MAC地址與IP地址綁定策略的破解

1 引言

對“IP地址盜用”的解決方案絕大多數(shù)都是采取MAC與IP地址綁定策略，這種做法是十分危險的，將就這個問題進(jìn)行探討。在這里需要聲明的是，是處于對對MAC與IP地址綁定策略安全的憂慮，不帶有任何黑客性質(zhì)。

1.1 為什么要綁定MAC與IP 地址

影響網(wǎng)絡(luò)安全的因素很多，IP地址盜用或地址欺騙就是其中一個常見且危害極大的因素�，F(xiàn)實(shí)中，許多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是基于IP的，比如流量統(tǒng)計(jì)、賬號控制等都將IP地址作為標(biāo)志用戶的一個重要的參數(shù)。如果有人盜用了合法地址并偽裝成合法用戶，網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就可能被破壞、竊聽，甚至盜用，造成無法彌補(bǔ)的損失。

盜用外部網(wǎng)絡(luò)的IP地址比較困難，因?yàn)槁酚善鞯染W(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備一般都會設(shè)置通過各個端口的IP地址范圍，不屬于該IP地址范圍的報(bào)文將無法通過這些互連設(shè)備。但如果盜用的是Ethernet內(nèi)部合法用戶的IP地址，這種網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備顯然無能為力了�！暗栏咭怀�，魔高一丈”，對于Ethernet內(nèi)部的IP地址被盜用，當(dāng)然也有相應(yīng)的解決辦法。綁定MAC地址與IP地址就是防止內(nèi)部IP盜用的一個常用的、簡單的、有效的措施。

1.2 MAC與IP 地址綁定原理

IP地址的修改非常容易，而MAC地址存儲在網(wǎng)卡的EEPROM中，而且網(wǎng)卡的MAC地址是唯一確定的。因此，為了防止內(nèi)部人員進(jìn)行非法IP盜用(例如盜用權(quán)限更高人員的IP地址，以獲得權(quán)限外的信息)，可以將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的IP地址與MAC地址綁定，盜用者即使修改了IP地址，也因MAC地址不匹配而盜用失敗：而且由于網(wǎng)卡MAC地址的唯一確定性，可以根據(jù)MAC地址查出使用該MAC地址的網(wǎng)卡，進(jìn)而查出非法盜用者。mda.com

目前，很多單位的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，尤其是學(xué)校校園網(wǎng)都采用了MAC地址與IP地址的綁定技術(shù)。許多防火墻（硬件防火墻和軟件防火墻）為了防止網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的IP地址被盜用，也都內(nèi)置了MAC地址與IP地址的綁定功能。

從表面上看來，綁定MAC地址和IP地址可以防止內(nèi)部IP地址被盜用，但實(shí)際上由于各層協(xié)議以及網(wǎng)卡驅(qū)動等實(shí)現(xiàn)技術(shù)，MAC地址與IP地址的綁定存在很大的缺陷，并不能真正防止內(nèi)部IP地址被盜用。

2 破解MAC與IP地址綁定策略

2.1 IP地址和MAC地址簡介

現(xiàn)行的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)是一個四層協(xié)議結(jié)構(gòu)，從下往上依次為鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。

Ethernet協(xié)議是鏈路層協(xié)議，使用的地址是MAC地址。MAC地址是Ethernet網(wǎng)卡在Ethernet中的硬件標(biāo)志，網(wǎng)卡生產(chǎn)時將其存于網(wǎng)卡的EEPROM中。網(wǎng)卡的MAC地址各不相同，MAC地址可以唯一標(biāo)志一塊網(wǎng)卡。在Ethernet上傳輸?shù)拿總�報(bào)文都含有發(fā)送該報(bào)文的網(wǎng)卡的MAC地址。

Ethernet根據(jù)Ethernet報(bào)文頭中的源MAC地址和目的MAC來識別報(bào)文的發(fā)送端和接收端。IP協(xié)議應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)層，使用的地址為IP地址。使用IP協(xié)議進(jìn)行通訊，每個IP報(bào)文頭中必須含有源IP和目的IP地址，用以標(biāo)志該IP報(bào)文的發(fā)送端和接收端。在Ethernet上使用IP協(xié)議傳輸報(bào)文時，IP報(bào)文作為Ethernet報(bào)文的數(shù)據(jù)。IP地址對于Ethernet交換機(jī)或處理器是透明的。用戶可以根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的需要為網(wǎng)卡配置一個或多個IP地址。MAC地址和IP地址之間并不存在一一對應(yīng)的關(guān)系。

MAC地址存儲在網(wǎng)卡的EEPROM中并且唯一確定，但網(wǎng)卡驅(qū)動在發(fā)送Ethernet報(bào)文時，并不從EEPROM中讀取MAC地址，而是在內(nèi)存中來建立一塊緩存區(qū)，Ethernet報(bào)文從中讀取源MAC地址。而且，用戶可以通過操作系統(tǒng)修改實(shí)際發(fā)送的Ethernet報(bào)文中的源MAC地址。既然MAC地址可以修改，那么MAC地址與IP地址的綁定也就失去了它原有的意義。

2.2 破解方案

下圖是破解試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。其內(nèi)部服務(wù)器和外部服務(wù)器都提供Web服務(wù)，防火墻中實(shí)現(xiàn)了MAC地址和IP地址的綁定。報(bào)文中的源MAC地址與1P地址對如果無法與防火墻中設(shè)置的MAC地址與1P地址對匹配，將無法通過防火墻。主機(jī)2和內(nèi)部服務(wù)器都是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的合法機(jī)器；主機(jī)1是為了做實(shí)驗(yàn)而新加入的機(jī)器。安裝的操作系統(tǒng)是W2000企業(yè)版，網(wǎng)卡是3Com的。

試驗(yàn)需要修改主機(jī)1中網(wǎng)卡的MAC和IP地址為被盜用設(shè)備的MAC和IP地址。首先，在控制面板中選擇“網(wǎng)絡(luò)和撥號連接”，選中對應(yīng)的網(wǎng)卡并點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇屬性，在屬性頁的“常規(guī)”頁中點(diǎn)擊“配置”按鈕。在配置屬性頁中選擇“高級”，再在“屬性”欄中選擇“Network Address”，在“值”欄中選中輸人框，然后在輸人框中輸人被盜用設(shè)備的MAC地址，MAC地址就修改成功了。