专家解读APR病毒(一)

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　　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：

　　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。

　　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。

　　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。

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