20199112 2019-2020-2 《网络攻防实践》第 4 周作业
实践内容及过程
网络嗅探技术定义
网络嗅探（Sniff）是一种黑客常用的窃听技术，它利用计算机的网络接口截获目的地为其他计算机的数据报文，以监听数据流中所包含的用户账户密码或私密信息等。
网络嗅探的危害和作用
危害：
- 被动地、静默地嗅探数据，窃取机密信息；
- 嗅探底层网络协议信息，为发起进一步攻击收集信息；
- 为攻击者进行中间人攻击提供帮助；
- 隐蔽性强，难以被发现。
应用价值：
- 网络管理员可以找出网络中的潜在问题，并加以解决；
- 为网络入侵检测系统提供底层数据来源基础，捕获原始网络传输报文，由检测系统发现入侵迹象；
- 开发网络应用的程序员，可用于实际捕获与分析所开发应用程序的网络报文收发情况，并对之进行分析。
网络嗅探技术与工具分类
| 按照所监听的链路层网络分类 | 按照实现形式分类 |
|---|---|
| 以太网、Wi-Fi | 软件嗅探器、硬件嗅探器 |
以太网
以太网是一种计算机局域网技术。IEEE 组织的 IEEE 802.3 标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。以太网是目前应用最普遍的局域网技术，取代了其他局域网技术如令牌环、FDDI 和 ARCNET。
类 Unix 平台网络嗅探器软件
（1）libpcap 抓包开发库
libpcap 是类 Unix 平台上基于内核态 BPF 向应用程序提供的标准抓包开发库。
（2）tcpdump 嗅探器软件
tcpdump 是最老的也是最通用的嗅探器程序。它提供命令行模式，支持使用 BFP 语法的过滤条件进行网络上数据包的选择性嗅探，然后进行 TCP/IP 协议栈的协议分析，并以每行一个数据包捕获内容的方式呈现嗅探结果。
（3）wireshark 嗅探器软件
wireshark 是当前类 Unix 平台下最好的基于图形界面的嗅探器软件。
Tcpdump 嗅探器软件
TCPDump 可以将网络中传送的数据包完全截获下来提供分析。它支持针对网络层、协议、主机、网络或端口的过滤，并提供 and、or、not 等逻辑语句来帮助你去掉无用的信息。
网络嗅探的检测
- 在同一主机上，可以检查网卡是否运行在混杂模式下，来发现正在进行监听的嗅探器；
- 基于混杂模式下操作系统和协议栈的不同特性，来检测出网络中其他主机上的嗅探器。
网络嗅探器的防范措施
- 采用安全的网络拓扑，尽量采用交换式网络，并通过在交换机上设置 VLAN 等技术手段，对网络进行合理的分段，从而尽量使得网络包只被转发到目的主机上；
- 用静态 ARP 或者 MAC-端口 映射表代替动态机制；
- 重视网络数据传输的集中位置点的安全防范，如网关、路由器、交换机等；
- 避免使用明文传输口令或敏感信息的网络协议，而使用加密及安全增强的网络协议进行替代。
实践：Tcpdump
使用 Tcpdump 对在本机上访问 www.tianya.cn 网站过程进行嗅探，回答问题：浏览器将访问多少个 Web 服务器？它们的 IP 地址是什么？
打开终端，输入以下命令：
sudo tcpdump -nn '(tcp[tcpflags] & tcp-syn !=0 and tcp[tcpflags] & tcp-ack!=0) and (host 192.168.1.12)'
其中 192.168.1.12 是本机的 IP 地址，上述命令抓取 SYN 和 ACK 不为 0 的数据包，关于二者的含义详见参考文献。
输入命令后，浏览器访问 www.tianya.cn ，终端有如下输出：
可知访问的 Web 服务器有：
| IP | 位置 |
|---|---|
| 124.225.65.154 | 海南省海口市 电信 |
| 124.225.214.206 | 海南省海口市 电信 |
| 106.120.159.126 | 北京市 电信 |
| 124.225.135.230 | 海南省三亚市 电信 |
| 103.79.25.53 | 北京市海淀区 BGP多线 |
| 218.77.130.200 | 海南省海口市 电信 |
| 124.225.214.214 | 海南省海口市 电信 |
网络协议分析技术原理
- 首先网络嗅探得到的原始数据是在链路层传输的二进制数据包，大多数情况是以太网数据帧；
- 对以太网数据帧进行结构分析，定位出帧头各字段结构，根据帧头的 type 字段确定网络层协议类型，大多数情况是 IP 协议，并提取数据帧中包含的网络层数据内容；
- 进一步对 IP 数据包进行分析，如果设置了分位片，则进行 IP 分片重组，根据 IP 协议头中的 Protocol 字段，确定传输层协议类型，通常情况是 TCP 或 UDP，并提取 IP 数据包中的传输层数据内容；
- 继续根据 TCP 或 UDP 的目标端口确定具体的应用层协议，如 http、ftp、telnet 等协议数据包，并对 TCP 或 UDP 数据包进行拼接重组，得到应用层特定协议的应用交互内容；
- 依据相应的应用层协议对数据进行整合恢复，得到实际传输的数据。
Wireshark
Wireshark（前称 Ethereal）是一个网络封包分析软件。网络封包分析软件的功能是撷取网络封包，并尽可能显示出最为详细的网络封包资料。Wireshark 使用 WinPCAP 作为接口，直接与网卡进行数据报文交换。在过去，网络封包分析软件是非常昂贵的，或是专门属于盈利用的软件。Ethereal 的出现改变了这一切。在 GNUGPL 通用许可证的保障范围底下，使用者可以以免费的代价取得软件与其源代码，并拥有针对其源代码修改及客制化的权利。Ethereal 是全世界最广泛的网络封包分析软件之一。
实践：Wireshark
使用 Wireshark 软件对在本机上以 telnet 方式登录 BBS 进行嗅探与协议分析，回答：
- 你所登录的 BBS 服务器的 IP 地址与端口各是什么？
- telnet 协议是如何向服务器传送你输入的用户名及登录口令的？
- 如何利用 Wireshark 分析嗅探的数据包，并从中获取你的登录名及登录口令？
打开 Wireshark，开启捕获。
打开终端，输入以下命令访问复旦大学 BBS：
telnet bbs.fudan.edu.cn
抓包结果：
由上可知，服务器 IP 为 202.120.225.9，端口为 23
Telnet 使用明文传输用户名和密码。
在终端中，使用“guest”用户登录 BBS。
在 Wireshark 的过滤规则中输入 telnet，可查看所有使用该协议的数据包，如下图，依次可找到 Data 项中刚才登录的 “guest” 用户名字符串（单字符传送）：
其他字符数据截图省略。
取证分析实践：解码网络扫描
下载老师提供的 pcap 包，使用 Wireshark 打开，依次打开 Statistics - Conversations
可知，攻击机 IP：172.31.4.178，网络扫描的目标 IP：172.31.4.188
打开 kali 实验环境，安装 snort 工具，对上述 pcap 包进行入侵检测：
sudo apt-get install snort
给予所有权限：
sudo chmod 777 /etc/snort/snort.conf
进入 pcap 包所在目录后，执行：
sudo snort -A console -q -u snort -c /etc/snort/snort.conf -r listen.pcap
由此可见，攻击机使用 nmap 扫描目标网络。
以下对扫描过程进行分析：
首先筛选 ARP 数据包，下图中第5、6、7、8号数据包之间没有额外的其他数据包，所以可以知道这是采用 namp -sP 探测活跃主机。
接下来筛选 tcp.port == 57738 and tcp.flags.syn == 1 and tcp.flags.ack == 0 ，表示tcp 端口 57738 发送 tcp 请求但无回应。此次扫描基本囊括了靶机上的所有协议和服务，所以猜测是进行了 namp -O扫描靶机上安装的操作系统。
如下图，第三次扫描大致的往返包是 12W，大致扫描了 6W 个端口。由于 nmap 默认只能扫描 1000 个端口，因此可以猜测第三次扫描应该是用命令 nmap -sS 人为指定端口数量。
筛选 tcp.port == 23（23 为 telnet 端口）过滤文件数据。发现攻击机对靶机进行 4 次扫描过程。不难看出在第一、二、三次扫描都只是建立了连接就结束了，但在第四次扫描的时候出现了 telnet 连接；如果使用命令 tcp.port == 22（22 为 ssh 端口）同样可知第一、二、三次都是建立连接，第四次出现了 ssh 连接，所以猜测第四次 nmap 扫描使用了命令 nmap -sV 探测靶机上开放的网络服务。
确定端口：筛选 tcp.flags.syn == 1 and tcp.flags.ack == 1 ，可以得到：
端口有：21、22、23、25、53、80、139、445、3306、5432、8009、8180
确定操作系统：
首先安装 p0f：
sudo apt-get install p0f
使用以下命令探测：
sudo p0f -r listen.pcap
由上图可知，系统为 Linux 2.6.x
攻防对抗实践
kali 攻击机 IP：192.168.237.128
靶机 IP：192.168.119.128
靶机监控：sudo tcpdump -i eth0 -w dump.pcap
攻击机攻击：sudo nmap -sP 192.168.119.128
靶机查看日志：sudo tcpdump -r dump.pcap
上图中“who-has”字段内容表示靶机被探测了主机活跃状态。
学习中遇到的问题及解决
Q：系统没有 telnet
A：通过 brew install telnet 安装
Q：由于网络原因，包管理工具 Homebrew 无法正常安装
A：换源安装：Homebrew 国内一步安装
Q：telnet 访问复旦大学 BBS 出现乱码
A：终端设置中选择中文编码
Q：博客园上传的图片有时候无法正常显示
A：可能是图床服务器出现了问题，考虑更换图床：https://sm.ms
实践总结
本次实践内容是有一定难度的，需要很多计算机网络方面的专业知识，否则很难去理解每一步的含义。
