巧論ARP攻擊防制方法之虛實

ARP欺騙/攻擊反復襲擊，是近來網絡行業普遍了解的現象，隨著ARP攻擊的不斷升級，不同的解決方案在市場上流傳。但是筆者最近發現，有一些方案，從短期看來似乎有效，實際上對於真正的ARP攻擊發揮不了作用，也降低局域網工作效率。Qno俠諾的技術服務人員接到很多用戶反應說有些ARP防制方法很容易操作和實施，但經過實際深入了解後，發現長期效果都不大。

對於ARP攻擊防制，Qno俠諾技術服務人員的建議，最好的方法是先踏踏實實把基本防制工作做好，才是根本解決的方法。由於市場上的解決方式眾多，我們無法一一加以說明優劣，因此本文解釋了ARP攻擊防制的基本思想。我們認為讀者如果能了解這個基本思想，就能自行判斷何種防制方式有效，也能了解為何雙向綁定是一個較全面又持久的解決方式。

一、不堅定的ARP協議

一般計算機中的原始的ARP協議，很像一個思想不堅定，容易被其它人影響的人，ARP欺騙/攻擊就是利用這個特性，誤導計算機作出錯誤的行為。ARP攻擊的原理，互聯網上很容易找到，這裡不再覆述。原始的ARP協議運作，會附在局域網接收的廣播包或是ARP詢問包，無條件覆蓋本機緩存中的ARP/MAC對照表。這個特性好比一個意志不堅定的人，聽了每一個人和他說話都信以為真，並立刻以最新聽到的信息作決定。

就像一個沒有計劃的快遞員，想要送信給"張三"，只在馬路上問"張三住那兒？"，並投遞給最近和他說"我就是！"或"張三住那間！"，來決定如何投遞一樣。在一個人人誠實的地方，快遞員的工作還是能切實地進行；但若是旁人看快遞物品值錢，想要欺騙取得的話，快遞員這種工作方式就會帶來混亂了。

我們再回來看ARP攻擊和這個意志不堅定快遞員的關系。常見ARP攻擊對象有兩種，一是網絡網關，也就是路由器，二是局域網上的計算機，也就是一般用戶。攻擊網絡網關就好比發送錯誤的地址信息給快遞員，讓快遞員整個工作大亂，所有信件無法正常送達；而攻擊一般計算機就是直接和一般人謊稱自己就是快遞員，讓一般用戶把需要傳送物品傳送給發動攻擊的計算機。

由於一般的計算機及路由器的ARP協議的意志都不堅定，因此只要有惡意計算機在局域網持續發出錯誤的ARP訊息，就會讓計算機及路由器信以為真，作出錯誤的傳送網絡包動作。一般的ARP就是以這樣的方式，造成網絡運作不正常，達到盜取用戶密碼或破壞網絡運作的目的。針對ARP攻擊的防制，常見的方法，可以分為以下三種作法：1、利用ARP echo傳送正確的ARP訊息：通過頻繁地提醒正確的ARP對照表，來達到防制的效果。

2、利用綁定方式，固定ARP對照表不受外來影響：通過固定正確的ARP對照表，來達到防制的效果。

3、捨棄ARP協議，采用其它尋址協議：不采用ARP作為傳送的機制，而另行使用其它協議例如PPPoE方式傳送。

以上三種方法中，前兩種方法較為常見，第三種方法由於變動較大，適用於技術能力較佳的應用。下面針對前兩種方法加以說明。

PK 賽之"ARP echo"

ARP echo是最早開發出來的ARP攻擊解決方案，但隨著ARP攻擊的發展，漸漸失去它的效果。現在，這個方法不但面對攻擊沒有防制效果，還會降低局域網運作的效能，但是很多用戶仍然以這個方法來進行防制。以前面介紹的思想不堅定的快遞員的例子來說，ARP echo的作法，等於是時時用電話提醒快遞員正確的發送對象及地址，減低他被鄰近的各種信息干擾的情況。

但是這種作法，明顯有幾個問題：第一，即使時時提醒，但由於快遞員意志不堅定，仍會有部份的信件因為要發出時剛好收到錯誤的信息，以錯誤的方式送出去；這種情況如果是錯誤的信息頻率特高，例如有一個人時時在快遞員身邊連續提供信息，即使打電話提醒也立刻被覆蓋，效果就不好；第二，由於必須時時提醒，而且為了保證提醒的效果好，還要加大提醒的間隔時間，以防止被覆蓋，就好比快遞員一直忙於接聽總部打來的電話，根本就沒有時間可以發送信件，耽誤了正事；第三，還要專門指派一位人時時打電話給快遞員提醒，等於要多派一個人手負責，而且持續地提醒，這個人的工作也很繁重。

以ARP echo方式對應ARP攻擊，也會發生相似的情況。第一，面對高頻率的新式ARP攻擊，ARP echo發揮不了效果，掉線斷網的情況仍舊會發生。ARP echo的方式防制的對早期以盜寶為目的的攻擊軟件有效果，但碰到最近以攻擊為手段的攻擊軟件則公認是沒有效果的。第二，ARP echo手段必須在局域網上持續發出廣播網絡包，占用局域網帶寬，使得局域網工作的能力降低，整個局域網的計算機及交換機時時都在處理ARP echo廣播包，還沒受到攻擊局域網就開始卡了。第三，必須在局域網有一台負責負責發ARP echo廣播包的設備，不管是路由器、服務器或是計算機，由於發包是以一秒數以百計的方式來發送，對該設備都是很大的負擔。



圖一：ARP攻擊防制 方法之"ARP echo"圖示說明

常見的ARP echo處理手法有兩種，一種是由路由器持續發送，另一則是在計算機或服務器安裝軟件發送。路由器持續發送的缺點是路由器原本的工作就很忙，因此無法發送高頻率的廣播包，被覆蓋掉的機會很大，因此面對新型的ARP攻擊防制效果小。因此，有些解決方法，就是拿ARP攻擊的軟件來用，只是持續發出正確的網關、服務器對照表，安裝在服務器或是計算機上，由於服務器或是計算機運算能力較強，可以同一時間內發出更多廣播包，效果較大，但是這種作法一則大幅影響局域網工作，因為整個局域網都被廣播包占據，另則攻擊軟件通常會設定更高頻率的廣播包，誤導局域網計算機，效果仍然有限。

此外，ARP echo一般是發送網關及私服的對照信息，對於防止局域網計算機被騙有效果，對於路由器沒有效果，仍需作綁定的動作才可。

PK賽之"ARP綁定"

ARP echo的作法是不斷提醒計算機正確的ARP對照表，ARP綁定則是針對ARP協議"思想不堅定"的基本問題來加以解決。Qno俠諾技術服務人員認為，ARP綁定的作法，等於是從基本上給這個快遞員培訓，讓他把正確的人名及地址記下來，再也不受其它人的信息干擾。由於快遞員腦中記住了這個對照表，因此完全不會受到有心人士的干擾，能有效地完成工作。在這種情況下，無論如何都可以防止因受到攻擊而掉線的情況發生。

但是ARP綁定並不是萬靈藥，還需要作的好才有完全的效果。第一，即使這個快遞員思想正確，不受影響，但是攻擊者的網絡包還是會小幅影響局域網部份運作，網管必須通過網絡監控或掃瞄的方法，找出攻擊者加以去除；第二，必須作雙向綁定才有完全的效果，只作路由器端綁定效果有限，一般計算機仍會被欺騙，而發生掉包或掉線的情況。

雙向綁定的解決方法，最為網管不喜歡的就是必須一台一台加以綁定，增加工作量。但是從以上的說明可知道，只有雙向綁定才能有效果地解決ARP攻擊的問題，而不會發生防制效果不佳、局域網效率受影響、影響路由器效能或影響服務器效能的缺點。也就是說雙向綁定是個硬工夫，可以較全面性地解決現在及未來ARP攻擊的問題，網管為了一時的省事，而采取片面的ARP echo解決方式，未來還是要回來解決這個問題。



圖二：ARP攻擊防制 方法之俠諾"ARP雙向綁定"圖示說明

另外，對於有自動通過局域網安裝軟件的網絡，例如網吧的收費系統、無盤系統，都可以透過自動的批次檔，自動在開機時完成綁定的工作，網管只要撰寫一個統一的批次文件程序即可，不必一一配置。這些信息可以很容易地在互聯網上通過搜索找到或者是向Qno俠諾的技術服務人員索取即可。

二、現階段較佳解決方案——雙向綁定以上以思想不堅定的快遞員情況，說明了常見的ARP攻擊防制方法。ARP攻擊利用的就是ARP協議的意志不堅，只有以培訓的方式讓ARP協議的意志堅定，明白正確的工作方法，才能從根本解決問題。只是依賴頻繁的提醒快遞員正確的作事方法，但是沒有能從快遞員意志不堅的特點著手，就好像只管不教，最終大家都很累，但是效果仍有限。

Qno俠諾的技術服務人員建議，面對這種新興攻擊，取巧用省事的方式准備，最後的結果可能是費事又不管用，必須重新來過。ARP雙向綁定雖然對網管帶來一定的工作量，但是其效果確是從根本上有效，而且網管也可參考自動批次檔的作法，加快配置自動化的進行，更有效地對抗ARP攻擊。