IP 欺騙技術

IP 欺騙的技術比較復雜，不是簡單地照貓畫老虎就能掌握，但作為常規攻擊手段，有必要理解其原理，至少有利於自己的安全防范。

假設B上的客戶運行rlogin與A上的rlogind通信：

1. B發送帶有SYN標志的數據段通知A需要建立TCP連接。並將TCP報頭中的sequence number設置成自己本次連接的初始值ISN。

2. A回傳給B一個帶有SYS ACK標志的數據段，告之自己的ISN，並確認B發送來的第一個數據段，將acknowledge number設置成B的ISN 1。

3. B確認收到的A的數據段，將acknowledge number設置成A的ISN 1。

B ---- SYN ----〉 A
B 〈---- SYN ACK A
B ---- ACK ----〉 A

TCP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，不同系統有不同算法。理解TCP如何分配ISN以及ISN隨時間變化的規律，對於成功地進行IP欺騙攻擊很重要。

基於遠程過程調用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。關於上述兩個文件請man，不喜歡看英文就去Unix版看看我以前灌過的一瓢水。

IP欺騙攻擊的描述：

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？沒有什麼確切的辦法。我的建議就是平時注意搜集蛛絲
馬跡，厚積薄發。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。請看一個並發服務器的框架：

int initsockid, newsockid;
if ((initsockid = socket(...)) 〈0) {
error(“can’t create socket“);
}
if (bind(initsockid, ...) 〈0) {
error(“bind error“);
}
if (listen(initsockid, 5) 〈0) {
error(“listen error“);
}
for (;;) {
newsockid = accept(initsockid, ...); /* 阻塞 */
if (newsockid 〈0) {
error(“accept error“);
}
if (fork() == 0) { /* 子進程 */
close(initsockid);
do(newsockid); /* 處理客戶方請求 */
exit(0);
}
close(newsockid);
}

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，後續到達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;

Z向B發送多個帶有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。於是B在這個initsockid上再也不能接收正常的連接請求。

Z(X) ---- SYN ----〉 B
Z(X) ---- SYN ----〉 B
Z(X) ---- SYN ----〉 B
Z(X) ---- SYN ----〉 B
Z(X) ---- SYN ----〉 B
......
X 〈---- SYN ACK B
X 〈---- SYN ACK B
X 〈---- SYN ACK B
X 〈---- SYN ACK B
X 〈---- SYN ACK B
......

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
服務(端口)，不應該影響到全局。當然如果不斷地發送連接請求，就和用ping發洪水包一個道理，使得B的TCP/IP忙於處理負載增大。至於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。

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
RTT的平均值。現在Z知道了A的ISN基值和增加規律(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，
ISN將比預料的多出64000。

4. Z向A發送帶有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(憑什麼？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很可能並沒有這樣一個端口等待接收數據。除非Z模仿B發起
連接請求時打破常規，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
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。總之，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。

5. Z暫停一小會兒，讓A有足夠時間發送SYN ACK，因為Z看不到這個包。然後Z再次偽裝成B向A發送ACK，此時發送的數據段帶有Z預測的A的ISN 1。如果預測准確，連接建立，數據傳送開始。問題在於即使連接建立，A仍然會向B發送數據，而不是Z，Z仍然無法看到A發往B的數據段，Z必須蒙著頭按照rlogin協議標准假冒B向A發送類似 “cat 〉〉 ~/.rhosts“ 這樣的命令，於是攻擊完成。如果預測不准確，A將發送一個帶有RST標志的數據段異常終止連接，Z只有從頭再來。

Z(B) ---- SYN ----〉 A
B 〈---- SYN ACK A
Z(B) ---- ACK ----〉 A
Z(B) ---- PSH ----〉 A
......

6. IP欺騙攻擊利用了RPC服務器僅僅依賴於信源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於預測A的ISN。作者認為攻擊難度雖然大，但成功的可能性
也很大，不是很理解，似乎有點矛盾。考慮這種情況，入侵者控制了一台由A到B之間的路由器，假設Z就是這台路由器，那麼A回送到B的數據段，現在Z是可以看到的，顯然攻擊難度
驟然下降了許多。否則Z必須精確地預見可能從A發往B的信息，以及A期待來自B的什麼應答信息，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下完
成，必須寫程序完成。當然在准備階段可以用netxray之類的工具進行協議分析。

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？沒有仔細分析過，只是隨便猜測而已。並且與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
降低了攻擊難度。注意IP欺騙攻擊理論上是從廣域網上發起的，不局限於局域網，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，對於許多高級入侵者，得到目標主
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。

8. 也許有人要問，為什麼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。那麼在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，就不會出現ARP沖突。如果Z向A發送數據段時，，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，這個東西並不如其名所暗示，對IP層沒有任何動作。

10. 關於預測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端口有什麼關系？看來需要看看TCP/IP內部實現的源代碼。

未雨綢缪

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，入侵往往由這裡開始。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？

TCP的ISN選擇不是隨機的，增加也不是隨機的，這使攻擊者有規可循，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，