IP欺騙的技術(shù)

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$ K0 N8 B6 @" s/ ^5 v& j; yIP欺騙的技術(shù)比較復(fù)雜，不是簡(jiǎn)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。

假設(shè)B上的客戶運(yùn)行rlogin與A上的rlogind通信：

1. B發(fā)送帶有SYN標(biāo)志的數(shù)據(jù)段通知A需要建立TCP連接。并將TCP報(bào)頭中的sequence number設(shè)置成自己本次連接的初始值ISN。

2. A回傳給B一個(gè)帶有SYS+ACK標(biāo)志的數(shù)據(jù)段，告之自己的ISN，并確認(rèn)B發(fā)送來的第一個(gè)數(shù)據(jù)段，將acknowledge number設(shè)置成B的ISN+1。

3. B確認(rèn)收到的A的數(shù)據(jù)段，將acknowledge number設(shè)置成A的ISN+1。

B ---- SYN ----> A
+ B0 T: O: D4 v$ g) WB <---- SYN+ACK A
; y% J3 L: ~: fB ---- ACK ----> A

TCP使用的sequence number是一個(gè)32位的計(jì)數(shù)器，從0-4294967295。TCP為每一個(gè)連接選擇一個(gè)初始序號(hào)ISN，為了防止因?yàn)檠舆t、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(shí)間變化的規(guī)律，對(duì)于成功地進(jìn)行IP欺騙攻擊很重要。
. p2 G' c* Q9 O
* m& Z% K& z0 C% Y8 ^" U; @基于遠(yuǎn)程過程調(diào)用RPC的命令，比如rlogin、rcp、rsh等等，根據(jù)/etc/hosts.equiv以及$HOME/.rhosts文件進(jìn)行安全校驗(yàn)，其實(shí)質(zhì)是僅僅根據(jù)信源IP地址進(jìn)行用戶身份確認(rèn)，以便允許或拒絕用戶RPC。關(guān)于上述兩個(gè)文件請(qǐng)man，不喜歡看英文就去Unix版看看我以前灌過的一瓢水。

IP欺騙攻擊的描述：
  d3 ]. ^* X6 i& o8 j) I
" u# u+ @# \/ q% U1. 假設(shè)Z企圖攻擊A，而A信任B，所謂信任指/etc/hosts.equiv和$HOME/.rhosts中有相關(guān)設(shè)置。注意，如何才能知道A信任B呢？沒有什么確切的辦法。我的建議就是平時(shí)注意搜集蛛絲
) g5 f& g* ?9 Q7 X% V馬跡，厚積薄發(fā)。一次成功的攻擊其實(shí)主要不是因?yàn)榧夹g(shù)上的高明，而是因?yàn)樾畔⑺鸭膹V泛翔實(shí)。動(dòng)用了自以為很有成就感的技術(shù)，卻不比人家酒桌上的巧妙提問，攻擊只以成功為終極目標(biāo)，不在乎手段。
6 M$ k! s9 L* u) ]
2. 假設(shè)Z已經(jīng)知道了被信任的B，應(yīng)該想辦法使B的網(wǎng)絡(luò)功能暫時(shí)癱瘓，以免對(duì)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(qǐng)看一個(gè)并發(fā)服務(wù)器的框架：
2 t; J4 [( A! |, c
" c) {4 j* w8 K3 oint initsockid, newsockid;
; C- e6 c! k# E- E, }, |if ((initsockid = socket(...)) <0) {
error("can't create socket");
' w  e& I' s3 G! q" Z2 z5 k5 D9 B}
$ X0 \2 y- ?7 X( u* T) R& J! b' Z8 Vif (bind(initsockid, ...) <0) {
+ E0 F, o5 |( h- Terror("bind error");
7 B  V3 K" }) A3 @' x9 c) [$ U}
* l$ ?2 H; \! D, j& kif (listen(initsockid, 5) <0) {
error("listen error");
9 Q4 {* H% T' d}
) O0 C4 `# ~) f. {for (;;) {
newsockid = accept(initsockid, ...); /* 阻塞 */
2 D2 j3 |. ~8 v7 T& lif (newsockid <0) {
error("accept error");
}
4 Y; t# l4 R# \3 O4 K) }; ]if (fork() == 0) { /* 子進(jìn)程 */
close(initsockid);
% L" A+ ^. f5 o1 j) U! cdo(newsockid); /* 處理客戶方請(qǐng)求 */
exit(0);
# n5 E1 T8 A; r- `}
close(newsockid);
6 i* r0 u( F2 r/ t+ J- H}
! D5 @0 c$ Q& y( A9 Z: s& U
listen函數(shù)中第二個(gè)參數(shù)是5，意思是在initsockid上允許的最大連接請(qǐng)求數(shù)目。如果某個(gè)時(shí)刻initsockid上的連接請(qǐng)求數(shù)目已經(jīng)達(dá)到5，后續(xù)到達(dá)initsockid的連接請(qǐng)求將被TCP丟棄。注意一旦連接通過三次握手建立完成，accept調(diào)用已經(jīng)處理這個(gè)連接，則TCP連接請(qǐng)求隊(duì)列空出一個(gè)位置。所以這個(gè)5不是指initsockid上只能接受5個(gè)連接請(qǐng)求。SYN flood正是一種Denial of Service，導(dǎo)致B的網(wǎng)絡(luò)功能暫 碧被盡?nbsp;
) s# w* C9 w* b% V0 _& ]; a  G
Z向B發(fā)送多個(gè)帶有SYN標(biāo)志的數(shù)據(jù)段請(qǐng)求連接，注意將信源IP地址換成一個(gè)不存在的主機(jī)X；B向子虛烏有的X發(fā)送SYN+ACK數(shù)據(jù)段，但沒有任何來自X的ACK出現(xiàn)。B的IP層會(huì)報(bào)告B的TCP層，X不可達(dá)，但B的TCP層對(duì)此不予理睬，認(rèn)為只是暫時(shí)的。于是B在這個(gè)initsockid上再也不能接收正常的連接請(qǐng)求。

Z(X) ---- SYN ----> B
# n, b) r! d9 p4 E1 l1 KZ(X) ---- SYN ----> B
Z(X) ---- SYN ----> B
Z(X) ---- SYN ----> B
0 n3 @2 T; L, cZ(X) ---- SYN ----> B
......
X <---- SYN+ACK B
. k8 B! K0 T0 f; M& W1 I. UX <---- SYN+ACK B
X <---- SYN+ACK B
. p9 d. i8 T. I. D& C6 S6 @X <---- SYN+ACK B
X <---- SYN+ACK B
......

作者認(rèn)為這樣就使得B網(wǎng)絡(luò)功能暫時(shí)癱瘓，可我覺得好象不對(duì)頭。因?yàn)锽雖然在initsockid上無法接收TCP連接請(qǐng)求，但可以在another initsockid上接收，這種SYN flood應(yīng)該只對(duì)特定的
服務(wù)(端口)，不應(yīng)該影響到全局。當(dāng)然如果不斷地發(fā)送連接請(qǐng)求，就和用ping發(fā)洪水包一個(gè)道理，使得B的TCP/IP忙于處理負(fù)載增大。至于SYN flood，回頭有機(jī)會(huì)我單獨(dú)灌一瓢有關(guān)DoS的。如何使B的網(wǎng)絡(luò)功能暫 碧被居 很多辦法，根據(jù)具體情況而定，不再贅述。

  X$ V6 y! Y+ d3. Z必須確定A當(dāng)前的ISN。首先連向25端口(SMTP是沒有安全校驗(yàn)機(jī)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(gè)步驟要重復(fù)多次以便求出
RTT的平均值?，F(xiàn)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(shí)間。必須立即進(jìn)入攻擊，否則在這之間有其他主機(jī)與A連接，
; |; \- W6 U( W! i/ A. BISN將比預(yù)料的多出64000。

( e  B# Z- |/ c7 ?4. Z向A發(fā)送帶有SYN標(biāo)志的數(shù)據(jù)段請(qǐng)求連接，只是信源IP改成了B，注意是針對(duì)TCP513端口(rlogin)。A向B回送SYN+ACK數(shù)據(jù)段，B已經(jīng)無法響應(yīng)(憑什么？按照作者在2中所說，估計(jì)還達(dá)不到這個(gè)效果，因?yàn)閆必然要模仿B發(fā)起connect調(diào)用，connect調(diào)用會(huì)完成全相關(guān)，自動(dòng)指定本地socket地址和端口，可事實(shí)上B很可能并沒有這樣一個(gè)端口等待接收數(shù)據(jù)。除非Z模仿B發(fā)起
. r- ~2 ~6 {& q6 s# Q連接請(qǐng)求時(shí)打破常規(guī)，主動(dòng)在客戶端調(diào)用bind函數(shù)，明確完成全相關(guān)，這樣必然知道A會(huì)向B的某個(gè)端口回送，在2中也針對(duì)這個(gè)端口攻擊B?？墒侨绻@樣，完全不用攻擊B，bind的時(shí)候
指定一個(gè)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(shí)踐成功過吧。)，B的TCP層只是
% _4 u: Z% e2 Q. d- }9 n6 I+ ~簡(jiǎn)單地丟棄A的回送數(shù)據(jù)段。

5. Z暫停一小會(huì)兒，讓A有足夠時(shí)間發(fā)送SYN+ACK，因?yàn)閆看不到這個(gè)包。然后Z再次偽裝成B向A發(fā)送ACK，此時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)段帶有Z預(yù)測(cè)的A的ISN+1。如果預(yù)測(cè)準(zhǔn)確，連接建立，數(shù)據(jù)傳送開始。問題在于即使連接建立，A仍然會(huì)向B發(fā)送數(shù)據(jù)，而不是Z，Z仍然無法看到A發(fā)往B的數(shù)據(jù)段，Z必須蒙著頭按照rlogin協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)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(yù)測(cè)不準(zhǔn)確，A將發(fā)送一個(gè)帶有RST標(biāo)志的數(shù)據(jù)段異常終止連接，Z只有從頭再來。
, u. W" b8 A* v' f. S+ ~' R, e/ \
Z(B) ---- SYN ----> A
B <---- SYN+ACK A
) [# m, e& c: vZ(B) ---- ACK ----> A
5 X1 t: ?( R5 }6 I+ ^Z(B) ---- PSH ----> A
......
9 V9 G3 X! X$ z) |# k9 b: M
5 p3 R! r6 n4 M! s6. IP欺騙攻擊利用了RPC服務(wù)器僅僅依賴于信源IP地址進(jìn)行安全校驗(yàn)的特性，建議閱讀rlogind的源代碼。攻擊最困難的地方在于預(yù)測(cè)A的ISN。作者認(rèn)為攻擊難度雖然大，但成功的可能性
也很大，不是很理解，似乎有點(diǎn)矛盾?？紤]這種情況，入侵者控制了一臺(tái)由A到B之間的路由器，假設(shè)Z就是這臺(tái)路由器，那么A回送到B的數(shù)據(jù)段，現(xiàn)在Z是可以看到的，顯然攻擊難度
! d: k: L2 u% b$ t: ^驟然下降了許多。否則Z必須精確地預(yù)見可能從A發(fā)往B的信息，以及A期待來自B的什么應(yīng)答信息，這要求攻擊者對(duì)協(xié)議本身相當(dāng)熟悉。同時(shí)需要明白，這種攻擊根本不可能在交互狀態(tài)下完
- Q; y3 i$ a# J; b- F# D# a2 ]) V6 U成，必須寫程序完成。當(dāng)然在準(zhǔn)備階段可以用netxray之類的工具進(jìn)行協(xié)議分析。
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7. 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(shù)？沒有仔細(xì)分析過，只是隨便猜測(cè)而已。并且與A、B、Z之間具體的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆忻芮嘘P(guān)系，在某些情況下顯然大幅度
降低了攻擊難度。注意IP欺騙攻擊理論上是從廣域網(wǎng)上發(fā)起的，不局限于局域網(wǎng)，這也正是這種攻擊的魅力所在。利用IP欺騙攻擊得到一個(gè)A上的shell，對(duì)于許多高級(jí)入侵者，得到目標(biāo)主
機(jī)的shell，離root權(quán)限就不遠(yuǎn)了，最容易想到的當(dāng)然是接下來進(jìn)行buffer overflow攻擊。
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& ~: c  l. X8 u8. 也許有人要問，為什么Z不能直接把自己的IP設(shè)置成B的？這個(gè)問題很不好回答，要具體分析網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，?dāng)然也存在ARP沖突、出不了網(wǎng)關(guān)等問題。那么在IP欺騙攻擊過程中是否存在ARP沖突問題。回想我前面貼過的ARP欺騙攻擊，如果B的ARP Cache沒有受到影響，就不會(huì)出現(xiàn)ARP沖突。如果Z向A發(fā)送數(shù)據(jù)段時(shí)，企圖解析A的MAC地址或者路由器的MAC地址，必然會(huì)發(fā)送ARP請(qǐng)求包，但這個(gè)ARP請(qǐng)求包中源IP以及源MAC都是Z的，自然不會(huì)引起ARP沖突。而ARP Cache只會(huì)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(xiàn)，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(jīng)down掉，那是再好不過(是嗎？)。
/ }1 y7 t& B" ]" A) d* c# J
0 e- U9 d: Q2 o9. fakeip曾經(jīng)沸沸揚(yáng)揚(yáng)了一下，我對(duì)之進(jìn)行端口掃描，發(fā)現(xiàn)其tcp端口113是接收入連接的。和IP欺騙等沒有直接聯(lián)系，和安全校驗(yàn)是有關(guān)系的。當(dāng)然，這個(gè)東西并不如其名所暗示，對(duì)IP層沒有任何動(dòng)作。

6 y* n& Z+ E% u# z. J10. 關(guān)于預(yù)測(cè)ISN，我想到另一個(gè)問題。就是如何以第三方身份切斷A與B之間的TCP連接，實(shí)際上也是預(yù)測(cè)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(dòng)用了別的技術(shù)可以監(jiān)聽到A與B之間的通信，也容易些；否則預(yù)測(cè)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(guān)系？看來需要看看TCP/IP內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的源代碼。

* c. U( S/ W1 t+ {1 J* I$ O/ Z  F未雨綢繆
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雖然IP欺騙攻擊有著相當(dāng)難度，但我們應(yīng)該清醒地意識(shí)到，這種攻擊非常廣泛，入侵往往由這里開始。預(yù)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(jī)制無法運(yùn)做，還可以殺掉portmapper等等。設(shè)置路由器，過濾來自外部而信源地址卻是內(nèi)部IP的報(bào)文。cisio公司的產(chǎn)品就有這種功能。不過路由器只防得了外部入侵，內(nèi)部入侵呢？

TCP的ISN選擇不是隨機(jī)的，增加也不是隨機(jī)的，這使攻擊者有規(guī)可循，可以修改與ISN相關(guān)的代碼，選擇好的算法，使得攻擊者難以找到規(guī)律。估計(jì)Linux下容易做到，那solaris、irix、hp-unix還有aix呢？sigh

! J) |, C% N# c& o1 o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(shí)驗(yàn)過預(yù)測(cè)sequence number，不是ISN，企圖切斷一個(gè)TCP連接，感覺難度很大。作者建議要找到規(guī)律，不要盲目預(yù)測(cè)，這需要時(shí)間和耐心。現(xiàn)在越發(fā)明白什么是那種鍥而不舍永遠(yuǎn)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(xué)會(huì)的是這個(gè)，而不是浮華與喧囂。一個(gè)現(xiàn)成的bug足以讓你取得root權(quán)限，可你在做什么，你是否明白？我們太膚淺了......
4 B0 ]9 ?( u  b5 A( n8 p. }. j 淺了......