图解ARP协议（三）ARP防御篇-如何揪出"内鬼"并"优雅的还手"？

图解ARP协议（三）ARP防御篇-如何揪出"内鬼"并"优雅的还手"？

一、ARP防御概述

通过之前的文章，我们已经了解了ARP攻击的危害，黑客采用ARP软件进行扫描并发送欺骗应答，同处一个局域网的普通用户就可能遭受断网攻击、流量被限、账号被窃的危险。由于攻击门槛非常低，普通人只要拿到攻击软件就可以扰乱网络秩序，导致现在的公共网络、家庭网络、校园网、企业内网等变得脆弱无比。

所以，如何进行有效的ARP防御？作为普通用户怎么防御？作为网络/安全管理员又怎么防御？有哪些ARP防御软件？如果被ARP攻击了，如何揪出"内鬼"，并"优雅的还手"？

接下来，我们通过图解的方式来深入了解ARP防御原理与解决方案。

二、ARP防御原理与解决方案

在讲解ARP防御之前，我们先回顾下ARP攻击最经典的一幕=>

当PC1询问PC2的MAC地址时，攻击者PC3返回ARP欺骗回应包：我的IP地址是IP2，MAC地址是MAC3。一旦PC1记录了错误的ARP映射，则发给与PC2的数据，都会落到PC3手里。

也就是说，ARP攻击的罪魁祸首便是这种"欺骗包"，若针对欺骗包的处理是不相信或不接收的话，则不会出现问题。处理这种欺骗行为我们没法提前在黑客端做手脚，因为"敌在暗处我在明处"。这样的话，我们就剩下两个解决方法：

①保证电脑不接收欺骗包

②保证电脑收到欺骗包之后不相信

目前网络安全行业现有的ARP防御方案，基本都是上面两个方法的具体实现。我们来看看这张防御图：

①当黑客发起ARP欺骗包时，会途径局域网里面的交换机或无线路由器等网络设备；

②如果网络设备能够识别这种欺骗包，并且提前丢弃掉，则电脑/手机端就不会被欺骗；

③如果网络设备没有拦截这种欺骗包，则电脑/手机端需要做安全防御，然后再丢弃。

简单来说，ARP防御可以在网络设备上实现，也可以在用户端实现，更可以在网络设备和用户端同时实现。接下来，我们先来了解下网络设备（例如这里的交换机）的防御技术。

上面这张图，展现的是交换机的ARP防御能力，当PC2发送ARP回应包时，交换机将其转发给PC1，而当PC3发送ARP回应包（欺骗）时，交换机直接丢弃。

但是，人家PC3上脸上又没有写着"hacker"，凭什么交换机要丢弃它的ARP回应包？凭什么判断它的包就是"欺骗"的呢？

接下来，我就要给大家介绍下局域网安全里比较常用的防御技术，这种防御技术被称为DAI（Dynamic ARP Inspection）- 动态ARP检测，原理可以用两句话简单概括：

①交换机记录每个接口对应的IP地址和MAC，即port<->mac<->ip，生成DAI检测表；

②交换机检测每个接口发送过来的ARP回应包，根据DAI表判断是否违规，若违规则丢弃此数据包并对接口进行惩罚。

我们知道，PC3是在交换机的Port3、MAC地址是MAC3，IP地址是IP3，所以本地DAI表项内容是。当交换机从接口Port3收到ARP回应包，内容却是IP2和MAC3映射，即。

经判断，这个包就是虚假的欺骗包，交换机马上丢弃这个包，并且可以对接口做惩罚（不同设备的惩罚方式有所不同，可以直接将接口"软关闭"，直接将攻击者断网；也可以"静默处理"，仅丢弃欺骗包，其他通信正常）

上面这个动态ARP监测技术，可以说是目前防御ARP攻击最有效的方法之一。但是，作为初学者，大家可能还会有疑问：

①一般的交换机或网络设备能部署动态ARP监测技术吗？

②连接用户的交换机，怎么能识别IP地址信息呢？

③上面这张DAI表是如何生成的？是不是像CAM表一样能自动识别？

这里要给大家说个稍微悲伤一点的事实，大部分能支持这种动态ARP监测技术的交换机或者无线路由器，都基本是企业级的产品。即便是企业级交换机，具备局域网安全防御功能的设备，价格都要高出不少，所以很多中小型企业网或校园网，基本都愿意买"阉割版"网络接入产品，因为"能通就行"，至于安全性怎样，这是另外要考虑的问题。

所以，简单的交换机不具备动态ARP监测技术，即便市面上有带安全防御的网络产品，企业、学校、医院等大量网络，仍然在早期采购的时候，用的是比较基础版本的交换机。当然，随着网络与安全市场的激烈竞争和网络安全意识的增强，以后会越来越好。

另外，交换机能识别IP地址信息吗？

从现在的网络技术来看，分层界限越来越模糊，融合式的网络设备才是主流，现在的接入交换机基本能被Telnet/SSH/Web管理，更专业的交换机同时支持动态ARP监测（dai）、IP源防护（ipsg）、DHCP侦听（dhcp snooping）、端口安全、AAA、802.1x等局域网安全技术，已经超越了原有二层交换机的定义。

所以，交换机能读三层甚至七层的数据包已经不是什么新鲜事了，不要被"交换机就是二层设备"给束缚了，这只是纸面上的定义。

最后一个问题，DAI检测表是如何生成的？

在上面图解中，我们看到交换机查看的表已经不是原来的CAM表了，内容也不太一样，CAM表的内容主要是MAC和Port的映射，而DAI检测表则是Port、MAC、IP三个信息映射。

目前这张表支持两种方式来生成=>

第一种方式就是手工静态绑定：即用户接入网络之后，管理员根据此用户电脑的MAC和IP地址，然后在接口上绑死，缺点就是用户数太多的话，手工绑定管不过来。

第二种方式就是目前最主流的做法，即在交换机上开启DHCP侦听技术，当用户第一次通过DHCP获取到地址的时候，交换机就把用户电脑的IP、MAC、Port信息记录在DHCP侦听表，后面ARP检测直接调用这张DHCP侦听表即可。

小结：以上便是在网络设备上部署的ARP防御技术，通过动态ARP监测技术（DAI），可以很好的解决ARP欺骗问题。技术虽好，但局域网内的交换机、无线路由器是否支持DAI，这个则取决于实际网络情况，尤其是十面埋伏的公共WiFi网络、脆弱无比的家庭网络、能通就行的校园网络......  我们都应该持怀疑态度，至少不能完全信任这些网络。

既然这样的话，普通用户有没有"自救"的方法，能够抵挡ARP攻击呢？答案是肯定的=>

对于普通用户，陌生网络不要随意接入，肯定是首选考虑的；当然，这里研究的是用户已经接入了网络，如何做安全防御的问题。从上图可以看到，用户（电脑或手机）最重要的便是通过安装ARP防火墙做安全防御，很多普通用户甚至“以电脑裸奔为豪，以骂安全厂商为荣”，这是对技术的严重藐视，对自己隐私的不负责任。普通小白一定要记住一句话：你没有被黑，只是你还没有到达被黑的价值。

ARP防火墙在技术实现上，一般都有以下功能：

①绑定正确的的IP和MAC映射，收到攻击包时不被欺骗。

②能够根据网络数据包特征（参考上一篇讲解的ARP攻击数据包溯源分析），自动识别局域网存在的ARP扫描和欺骗行为，并做出攻击判断（哪个主机做了攻击，IP和MAC是多少）。

那么，有哪些常见的ARP安全产品呢？

自带ARP防御功能：腾讯电脑管家、360安全卫士……

专业的ARP防火墙：彩影ARP、金山贝壳、360ARP防火墙……

采用安全产品肯定是普通用户最省时省力的做法，而对于技术人/工程师而言，如果不屑于使用安全产品，并且希望解决ARP攻击行为，也可以通过"ARP双向绑定"的技术来实现。什么是"ARP双向绑定"呢？

从上图可以看到，PC1和PC2通信双方都静态绑定对方的IP和MAC映射，即便收到ARP欺骗包，由于静态绑定的ARP映射条目优先级高于动态学习到的，所以可以保证不被欺骗。

这种做法非常"绿色无污染"，因为不需要额外的软件安装，但是缺点也非常明显，例如普通用户不知道如何在电脑上做ARP静态绑定，另外工作量也比较大，每个主机和网关设备都需要绑定整个局域网的ARP静态映射。以下面的家庭WiFi网络为例：

像这个WiFi网络，如果通过ARP双向绑定来解决安全问题，配置量其实蛮大的，当然，这就基本能够保障内网主机间通过以及主机访问互联网的安全性了。

Windows arp静态绑定方法=>

①进入命令行cmd界面；

② [arp -s ip地址 mac地址]，例如：arp -s 192.168.1.1   00-11-22-a1-c6-09

注：家用无线路由器若要进行ARP绑定，则需要通过web登录并进行图形操作

小结：用户端的ARP防御方法，要么安装ARP防火墙，要么做ARP双向绑定。对于绝大部分用户来讲，虽然安装防火墙不是保证百分百安全了，但是能够解决很大一部分的隐患。

三、如果被ARP攻击了，如何揪出"内鬼"并"优雅的还手"？

相比"如何防御ARP攻击"，我相信更多人感兴趣的是"如何揪出内鬼并进行还手"，因为"揪出内鬼"的时候，我们充当着"网络警察"的角色（把小偷逮住），而"优雅的还手"又充当着"法官"的角色（惩治小偷）。

而充当网络警察或法官这种角色，我可能算是比较有经验的......  从我刚接触网络/安全到现在，充当的次数多的数不过来：在学校外面租房的时候（别想歪）、在网吧上网的时候、在音乐餐吧吃饭的时候、在麦当劳/德克士蹭网的时候......可能普通用户觉得稀疏平常的地方，在网络世界里实则暗流涌动。

我第一次"抓内鬼当法官"应该是在2010年的时候，当时在学校旁边租了一个房子自己做技术研究。有一天晚上，网速变得特别慢，网页基本没法打开，QQ勉强还能挂着，但是租房以来网络一直还可以，虽然不算快，但是也至少满足平常上网需求啊。我心想：算了，毕竟租的房子一般，每个月网费也就30快，房东拉的宽带可能比较垃圾不稳定吧，明天再看看。

第二天早上爬起来，发现网络一点问题都没有，该开的网页，该下载的资料，都没有任何影响，恩，心情不错，不用专门跑回学校一趟下载资源之类的。但是到了晚上七八点的时候，网络又出现问题了，跟昨天晚上的情况一模一样，基本没法上网，但是网卡又显示连接着，这让我非常的郁闷。

然后我突然想起这几天，这栋楼好像新来了一个租客，这栋楼一共就四层，一层就3户租客，一共也就10来户，而一楼还是房东自己一家人住，我自己住二楼。基本上这栋楼里的租客都能记得七七八八，所以如果有陌生面孔的话，一眼就能认出来，我们暂且把这个人称为H，看上去是个上班族。

虽然当时还是个小菜鸟，但是毕竟学这块的，还是有点敏感：擦，会不会是这个人白天去上班，晚上回来宿舍，就开始限制我们的网速啊？

你不犯我，相安无事，你若范我，我必搞你。（年轻人还是有点浮躁啊....）

行，开干吧，多想没用。然后便拿出了P2P终结者（忘了当时用什么软件了，不过八九不离十）一扫描，想探探网络究竟。

万万没想到啊，居然遇到老司机了，人家局域网权限比我还高（很多局域网流控软件都有权限的概念，若同一个局域网同时有多个使用这个流控软件，则权限高的优先控制，其他人的软件会自动退出），网络扫描进行一半，就提示"局域网有多人使用，由于你权限较低暂停退出"这样的提示，这样一来，就验证了我的判断，这个内鬼应该是H。自从他来了之后，这个网络就出了问题。这栋楼的网络拓扑结构是这样的=>

普通小白遇到这种情况，装个ARP防火墙，咬咬牙也就过去了。但是咋们学网络和安全的，遇到这种情况，感觉就好像被人骑在头上一样。那咋办呢？作为一个理科男，做事情还是得按步骤走，不能被脾气牵着走，虽然当时已经非常生气了，但是基本定下来这个解决流程：

第一：马上给电脑安装防火墙，先脱离H的控制（当时电脑居然是裸奔的...）；

第二：想尽办法找到H的IP和MAC地址（很多小伙伴看到这里可能会想：直接上去楼上揍他一顿不就得了，还费什么劲找地址啊。这个有必要说明下：①我个头没人家大只  ②人家要是问：你有证据吗，你取证了吗？   所以，武力不能解决问题，但是技术能力可以。）

第三：想方设法拿到网络控制权，把他踢下去。

第一步：具体就不说了，也忘了当时装的什么安全软件了；

第二步：怎么找到攻击者的IP和MAC地址呢？2010年的安全软件，不像现在的ARP防火墙，能够主动告警，并且说明攻击次数和攻击源，所以还是需要自己折腾下：熟练的打开电脑之前安装好了的wireshark，监听自己电脑网卡的流量，设置流量过滤器（仅过滤arp协议），不出意外，接下来就是一堆"带有节奏的ARP扫描包"（还记不记得之前章节说过的，ARP攻击一般会涉及到持续的内网扫描和欺骗攻击）。当时收到的数据包大概这样的：

通过流量数据包分析，很快就确定了攻击者的IP和MAC地址。这里要注意：虽然抓到了攻击者的IP和MAC地址，但是！我们还是没法实锤的证明：攻击者就是H。

这个攻击者是不是真的H啊？怎么确定就是这个人干的呢？如何把虚拟世界里的地址跟真实世界的人匹配起来？

接下来我便想到了一个方法：如果我们能先拿到网络的控制权，然后把攻击者给踢下去直接断网，同时保证其他人网络连通；然后，谁要是下去跟房东沟通反馈不能上网，不就可以基本断定这个人就是攻击者？  说白了，就是"谁叫谁小狗"......

好，到了计划的第三步：如何拿到整个网络的控制权？这里就没走的那么顺畅了：现在的实际情况是：我和攻击者同时开启局域网流控软件，而是我被踢下来了，因为我权限低一些。当时的第一个想法是：我换一个流控软件不就得了？这样我不跟你拼这个软件的权限。但是仔细想了想，即便换一个流控软件能用，但是顶多也就是打个平手，我控制不了你，你也控制不了我，但最终遭殃的还是其他普通小白，这个方法不能"斩草除根"啊。

怎么办呢？是不是只能跟他打个平手。在这里卡了很久但又心有不甘，然后到了大半夜了突然顿悟：擦，为什么要跟他"限来限去"呢，直接上整栋楼的出口路由器，把他踢出去不就得了？路由器（应该是TP-LINK）就在一楼楼梯口，然后其他楼层加一个hub级联上去，所以大家都在一个网络里面。

但问题是没有路由器的后台登录密码，怎么解决呢？抱着侥幸的心理，查看电脑网关地址，然后浏览器输入网关地址，弹出了登录页面，尝试admin/admin？不行，再尝试admin/123456？还是不行...... 就这样尝试了常见的十几二十个账号密码，都提示账号密码错误，看来运气不是很好。

既然这样的话，就只能拿出暴力破解软件跑几个词典看看，用hydra挂着用户名和密码词典，慢慢的看着命令行输出，但输出结果基本都是failed......  所以，第二天晚上虽然发现了攻击者的IP和MAC地址信息，但是拿他没办法，只能先忍着。

到了第三天白天，脑子里想的都是如何登录这个路由器后台管理界面，尝试跑了几个词典都没法登录，心理又在想：房东不应该会设置太复杂的密码啊，四五十岁的阿姨，完全不懂技术啊，网络应该也是叫人搞的，即便别人设置密码也应该给阿姨设置比较简单的让她好记的，方便后面维护之类的...... 一想到这里，赶紧从柜子里掏出之前的租房合约和房东名片，然后把房东的手机号码、房东的姓名拼音等信息做成简单的密码词典，再重新跑一次，还没反应过来，就显示密码尝试成功：admin/房东手机号码。万万没想到，以为只要6位或者8位的密码，居然是一个11位的手机号码，之前尝试的词典都是8位以内的。

接下来用浏览器访问路由器后台管理界面，进入主机列表，还没发现这个昨晚攻击者的IP地址上线。等到了晚上七八点的时候，终于在路由器上发现这个IP地址，而且，wireshark同时也抓到了这个攻击者发起的扫描包。看来是攻击者一回到宿舍，打开电脑，就直接挂着攻击软件，确实是个"惯犯"啊。好吧，看到这个情况，我直接在出口路由器上把这个IP和MAC地址禁用，看接下来发生什么。

果然，大概过了半个钟，有人从楼上下来，直接去一楼找房东阿姨去了，具体说什么这个不清楚，但是应该是询问是不是宽带欠费之类的导致不能上网。

过了一会，阿姨带着他上来二楼.....  然后敲门询问：你们二楼能不能上网啊？大家都陆续回答：可以啊、没问题啊。与此同时，我已经确定了：眼前的这个人，H就是攻击者！他大概没料到，自己已经控制了内网，怎么可能被踢掉之类呢。

阿姨也不知道怎么办，只能说明天看看吧。看着他无辜的眼神回楼上去了，我也觉得抓到内鬼也就算了，先把他解禁看看。然后"惯犯"又上线了，看来没有吃够苦头啊，当天晚上直接让他断网。之后的几个晚上类似的情况慢慢少了，因为只要他一扫描发起攻击，我这边就断他网，然后隔10分钟或者半个钟看看他反应，就这样慢慢地把他制服了，整栋楼的网络也就逐渐恢复了平静……

四、ARP防御总结

①ARP攻击非常低门槛，但是造成的影响却很大，包括断网攻击、流量被限、账号被盗等；

②ARP防御可以在网络端（网络设备）上部署，也可以在用户端（电脑/手机）上部署；

③网络设备（例如交换机）部署ARP防御，通常需要用到DAI（动态ARP监测）技术，更加专业的局域网安全防御，还可能结合DHCP侦听、IP源防护、端口安全、AAA、802.1X等技术，这些专业的防御技术，是由网络运维和安全运维工程师来实施的。

④用户端（电脑/手机）实施ARP防御，最好的方法就是不要随意接入陌生网络，并且安装ARP防火墙。当然，技术宅的话，可以采用"ARP双向绑定"的方法，相对比较麻烦，但是也奏效。

⑤作为一名有素养的网络/安全工程师，应该不作恶。但是如果遭受攻击，应该揪出内鬼并"优雅的还手"，做一个网络警察，还普通用户一个干净的网络环境。