В этом уроке описаны технологии сетевого хакинга, основанные на перехвате сетевых пакетов. Хакеры используют такие технологии для прослушивания сетевого трафика с целью хищения ценной информации, для организации перехвата данных с целью атаки «человек посредине», для перехвата TCP-соединений, позволяющих, скажем, подменять данные, и выполнения других, не менее интересных действий. К сожалению, большая часть этих атак на практике реализована только для сетей Unix, для которых хакеры могут использовать как специальные утилиты, так и системные средства Unix. Сети Windows, по всей видимости, обойдены вниманием хакеров, и мы вынуждены ограничиться при описании инструментов перехвата данных программами-сниферами, предназначенными для тривиального прослушивания сетевых пакетов. Тем не менее, не следует пренебрегать хотя бы теоретическим описанием таких атак, особенно антихакерам, поскольку знание применяемых технологий хакинга поможет предотвратить многие неприятности.
Сетевой снифинг
Для снифинга сетей Ethernet обычно используются сетевые карты, переведенные в режим прослушивания. Прослушивание сети Ethernet требует подключения компьютера с запущенной программой-снифером к сегменту сети, после чего хакеру становится доступным весь сетевой трафик, отправляемый и получаемый компьютерами в данном сетевом сегменте. Еще проще выполнить перехват трафика радиосетей, использующих беспроводные сетевые посредники, - в этом случае не требуется даже искать место для подключения к кабелю. Или же злоумышленник может подключиться к телефонной линии, связывающей компьютер с сервером Интернета, найдя для этого удобное место (телефонные линии обычно проложены в подвалах и прочих малопосещаемых местах без всякой защиты).
Для демонстрации технологии снифинга мы применим весьма популярную программу-снифер SpyNet , которую можно найти на многих Web-сайтах. Официальный сайт программы SpyNet находится по адресу http://members.xoom.com/layrentiu2/ , на котором можно загрузить демо-версию программы.
Программа SpyNet состоит из двух компонентов - CaptureNet и PipeNet . Программа CaptureNet позволяет перехватывать пакеты, передаваемые по сети Ethernet на сетевом уровне, т.е. в виде кадров Ethernet. Программа PipeNet позволяет собирать кадры Ethernet в пакеты уровня приложений, восстанавливая, например, сообщения электронной почты, сообщения протокола HTTP (обмен информацией с Web-сервером) и выполнять другие функции.
К сожалению, в демо-версии SpyNet возможности PipeNet ограничены демонстрационным примером сборки пакета HTTP, так что мы не сможем продемонстрировать работу SpyNet в полном объеме. Однако мы продемонстрируем возможности сетевого снифинга SpyNet на примере нашей экспериментальной сети, передав текстовый файл с хоста Sword-2000 на хост Alex-З с помощью обычного проводника Windows. Одновременно на компьютере А1ех-1 мы запустим программу CaptureNet , которая перехватит переданные пакеты и позволит прочитать содержимое переданного файла в кадрах Ethernet. На Рис. 1 представлен текст секретного сообщения в файле secret.txt ; мы постараемся найти этот текст в перехваченных кадрах Ethernet.
Рис. 1. Текст секретного сообщения в окне Notepad
Для перехвата кадров Ethernet выполните такие действия.
На компьютере Alex-З запустите программу CaptureNet . В отобразившемся рабочем окне программы выберите команду меню Capture * Start (Захват * Запуск) и запустите процесс перехвата сетевых кадров.
Средствами проводника Windows скопируйте файл security.txt с компьютера Sword-2000 на А1ех-3 .
После передачи файла secret.txt выберите команду меню Capture * Stop (Захват * Стоп) и остановите процесс перехвата.
Перехваченные кадры Ethernet отобразятся в правой части рабочего окна программы CaptureNet (Рис. 2), причем каждая строка в верхнем списке представляет кадр Ethernet, а под списком отображается содержимое выбранного кадра.
Рис. 2. Кадр Ethernet содержит текст секретного сообщения
Просмотрев список перехваченных кадров, мы без труда найдем тот из них, который содержит переданный нами текст This is a very big secret (Это очень большой секрет).
Подчеркнем, что это - самый простой пример, когда записывался весь перехваченный сетевой трафик. Программа CaptureNet позволяет перехватывать пакеты, пересылаемые по определенным протоколам и на определенные порты хостов, выбирать сообщения с определенным содержимым и накапливать перехваченные данные в файле. Техника выполнения таких действий несложна, и ее можно освоить по справочной системе программы SpyNet .
Кроме примитивного прослушивания сети, хакерам доступны более изощренные средства перехвата данных. Ниже приведен краткий обзор таких методов, правда, в теоретическом аспекте. Причина в том, что для сетей Windows практическая реализация атак перехвата данных крайне ограничена, и набор надежных утилит для атак перехвата довольно скуден.
Методы перехвата сетевого трафика
Прослушиванце сети с помощью программ сетевых анализаторов, подобных приведенной выше CaptureNet , является первым, самым простым способом перехвата данных. Кроме SpyNet для снифинга сетей используется множество инструментов, изначально разрабатываемых для целей анализа сетевой активности, диагностирования сетей, отбора трафика по указанным критериям и других задач сетевого администрирования. В качестве примера такой программы можно назвать tcpdump (http://www.tcpdump.org ), которая позволяет записывать сетевой трафик в специальный журнал для последующего анализа.
Для защиты от прослушивания сети применяются специальные программы, например, AntiSniff (http://www.securitysoftwaretech.com/antisniff ), которые способны выявлять в сети компьютеры, занятые прослушиванием сетевого трафика. Программы-антисниферы для решения своих задач используют особый признак наличия в сети прослушивающих устройств - сетевая плата компьютера-снифера должна находиться в специальном режиме прослушивания. Находясь в режиме прослушивания, сетевые компьютеры особенным образом реагируют на IР-дейтаграммы, посылаемые в адрес тестируемого хоста. Например, прослушивающие хосты, как правило, обрабатывают весь поступающий трафик, не ограничиваясь только посланными на адрес хоста дейтаграммами. Имеются и другие признаки, указывающие на подозрительное поведение хоста, которые способна распознать программа AntiSniff .
Несомненно, прослушивание очень полезно с точки зрения злоумышленника, поскольку позволяет получить множество полезной информации - передаваемые по сети пароли, адреса компьютеров сети, конфиденциальные данные, письма и прочее. Однако простое прослушивание не позволяет хакеру вмешиваться в сетевое взаимодействие между двумя хостами с целью модификации и искажения данных. Для решения такой задачи требуется более сложная технология.
Ложные запросы ARP
Чтобы перехватить и замкнуть на себя процесс сетевого взаимодействия между двумя хостами А и В злоумышленник может подменить IР-адреса взаимодействующих хостов своим IP-адресом, направив хостам А и В фальсифицированные сообщения ARP (Address Resolution Protocol - Протокол разрешения адресов). С протоколом ARP можно познакомиться в Приложении D, где описана процедура разрешения (преобразования) IP-адреса хоста в адрес машины (МАС-адрес), зашитый в сетевую плату хоста. Посмотрим, как хакер может воспользоваться протоколом ARP для выполнения перехвата сетевого взаимодействия между хостами А и В.
Для перехвата сетевого трафика между хостами А и В хакер навязывает этим хостам свой IP-адрес, чтобы А и В использовали этот фальсифицированный IP-адрес при обмене сообщениями. Для навязывания своего IР-адреса хакер выполняет следующие операции.
Злоумышленник определяет МАС-адреса хостов А и В, например, с помощью команды nbtstat из пакета W2RK .
Злоумышленник отправляет на выявленные МАС-адреса хостов А и В сообщения, представляющие собой фальсифицированные ARP-ответы на запросы разрешения IP-адресов хостов в МАС-адреса компьютеров. Хосту А сообщается, что IР-адресу хоста В соответствует МАС-адрес компьютера злоумышленника; хосту В сообщается, что IP-адресу хоста А также соответствует МАС-адрес компьютера злоумышленника.
Хосты А и В заносят полученные МАС-адреса в свои кэши ARP и далее используют их для отправки сообщений друг другу. Поскольку IР-адресам А и В соответствует МАС-адрес компьютера злоумышленника, хосты А и В, ничего не подозревая, общаются через посредника, способного делать с их посланиями что угодно.
Для защиты от таких атак сетевые администраторы должны поддерживать базу данных с таблицей соответствия МАС-адресов и IP-адресов своих сетевых компьютеров. Далее, с помощью специального программного обеспечения, например, утилиты arpwatch (ftp://ftp.ee.lbl.gov/arpwatch-2.lab.tar.gz ) можно периодически обследовать сеть и выявлять несоответствия.
В сетях UNIX такого рода атаку ложными запросами ARP можно реализовать с помощью системных утилит отслеживания и управления сетевым трафиком, например, arpredirect . К сожалению, в сетях Windows 2000/XP такие надежные утилиты, по-видимому, не реализованы. Например, на сайте NTsecurity (http://www.ntsecurity.nu ) можно загрузить утилиту GrabitAII , представленную как средство для перенаправления трафика между сетевыми хостами. Однако элементарная проверка работоспособности утилиты GrabitAII показывает, что до полного успеха в реализации ее функций еще далеко.
Ложная маршрутизация
Чтобы перехватить сетевой трафик, злоумышленник может подменить реальный IP-адрес сетевого маршрутизатора своим IP-адресом, выполнив это, например, с помощью фальсифицированных ICMP-сообщений Redirect. Полученное сообщение Redirect хост А должен, согласно документу RFC-1122, воспринять как ответ на дейтаграмму, посланную другому хосту, например, В. Свои действия на сообщение Redirect хост А определяет, исходя из содержимого полученного сообщения Redirect, и если в Redirect задать перенаправление дейтаграмм из А в В по новому маршруту, именно это хост А и сделает.
Для выполнения ложной маршрутизации злоумышленник должен знать некоторые подробности об организации локальной сети, в которой находится хост А, в частности, IP-адрес маршрутизатора, через который отправляется трафик из хоста А в В. Зная это, злоумышленник сформирует IP-дейтаграмму, в которой IP-адрес отправителя определен как IP-адрес маршрутизатора, а получателем указан хост А. Также в дейтаграмму включается сообщение ICMP Redirect с полем адреса нового маршрутизатора, установленным как IP-адрес компьютера злоумышленника. Получив такое сообщение, хост А будет отправлять все сообщения по IP-адресу компьютера злоумышленника.
Для защиты от такой атаки следует отключить (например, с помощью брандмауэра) на хосте А обработку сообщений ICMP Redirect, а выявить IP-адрес компьютера злоумышленника может команда tracert (в Unix это команда tracerout). Эти утилиты способны найти появившийся в локальной сети дополнительный, непредусмотренный при инсталляции, маршрут, если конечно администратор сети проявит бдительность.
Приведенное выше примеры перехватов (которыми возможности злоумышленников далеко не ограничиваются) убеждают в необходимости защиты данных, передаваемых по сети, если в данных содержится конфиденциальная информация. Единственным методом защиты от перехватов сетевого трафика является использование программ, реализующих криптографические алгоритмы и протоколы шифрования, и позволяющих предотвратить раскрытие и подмену секретной информации. Для решения таких задач криптография предоставляет средства для шифрования, подписи и проверки подлинности передаваемых по защищенным протоколам сообщений
Практическую реализацию всех описанных в Главе 4 криптографических методов защиты обмена информацией предоставляют сети VPN (Virtual Private Network - Виртуальные частные сети). Краткий обзор принципов и методов криптографической защиты можно найти в Приложении Е, а в приводится подробное описание средств криптографической защиты, предоставляемых приложением PGP Desktop Security (http://www.pgp.com ).
Перехват TCP-соединения
Наиболее изощренной атакой перехвата сетевого трафика следует считать захват TCP-соединения (TCP hijacking), когда хакер путем генерации и отсылки на атакуемых хост TCP-пакетов прерывает текущий сеанс связи с хостом. Далее, пользуясь возможностями протокола TCP по восстановлению прерванного TCP-соединения, хакер перехватывает прерванный сеанс связи и продолжает его вместо отключенного клиента.
Для выполнения атак перехвата TCP-соединения создано несколько эффективных утилит, однако все они реализованы для платформы Unix, и на сайтах Web эти утилиты представлены только в виде исходных кодов. Таким образом, нам, как убежденным практикам в благородном деле хакинга, от атак методом перехвата TCP-соединения проку не много. (Любители разбираться в чужом программном коде могут обратиться к сайту http://www.cri.cz/~kra/index.html , где можно загрузить исходный код известной утилиты перехвата TCP-соединения Hunt от Павла Крауза (Pavel Krauz)).
Несмотря на отсутствие практических инструментов, мы не можем обойти стороной такую интересную тему, как перехват TCP-соединений, и остановимся на некоторых аспектах таких атак. Некоторые сведения о структуре TCP-пакета и порядке установления TCP-соединений приведены в Приложении D этой книги, здесь же основное внимание мы уделим такому вопросу - что же именно позволяет хакерам выполнять атаки перехвата TCP-соединений? Рассмотрим эту тему подробнее, опираясь, в основном, на обсуждение в и .
Протокол TCP (Transmission Control Protocol - Протокол управления передачей) является одним из базовых протоколов транспортного уровня OSI, позволяющим устанавливать логические соединения по виртуальному каналу связи. По этому каналу передаются и принимаются пакеты с регистрацией их последовательности, осуществляется управление потоком пакетов, организовывается повторная передача искаженных пакетов, а в конце сеанса канал связи разрывается. Протокол TCP является единственным базовым протоколом из семейства TCP/IP, имеющим продвинутую систему идентификации сообщений и соединения.
Для идентификации TCP-пакета в TCP-заголовке существуют два 32-разрядных идентификатора, которые также играют роль счетчика пакетов, называемых порядковым номером и номером подтверждения. Также нас будет интересовать еще одно поле TCP-пакета, называемое управляющими битами. Это поле размером 6 бит включает следующие управляющие биты (в порядке слева направо):
URG - флаг срочности;
АСК - флаг подтверждения;
PSH - флаг переноса;
RST - флаг переустановки соединения;
SYN - флаг синхронизации;
FIN - флаг завершения соединения.
Рассмотрим порядок создания TCP-соединения.
1. Если хосту А необходимо создать TCP-соединение с хостом В, то хост А посылает хосту В следующее сообщение:
А -> В: SYN, ISSa
Это означает, что в передаваемом хостом А сообщении установлен флаг SYN (Synchronize sequence number - Номер последовательности синхронизации), а в поле порядкового номера установлено начальное 32-битное значение ISSa (Initial Sequence Number - Начальный номер последовательности).
2. В ответ на полученный от хоста А запрос хост В отвечает сообщением, в котором установлен бит SYN и установлен бит АСК. В поле порядкового номера хост В устанавливает свое начальное значение счетчика - ISSb; поле номера подтверждения будет при этом содержать значение ISSa, полученное в первом пакете от хоста А, увеличенное на единицу. Таким образом, хост В отвечает таким сообщением:
В -> A: SYN, АСК, ISSb, ACK(ISSa+1)
3. Наконец, хост А посылает сообщение хосту В, в котором: установлен бит АСК ; поле порядкового номера содержит значение ISSa + 1 ; поле номера подтверждения содержит значение ISSb + 1 . После этого TCP-соединение между хостами А и В считается установленным:
А -> В: АСК, ISSa+1, ACK(ISSb+1)
4. Теперь хост А может посылать пакеты с данными на хост В по только что созданному виртуальному TCP-каналу:
А -> В: АСК, ISSa+1, ACK(ISSb+1); DATA
Здесь DATA обозначает данные.
Из рассмотренного выше алгоритма создания TCP-соединения видно, что единственными идентификаторами TCP-абонентов и TCP-соединения являются два 32-битных параметра порядкового номера и номера подтверждения - ISSa и ISSb . Следовательно, если хакеру удастся узнать текущие значения полей ISSa и ISSb , то ему ничто не помешает сформировать фальсифицированный TCP-пакет. Это означает, что хакеру достаточно подобрать текущие значения параметров ISSa и ISSb пакета TCP для данного TCP-соединения, послать пакет с любого хоста Интернета от имени клиента данного TCP-подключения, и данный пакет будет воспринят как верный!
Опасность такой подмены TCP-пакетов важна и потому, что высокоуровневые протоколы FTP и TELNET реализованы на базе протокола TCP, и идентификация клиентов FTP и TELNET-пакетов целиком основана на протоколе TCP.
К тому же, поскольку протоколы FTP и TELNET не проверяют IР-адреса отправителей сообщений, то после получения фальсифицированного пакета серверы FTP или TELNET отправят ответное сообщение по указанному в ложном пакете IP-адресу хакерского хоста. После этого хакерский хост начнет работу с сервером FTP или TELNET со своего IР-адреса, но с правами легально подключившегося пользователя, который, в свою очередь, потеряет связь с сервером из-за рассогласования счетчиков.
Таким образом, для осуществления описанной выше атаки необходимым и достаточным условием является знание двух текущих 32-битных параметров ISSa и ISSb , идентифицирующих TCP-соединение. Рассмотрим возможные способы их получения. В случае, когда хакерский хост подключен к атакуемому сетевому сегменту, задача получения значений ISSa и ISSb является тривиальной и решается путем анализа сетевого трафика. Следовательно, надо четко понимать, что протокол TCP позволяет в принципе защитить соединение только в случае невозможности перехвата атакующим сообщений, передаваемых по данному соединению, то есть только в случае, когда хакерский хост подключен к сетевому сегменту, отличному от сегмента абонента TCP-соединения.
Поэтому наибольший интерес для хакера представляют межсегментные атаки, когда атакующий и его цель находятся в разных сегментах сети. В этом случае задача получения значений ISSa и ISSb не является тривиальной. Для решения данной проблемы ныне придумано только два способа.
Математическое предсказание начального значения параметров TCP-соединения экстраполяцией предыдущих значений ISSa и ISSb .
Использование уязвимостей по идентификации абонентов TCP-соединения на rsh-серверах Unix.
Первая задача решается путем углубленных исследований реализации протокола TCP в различных операционных системах и ныне имеет чисто теоретическое значение. Вторая проблема решается с использованием уязвимостей системы Unix по идентификации доверенных хостов. (Доверенным по отношению к данному хосту А называется сетевой хост В , пользователь которого может подключиться к хосту А без аутентификации с помощью r-службы хоста А ). Манипулируя параметрами TCP-пакетов, хакер может попытаться выдать себя за доверенный хост и перехватить TCP-соединение с атакуемым хостом.
Все это очень интересно, но практические результаты такого рода изысканий еще не видны. Поэтому всем желающим углубиться в эту тему советуем обратиться к книге , откуда, в основном, были взяты изложенные выше сведения.
Заключение
Перехват сетевых данных представляет собой наиболее эффективный метод сетевого хакинга, позволяющий хакеру получить практически всю информацию, циркулирующую по сети. Наибольшее практическое развитие получили средства снифинга, т.е. прослушивания сетей; однако нельзя обойти вниманием и методы перехвата сетевых данных, выполняемые с помощью вмешательства в нормальное функционирование сети с целью перенаправления трафика на хакерский хост, в особенности методы перехвата TCP-соединений. Однако на практике последние упомянутые методы пока еще не получили достаточного развития и нуждаются в совершенствовании.
Антихакер должен знать, что единственным спасением от перехвата данных является их шифрование, т.е. криптографические методы защиты. Посылая по сети сообщение, следует заранее предполагать, что кабельная система сети абсолютно уязвима, и любой подключившийся к сети хакер сможет выловить из нее все передаваемые секретные сообщения. Имеются две технологии решения этой задачи - создание сети VPN и шифрование самих сообщений. Все эти задачи очень просто решить с помощью пакета программ PGP Desktop Security (ее описание можно найти, например, в ).
Многим пользователям компьютерных сетей, в общем-то, незнакомо такое понятие как «сниффер». Что такое сниффер, попытаемся и определить, говоря простым языком неподготовленного пользователя. Но для начала все равно придется углубиться в предопределение самого термина.
Сниффер: что такое sniffer с точки зрения английского языка и компьютерной техники?
На самом деле определить сущность такого программного или программно-аппаратного комплекса вовсе несложно, если просто перевести термин.
Это название происходит от английского слова sniff (нюхать). Отсюда и значение русскоязычного термина «сниффер». Что такое sniffer в нашем понимании? «Нюхач», способный отслеживать использование сетевого трафика, а, проще говоря, шпион, который может вмешиваться в работу локальных или интернет-ориентированных сетей, извлекая нужную ему информацию на основе доступа через протоколы передачи данных TCP/IP.
Анализатор трафика: как это работает?
Оговоримся сразу: сниффер, будь он программным или условно-программным компонентом, способен анализировать и перехватывать трафик (передаваемые и принимаемые данные) исключительно через сетевые карты (Ethernet). Что получается?
Сетевой интерфейс не всегда оказывается защищенным файрволлом (опять же - программным или «железным»), а потому перехват передаваемых или принимаемых данных становится всего лишь делом техники.
Внутри сети информация передается по сегментам. Внутри одного сегмента предполагается рассылка пакетов данных абсолютно всем устройствам, подключенным к сети. Сегментарная информация переадресуется на маршрутизаторы (роутеры), а затем на коммутаторы (свитчи) и концентраторы (хабы). Отправка информации производится путем разбиения пакетов, так что конечный пользователь получает все части соединенного вместе пакета совершенно из разных маршрутов. Таким образом «прослушивание» всех потенциально возможных маршрутов от одного абонента к другому или взаимодействие интернет-ресурса с пользователем может дать не только доступ к незашифрованной информации, но и к некоторым секретным ключам, которые тоже могут пересылаться в таком процессе взаимодействия. И тут сетевой интерфейс оказывается совершенно незащищенным, ибо происходит вмешательство третьего лица.
Благие намерения и злоумышленные цели?
Снифферы можно использовать и во вред, и во благо. Не говоря о негативном влиянии, стоит отметить, что такие программно-аппаратные комплексы достаточно часто используются системными администраторами, которые пытаются отследить действия пользователей не только в сети, но и их поведение в интернете в плане посещаемых ресурсов, активированных загрузок на компьютеры или отправки с них.
Методика, по которой работает сетевой анализатор, достаточно проста. Сниффер определяет исходящий и входящий траффик машины. При этом речь не идет о внутреннем или внешнем IP. Самым главным критерием является так называемый MAC-address, уникальный для любого устройства, подключенного к глобальной паутине. Именно по нему происходит идентификация каждой машины в сети.
Виды снифферов
Но и по видам их можно разделить на несколько основных:
- аппаратные;
- программные;
- аппаратно-программные;
- онлайн-апплеты.
Поведенческое определение присутствия сниффера в сети
Обнаружить тот же сниффер WiFi можно по нагрузке на сеть. Если видно, что передача данных или соединение находится не на том уровне, какой заявляется провайдером (или позволяет роутер), следует обратить на это внимание сразу.
С другой стороны, провайдер тоже может запустить программный сниффер для отслеживания трафика без ведома пользователя. Но, как правило, юзер об этом даже не догадывается. Зато организация, предоставляющая услуги связи и подключения к Интернету, таким образом гарантирует пользователю полную безопасность в плане перехвата флуда, самоустанавливающихся клиентов разнородных троянов, шпионов и т.д. Но такие средства являются скорее программными и особого влияния на сеть или пользовательские терминалы не оказывают.
Онлайн-ресурсы
А вот особо опасным может быть анализатор трафика онлайн-типа. На использовании снифферов построена примитивная система взлома компьютеров. Технология в ее самом простейшем варианте сводится к тому, что изначально взломщик регистрируется на определенном ресурсе, затем загружает на сайт картинку. После подтверждения загрузки выдается ссылка на онлайн-сниффер, которая пересылается потенциальной жертве, например, в виде электронного письма или того же SMS-сообщения с текстом вроде «Вам пришло поздравление от того-то. Чтобы открыть картинку (открытку), нажмите на ссылку».
Наивные пользователи кликают по указанной гиперссылке, в результате чего активируется опознавание и передача внешнего IP-адреса злоумышленнику. При наличии соответствующего приложения он сможет не только просмотреть все данные, хранимые на компьютере, но и с легкостью поменять настройки системы извне, о чем локальный пользователь даже не догадается, приняв такое изменение за воздействие вируса. Да вот только сканер при проверке выдаст ноль угроз.
Как защититься от перехвата данных?
Будь то сниффер WiFi или любой другой анализатор, системы защиты от несанкционированного сканирования трафика все же есть. Условие одно: их нужно устанавливать только при условии полной уверенности в «прослушке».
Такие программные средства чаще всего называют «антиснифферами». Но если задуматься, это те же самые снифферы, анализирующие трафик, но блокирующие другие программы, пытающиеся получить
Отсюда законный вопрос: а стоит и устанавливать такое ПО? Быть может, его взлом со стороны хакеров нанесет еще больший вред, или оно само заблокирует то, что должно работать?
В самом простом случае с Windows-системами в качестве защиты лучше использовать встроенный брэндмауэр (файрволл). Иногда могут наблюдаться конфликты с установленным антивирусом, но это чаще касается только бесплатных пакетов. Профессиональные покупные или ежемесячно активируемые версии таких недостатков лишены.
Вместо послесловия
Вот и все, что касается понятия «сниффер». Что такое sniffer, думается, уже многие сообразили. Напоследок вопрос остается в другом: насколько правильно такие вещи будет использовать рядовой пользователь? А то ведь среди юных юзеров иногда можно заметить склонность к компьютерному хулиганству. Они-то думают, что взломать чужой «комп» - это что-то вроде интересного соревнования или самоутверждения. К сожалению, никто из них даже не задумывается о последствиях, а ведь определить злоумышленника, использующего тот же онлайн-сниффер, очень просто по его внешнему IP, например, на сайте WhoIs. В качестве местоположения, правда, будет указана локация провайдера, тем не менее, страна и город определятся точно. Ну а потом дело за малым: либо звонок провайдеру с целью блокировки терминала, с которого производился несанкционированный доступ, либо подсудное дело. Выводы делайте сами.
При установленной программе определения дислокации терминала, с которого идет попытка доступа, дело обстоит и того проще. Но вот последствия могут оказаться катастрофическими, ведь далеко не все юзеры используют те хе анонимайзеры или виртуальные прокси-серверы и даже не имеют понятия, в Интернете. А стоило бы поучиться…
Общая схема
Последовательность шагов, которая должна выполнить программа, использующая библиотеку pcap (от PacketCAPture) для выполнения своей задачи, такова:
- Определить сетевой интерфейс, который будет прослушиваться. (В Linux это может быть eth0, в BSD xl1).
- Инициализировать pcap . При этом библиотеке сообщается, на каком интерфейсе мы будем слушать данные. Возможно прослушивание нескольких интерфейсов одновременно (в разных сессиях).
- В случае необходимости создать фильтр (например, нас интересуют только TCP пакеты, приходящие на порт 23), "скомпилировать" этот фильтр и применить к той или иной сессии.
- Перейти в цикл приема пакетов. После этого всякий раз, когда приходит очередной пакет и он проходит через указанный фильтр, вызывается функция, которую нужно заранее определить. Эта функция может выполнять любые действия, которые мы захотим. Она может разбирать пакет и выдавать его пользователю, может сохранять его на диск или вообще ничего не делать.
- По окончании работы нужно закрыть все открытые сессии.
Рассмотрим перечисленные шаги подробно.
Определение интерфейса
Для определения интерфейса, на котором необходимо производить прослушивание, можно воспользоваться двумя способами.
Первый состоит в том, что имя интерфейса задает пользователь. Рассмотрим следующую программу:
#include
Пользователь указывает интерфейс, передавая его имя через первый аргумент нашей программы. Естественно, указываемый пользователем интерфейс должен существовать.
Второй способ - узнать имя интерфейса у самой библиотеки:
#include
В этом случае pcap передает нам имя интерфейса, которым он владеет. В строку errbuf будет передано описание ошибки, если таковая возникнет при исполнении вызова pcap_lookupdev() .
Открытие интерфейса для перехвата пакетов
Для создания сессии перехвата трафика необходимо вызвать функцию pcap_open_live() . Прототип этой функции (из страницы руководства по pcap) выглядит следующим образом:
Pcap_t *pcap_open_live (char *device, int snaplen, int promisc, int to_ms, char *ebuf)
Первый аргумент - имя устройства, которое мы определили на предыдущем шаге. snaplen - целое число, определяющее максимальное количество байт сетевого кадра, которое будет захватываться библиотекой. Если promisc установлен в true, интерфейс переходит в так называемый promiscuous mode (перехватываются пакеты, адресованные другим станциям сети). to_ms - тайм-аут в миллисекундах (в случае, если значение установлено в ноль, чтение будет происходить до первой ошибки, в минус единицу - бесконечно). Наконец, errbuf - строка, в которую мы получим сообщение об ошибке. Функция возвращает хэндл (дескриптор) сессии.
Для демонстрации рассмотрим фрагмент кода:
#include
Здесь открывается интерфейс, имя которого указано в строке somedev , указывается сколько байт пакета захватывать (значение BUFSIZ определено в pcap.h). Сетевой интерфейс переключается в promiscuous режим. Данные будут читаться до тех пор, пока не произойдет ошибка. В случае ошибки можно вывести ее текстовое описание на экран, используя указатель errbuf.
Замечание по поводу перехвата трафика в promiscuous и non-promiscuous режимах: эти два метода очень отличаются. В случае перехвата трафика в non-promiscuous режиме узел получает только тот трафик, который направлен или относится к нему. Только трафик до, от и маршрутизируемый через хост будет перехвачен нашей программой. В promiscuous режиме сетевой интерфейс принимает все пакеты, идущие через кабель. В некоммутируемом окружении это может быть весь сетевой трафик. Его явное преимущество в том, что он предоставляет большее количество пакетов для перехвата, что может быть (или может не быть) полезным, в зависимости от того, для чего вы перехватываете сетевой поток.
Однако, перехват трафика в promiscuous режиме можно обнаружить; другой узел может с высокой точностью определить, используем ли мы promiscuous режим. Кроме того, он работает только в некоммутируемом окружении (таком как концентраторы или коммутаторы, которые затоплены arp пакетами). В третьих, в случае, если сеть сильно загружена, наша программа будет использовать большое количество системных ресурсов.
Фильтрация трафика
Часто перехватчик пакетов нужен для перехвата не всех, а только определенных пакетов. Например, бывают случаи, когда мы хотим перехватывать трафик на 23-тий порт (telnet) в поисках паролей. Или, возможно, мы хотим перехватить файл, которые пересылается по 21-му порту (FTP). Возможно, мы хотим перехватывать только DNS трафик (53-ий порт UDP). В любом случае, очень редко необходимо перехватывать все данные. Для фильтрации трафика предназначены функции pcap_compile() и pcap_setfilter() .
После того, как мы вызвали pcap_open_live() и получили функционирующую сессию перехвата трафика, мы можем применить наш фильтр. Естественно, можно реализовать фильтр вручную, разбирая ETH/IP/TCP заголовки после получения пакета, но использование внутреннего фильтра pcap более эффективно, и кроме того, это проще.
Перед тем тем, как применить фильтр, нужно его "скомпилировать". Выражение для фильтра хранится в обыкновенной строке (массиве символов). Синтаксис таких выражений подробно описан в странице руководства по tcpdump (man tcpdump).
Для компиляции фильтра используется функция pcap_compile() . Ее прототип выглядит следующим образом:
Int pcap_compile(pcap_t *p, struct bpf_program *fp, char *str, int optimize, bpf_u_int32 netmask)
Первый аргумент - хэндл (дескриптор) нашей сессии (pcap_t *handle в предыдущем примере). Следующий аргумент - указатель на область в памяти, где мы будем хранить скомпилированную версию нашего фильтра. Далее идет само выражение фильтра в виде обычной строки. Следующий параметр определяет, нужно ли оптимизировать наше выражение или нет (как обычно, 0 означает "нет", 1 - "да"). Последний параметр - маска сети, к которой применяется наш фильтр. Функция возвращает -1 в случае ошибки, все другие значения говорят о успешном завершении.
После того, как выражение скомпилировано, его нужно применить, что осуществляется с помощью функции pcap_setfilter() . Ее прототип таков:
Int pcap_setfilter(pcap_t *p, struct bpf_program *fp)
Первый аргумент - хэндл(дескриптор) нашей сессии перехвата пакетов, второй - указатель на скомпилированную версию выражения для фильтра (как правило - второй аргумент функции pcap_compile()).
В нижеследующем примере демонстрируется использование фильтра:
#include
Эта программа подготавливает перехватчик для пакетов, идущих на или с 23-го порта, в promiscuous режиме, на интерфейсе eth0. Пример содержит функцию pcap_lookupnet() , которая возвращает сетевой адрес и маску сети для устройства, имя которого передано ей как параметр. Ее использование необходимо, так как для того, чтобы наложить фильтр, мы должны знать адрес и маску сети.
Перехват пакетов
Существуют две техники перехвата пакетов. Можно перехватывать и обрабатывать по одному пакету, а можно работать с группой пакетов, задав специальный цикл, который будет работать, пока pcap не перехватит заданное количество пакетов. Для работы в первом режиме используется функция pcap_next() . Прототип pcap_next() :
U_char *pcap_next(pcap_t *p, struct pcap_pkthdr *h)
Первый аргумент - хэндл нашей сессии, второй - указатель на структуру, в которой будет храниться такая информация о пакете, как время, когда он был перехвачен, длина пакета и длина его отдельной части (например, в случае, если пакет фрагментирован). pcap_next() возвращает указатель u_char на область памяти, где хранится пакет, описанный этой структурой.
Демонстрация использования pcap_next() для перехвата одного пакета:
#include
Эта программа перехватывает пакеты на устройстве, которое возвращает pcap_lookupdev() , переводя его в pormiscuous режим. Она обнаруживает пакет, который идет через 23-ий порт (telnet) и выводит его размер в байтах. Вызов pcap_close() закрывает открытую сессию перехвата.
Альтернативный метод, хотя и более труден для понимания, но, скорее всего, более полезен. Существуют очень мало (если вообще существуют) перехватчиков пакетов, которые используют pcap_next() . В подавляющем большинстве случаев они используют pcap_loop() или pcap_dispatch() (который, в свою очередь, использует pcap_loop()). Для того, чтобы понять использование этих двух функций, нужно понимать идею callback-функций (функций обратного вызова).
Callback-функции - часто использующийся прием программирования. Принцип довольно прост. Предположим, у вас есть программа, которая ожидает какого-либо события. С целью, например, обработки нажатия клавиши. Каждый раз, когда нажимается клавиша, я хочу вызывать функцию, которая обработает это событие. Функция, которую я использую - callback-функция. Каждый раз, когда пользователь нажимает клавишу, моя программа вызовет callback-функцию. Callback-функции используются в pcap , но вместо того, чтобы вызывать их, когда пользователь нажмет на клавишу, pcap вызывает их, когда получает очередной пакет. pcap_loop() и pcap_dispatch() - функции, которые практически одинаково используют механизм callback-функций. Обе вызывают callback-функцию, каждый раз, когда pcap перехватывает пакет, который проходит через фильтр (если, конечно, фильтр скомпилирован и применен к сессии, в противном случае callback-функции передаются все перехваченные пакеты)
Прототип функции pcap_loop():
Int pcap_loop (pcap_t *p, int cnt, pcap_handler callback, u_char *user);
Первый аргумент - хэндл нашей сессии. Следующее целое число говорит pcap_loop() сколько всего пакетов нужно перехватить (отрицательное значение обозначает, что перехват пакетов должен происходить, пока не произойдет ошибка). Третий аргумент - имя callback-функции (только имя, без скобок). Последний аргумент используется в некоторых приложениях, но обычно он просто установлен в NULL. pcap_dispatch() практически идентична, единственная разница в том, как функции обрабатывают таймаут, величина которого задается при вызове pcap_open_live() . pcap_loop() просто игнорирует таймауты, в отличие от pcap_dispatch() . Детали - в man pcap .
Перед тем, как привести пример использования pcap_loop() , мы должны рассмотреть формат нашей callback-функции. Мы не можем произвольно определить прототип callback-функции, так как pcap_loop() не будет знать, что с ней делать. Прототип нашей callback-функции должен быть таким:
Void got_packet (u_char *args, const struct pcap_pkthdr *header, const u_char *packet);
Рассмотрим его подробнее. Первое - функция возвращает пустое значение (void). Это логично, так как pcap_loop() не может знать, что делать с возвращаемым значением. Первый аргумент совпадает с последним аргументом pcap_loop(). Какое бы значение не использовалось как последний аргумент pcap_loop() , оно пробрасывается в качестве первого аргумента callback-функции каждый раз когда она вызывается из pcap_loop() . Второй аргумент - заголовок pcap , который содержит информацию о том, когда был перехвачен пакет, его размер и т.д. Структура pcap_pkthdr определена в pcap.h следующим образом:
Struct pcap_pkthdr { struct timeval ts; // временная метка bpf_u_int32 caplen; // длина захваченной части пакета bpf_u_int32 len; // полная длина пакета };
Последний аргумент callback-функции наиболее интересен. Это указатель на буфер, который и содержит, собственно, весь пакет, перехваченный с помощью pcap_loop() .
Как использовать переменную packet ? Пакет содержит множество атрибутов, так что, как вы можете представить, он на самом деле не строка, а некоторый набор структур (например, пакет TCP/IP будет содержать ethernet-, ip-, tcp-заголовок и сами данные). Параметр packet , имеющий тип u_char , на самом деле сериализованная версия этих структур. Для того, чтобы получить полезные данные из этих структур, мы должны провести некоторые преобразования.
В первую очередь мы должны иметь определенные в программе структуры, которыми мы будем пользоваться. Мы будем использовать следующие структуры (на самом деле мы могли бы взять их напрямую из заголовочных файлов, но названия полей структур изменяются от платформы к платформе, поэтому, в демонстрационных целях используются эти):
Struct sniff_ethernet { u_char ether_dhost; u_char ether_shost; u_short ether_type; /* IP? ARP? RARP? etc */ }; // IP заголовок struct sniff_ip { #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN u_int ip_hl:4, ip_v:4; #endif #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN u_int ip_v:4, /* version */ ip_hl:4; /* header length */ #endif /* not _IP_VHL */ u_char ip_tos; u_short ip_len; u_short ip_id; u_short ip_off; #define IP_RF 0x8000 /* reserved fragment flag */ #define IP_DF 0x4000 /* dont fragment flag */ #define IP_MF 0x2000 /* more fragments flag */ #define IP_OFFMASK 0x1fff /* mask for fragmenting bits */ u_char ip_ttl; /* time to live */ u_char ip_p; /* protocol */ u_short ip_sum; /* checksum */ struct in_addr ip_src,ip_dst; /* source and dest address */ }; struct sniff_tcp { u_short th_sport; u_short th_dport; tcp_seq th_seq; /* sequence number */ tcp_seq th_ack; /* acknowledgement number */ #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN u_int th_x2:4, /* (unused) */ th_off:4; /* data offset */ #endif #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN u_int th_off:4, /* data offset */ th_x2:4; /* (unused) */ #endif u_char th_flags; #define TH_FIN 0x01 #define TH_SYN 0x02 #define TH_RST 0x04 #define TH_PUSH 0x08 #define TH_ACK 0x10 #define TH_URG 0x20 #define TH_ECE 0x40 #define TH_CWR 0x80 #define TH_FLAGS \ (TH_FIN|TH_SYN|TH_RST|\ TH_ACK|TH_URG|TH_ECE|TH_CWR) u_short th_win; /* window */ u_short th_sum; /* checksum */ u_short th_urp; /* urgent pointer */ };
Если используются описания структур из стандартных заголовочных файлов, то иногда для того, чтобы программа, использующая описание TCP-заголовка, откомпилировалась без ошибок, нужно определить символ _BSD_SOURCE , перед подключением заголовочных файлов. Альтернативный способ - определить структуры, описывающие TCP-заголовок, вручную.
pcap , естественно, использует точно такие же структуры, когда перехватывает пакеты. Затем он просто создает u_char строку (буфер) и копируют данные из структур в нее. Как разобрать строку обратно на структуры? Это легко делается с помощью указателей и преобразований типов.
Сначала объявим переменные, которые нам нужны для разбора u_char пакета на отдельные заголовки:
Const struct sniff_ethernet *ethernet; const struct sniff_ip *ip; const struct sniff_tcp *tcp; const char *payload; int size_ethernet = sizeof(struct sniff_ethernet); int size_ip = sizeof(struct sniff_ip); int size_tcp = sizeof(struct sniff_tcp);
Теперь делаем преобазование типов:
Ethernet = (struct sniff_ethernet*)(packet); ip = (struct sniff_ip*)(packet + size_ethernet); tcp = (struct sniff_tcp*)(packet + size_ethernet + size_ip); payload = (u_char *)(packet + size_ethernet + size_ip + size_tcp);
После этого мы можем обращаться к полям всех структур обычным образом, например:
If (tcp->th_flags & TH_URG) { ... }; ... printf("TTL = %d\n", ip->ip_ttl);
Завершение работы
По завершении работы нужно закрыть сессию. Это делается с помощью функции pcap_close() .
Кроме подключения к каналу передачи данных, мопитор должен иметь эффективный способ идентифицировать, какие IP-иакеты перехватывать при их поступлении. Протоколы прикладного уровня Обычно связапы с определенным ТСР-пор- том, например, HTTP использует порг 80. Для отслеживания НТТР-трафика монитор пакетов может ограничиться учетом ТСР-трафика на порту 80. Такое решение может быть принято для каждого конкретного пакета путем анализа поля протокола в IP-заголовке и номеров портов источника и места назначения в TCP- заголовке. Однако выделить весь НТТР-трафик достаточно трудно. Некоторые Web-сайты не используют данный порт, а порты 8000 или 8080. Кроме того, некоторые приложения могут взаимодействовать через порт 80, используя другой протокол. Хотя порты выделяются определенным приложениям, разработчик приложения или системный администратор могут игнорировать эти указания и задействовать порт 80 для приложения, использующего другой протокол.
Кроме того, в Web имеется протокол HTTPS, использующий порт 443. Мопитор пакетов может захватить HTTPS-трафик путем отслеживания ТСР-трафика, содержащего в качестве номера порта источника и места назначения порт 443. Однако данные, передаваемые через HTTPS, зашифрованы с применением Secure Socket Layer (SSL). Монитор не может идентифицировать НТТР-сообщения, передаваемые через эти ТСР-соедииения. Однако может перехватывать ТСР-трафик на порту 443 с целью расчета основных статистических показателей, таких как число соединений и байтов, передаваемых с помощью HTTPS. Другие передачи, инициированные Web-браузером, могут использовать другие протоколы прикладного уровня. В некоторых случаях этот трафик может перехватываться путем мониторинга портов, выделенных этим протоколам. Однако ряд приложений использует протоколы, которые динамически назначают номера порто» при передаче данных. Например, клиент и сервер File Transfer Protocol (FTP) могут динамически выбирать номер порта для ТСР-соединеиия, используемого для передачи данных. Аналогично многие протоколы для передачи мультимедийных потоков Обычно не используют определенные номера портов для передачи данных аудио и видео, о чем подробнее будет говориться далее в разделе 14.4.4.
Перехват трафика с определенными IP- и TCP-заголовками требует применения фильтра к IP-пакетам по мере их поступления. Как Можно более ранняя фильтрация пакетов сокращает издержки, связанные с копированием и обработкой пакетов, которые будут затем отвергнуты. Мопитор пакетов может иметь специальное аннаратное обеспечение, которое осуществляет классификацию пакетов при их приеме сетевой картой. Если аннаратная поддержка отсутствует, пакеты могут отфильтровываться операционной системой или приложением. Большое число программ мониторинга пакетов основывается на ипструмепталыюм средстве tcpdump
LJLM, Tcpj на основе фильтра пакетов Berkeley Packet Filter (BPF) }