ }8 p雖然IP欺騙攻擊有著相當難度，但我們應該清醒地意識到，這種攻擊非常廣泛，入侵往往由這里開始。預防這種攻擊還是比較容易的，比如刪除所有的/etc/hosts.equiv、$HOME/.rhosts文件，修改/etc/inetd.conf文件，使得RPC機制無法運做，還可以殺掉portmapper等等。設置路由器，過濾來自外部而信源地址卻是內部IP的報文。cisio公司的產品就有這種功能。不過路由器只防得了外部入侵，內部入侵呢？
- i) |8 m* G' l, i/ k! H
# a) u& S0 P0 D4 e3 bTCP的ISN選擇不是隨機的，增加也不是隨機的，這使攻擊者有規(guī)可循，可以修改與ISN相關的代碼，選擇好的算法，使得攻擊者難以找到規(guī)律。估計Linux下容易做到，那solaris、irix、hp-unix還有aix呢？sigh

雖然作者紙上談兵，但總算讓我們了解了一下IP欺騙攻擊，我實驗過預測sequence number，不是ISN，企圖切斷一個TCP連接，感覺難度很大。作者建議要找到規(guī)律，不要盲目預測，這需要時間和耐心?，F在越發(fā)明白什么是那種鍥而不舍永遠追求的精神，我們所向往的傳奇故事背后有著如此沉默的艱辛和毅力，但愿我們學會的是這個，而不是浮華與喧囂。一個現成的bug足以讓你取得root權限，可你在做什么，你是否明白？我們太膚淺了......
+ x' d' j2 D( Q0 e; | 淺了......