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详谈调用winpcap驱动写arp多功能工具

简介:
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  一、winpcap驱动简介


winpcap(windows packet capture)是windows平台下一个免费,公共的网络访问系统。
(编者注:WinpCap开发包可以到以下两个网址下载: (1)http://winpcap.polito.it/ , (2)VC知识库工具栏目 )

开发winpcap这个项目的目的在于为win32应用程序提供访问网络底层的能力。它提供了以下的各项功能:
1> 捕获原始数据报,包括在共享网络上各主机发送/接收的以及相互之间交换的数据报;
2> 在数据报发往应用程序之前,按照自定义的规则将某些特殊的数据报过滤掉;
3> 在网络上发送原始的数据报;
4> 收集网络通信过程中的统计信息。

winpcap的主要功能在于独立于主机协议(如TCP-IP)而发送和接收原始数据报。也就是说,winpcap不能阻塞,过滤或控制其他应用程序数据报的发收,它仅仅只是监听共享网络上传送的数据报。因此,它不能用于QoS调度程序或个人防火墙。

目前,winpcap开发的主要对象是windows NT/2000/XP,这主要是因为在使用winpcap的用户中只有一小部分是仅使用windows 95/98/Me,并且M$也已经放弃了对win9x的开发。因此本文相关的程序T-ARP也是面向NT/2000/XP用户的。其实winpcap中的面向9x系统的概念和NT系统的非常相似,只是在某些实现上有点差异,比如说9x只支持ANSI编码,而NT系统则提倡使用Unicode编码。

本文讨论的是packet.dll所提供的各种函数,因为它们完全可以实现本文所希望的各项要求。但是如果你有其他特别的或更高级的要求,winpcap也提供了另一个动态连接库wpcap.dll。虽然wpcap.dll依靠于packet.dll,但是它却提供了一种更简单,直接,有力的方法来更好的利用编程环境。比如捕获一个数据报,创建一个数据报过滤装置或将监听到的数据报转存到某个文件等,wpcap.dll都会为你提供更加安全的实现方法。

 二、Packet.dll相关数据结构及函数 

本文的目的之一在于介绍如何利用winpcap驱动写ARP工具,因此有必要介绍一些相关的数据结构和函数,要不然看着一行行代码和函数,也许会有些不知所云。

首先介绍一些相关的数据结构:
1. typedef struct _ADAPTER ADAPTER //描述一个网络适配器;
2. typedef struct _PACKET PACKET //描述一组网络数据报的结构;
3. typedef struct NetType NetType //描述网络类型的数据结构;
4. typedef struct npf_if_addr npf_if_addr //描述一个网络适配器的ip地址;
5. struct bpf_hdr //数据报头部;
6. struct bpf_stat //当前捕获数据报的统计信息。

下面,将介绍T-ARP用到的各个函数,他们都是在packet.dll中定义的:
1> LPPACKET PacketAllocatePacket(void)
如果运行成功,返回一个_PACKET结构的指针,否则返回NULL。成功返回的结果将会传送到PacketReceivePacket()函数,接收来自驱动的网络数据报。

2> VOID PacketCloseAdapter(LPADAPTER lpAdapter)
关闭参数中提供的网络适配器,释放相关的ADAPTER结构。

3> VOID PacketFreePacket(LPPACKET lpPacket)
释放参数提供的_PACKET结构。

4> BOOLEAN PacketGetAdapterNames(LPSTR pStr,PULONG BufferSize)
返回可以得到的网络适配器列表及描述。

5> BOOLEAN PacketGetNetInfoEx(LPTSTR AdapterNames,npf_ip_addr *buff, PLONG NEntries)
返回某个网络适配器的全面地址信息。
其中npf_ip_addr结构包含:IPAddress,SubnetMask,Broadcast
IPAddress: ip地址
SubnetMask: 子网掩码
Broadcast: 广播地址

6> BOOLEAN PacketGetNetType(LPADAPTER AdapterObject, NetType *type)
返回某个网络适配器的MAC类型。
NetType结构里包含了LinkSpeed(速度)和LinkType(类型)。其中LinkType包含以下几种情况:
NdisMedium802_3: Ethernet(802.3)
NdisMediumWan: WAN
NdisMedium802_5: Token Ring(802.5)
NdisMediumFddi: FDDI
NdisMediumAtm: ATM
NdisMediumArcnet878_2: ARCNET(878.2)

7> BOOLEAN PacketGetStats(LPADAPTER AdapterObject,struct bpf_stat *s)
返回几个关于当前捕获报告的统计信息。
其中bpf_stat结构包含:bs_recv, bs_drop,ps_ifdrop,bs_capt
bs_recv: 从网络适配器开始捕获数据报开始所接收到的所有数据报的数目,包括丢失的数据报;
bs_drop: 丢失的数据报数目。在驱动缓冲区已经满时,就会发生数据报丢失的情况。

8> PCHAR PacketGetVersion()
返回关于dll的版本信息。

9> VOID PacketInitPacket(LPPACKET lpPacket, PVOID Buffer, UINT Length)
初始化一个_PACKET结构。

10> LPADAPTER PacketOpetAdapter(LPTSTR AdapterName)
打开一个网络适配器。

11> BOOLEAN PacketReceivePacket(LPADAPTER AdapterObject,LPPACKET lpPacket,BOOLEAN Sync)
从NPF驱动程序读取网络数据报及统计信息。
数据报编码结构: |bpf_hdr|data|Padding|bpf_hdr|data|Padding|

12> BOOLEAN PacketSendPacket(LPADAPTER AdapterObject,LPPACKET lpPacket, BOOLEAN Sync)
发送一个或多个数据报的副本。

13> BOOLEAN PacketSetBuff(LPADAPTER AdapterObject,int dim)
设置捕获数据报的内核级缓冲区大小。

14> BOOLEAN PacketSetHwFilter(LPADAPTER AdapterObject,ULONG Filter)
为接收到的数据报设置硬件过滤规则。
以下为一些典型的过滤规则:
NDIS_PACKET_TYPE_PROMISCUOUS: 设置为混杂模式,接收所有流过的数据报;
NDIS_PACKET_TYPE_DIRECTED: 只有目的地为本地主机网络适配器的数据报才会被接收;
NDIS_PACKET_TYPE_BROADCAST: 只有广播数据报才会被接收;
NDIS_PACKET_TYPE_MULTICAST: 只有与本地主机网络适配器相对应的多播数据报才会被接收;
NDIS_PACKET_TYPE_ALL_MULTICAST: 所有多播数据报均被接收;
NDIS_PACKET_TYPE_ALL_LOCAL: 所有本地数据报均被接收。

15> BOOLEAN PacketSetNumWrites(LPADAPTER AdapterObject,int nwrites)
设置调用PacketSendPacket()函数发送一个数据报副本所重复的次数。

16> BOOLEAN PacketSetReadTimeout(LPADAPTER AdapterObject,int timeout)
设置在接收到一个数据报后“休息”的时间。

以上就是T-ARP所调用的各个函数,它包含了packet.dll里的大部分函数。如果你想更深层的了解winpcap,请访问相关网站,主页地址: http://winpcap.polito.it

 三、T-ARP功能及原理介绍

准备工作: 
1. 安装winpcap驱动,目前最新的版本为winpcap_3.0_alpha, 稳定版本为winpcap_2.3;
2. 使用ARP欺骗功能前,必须启动ip路由功能,修改(添加)注册表选项:
HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters\IPEnableRouter = 0x1 

选项: 
-m 主机扫描,获得局域网内指定ip段中存活主机的ip地址和mac地址;
-a 反嗅探扫描,获得局域网内指定ip段中嗅探主机的ip地址和mac地址;
-s ARP欺骗,欺骗局域网内指定的两台主机,使其相互发送接收的数据报均通过本地主机;
网络嗅探,如果你选择欺骗的两台主机均是本地主机,那么将会监听到所有流过本地主机的数据报;
IP冲突,如果你选择欺骗的两台主机是同一台非本地主机,那么就会发起ip冲突攻击;
-r 重置被欺骗主机,使被欺骗的两台主机恢复正常的工作状态。

原理及实现过程:
无论什么选项,第一件事就是获得本地主机的mac地址及相关网络设置。我们以一个特殊的ip地址(112.112.112.112)向本地主机发送一个ARP Request(ARP请求)数据报,当本地主机接收到后,就会发送一个ARP Reply(ARP应答)数据报来回应请求,这样我们就可以获得本地主机的mac地址了。至于相关的网络设置可以通过PacketGetNetInfoEx()和PacketGetNetType()获得。

-m 以本地主机的名义(本地主机的ip和mac)向指定ip网段内的所有主机发送广播(ff:ff:ff:ff:ff:ff)ARP Request数据报,存活的主机就会发送ARP Reply数据报,这样就可以获得当前存活主机的列表。因为在很多网关上都对ARP Request做了限制--非内网ip发送的ARP Request数据报不会得到网关的回应,如果你用内网的其他某台主机的ip来发送ARP Request数据报,如果填写的mac地址和相应的ip不合,就会出现ip冲突。所以最好还是用自己的ip和mac地址来发送请求。

-a 以本地主机的名义(本地主机的ip和mac)向指定ip网段内的所有主机发送31位伪广播地址(ff:ff:ff:ff:ff:fe)的ARP Request数据报,只有正在嗅探的主机才会发送ARP Reply数据报,这样就可以获得当前存活主机的列表。嗅探中的win2000系统还会对16位伪广播地址(ff:ff:00:00:00:00)做出回应;而嗅探中的win95/98/me不仅会回应16位伪广播地址,而且也会回应8位伪广播地址(ff:00:00:00:00:00),而*NIX系统对各种广播地址所做出的反应却有些不同。在此我们选择31位伪广播地址,是因为绝大多数的系统在嗅探时都会对它做出回应。而正常状况下的各种系统,都不会对31位伪广播地址做出回应。

-s (ARP欺骗spoof) 需要强调的是在某些局域网(如以太网)内,数据报的发送与接收是基于硬件地址的,这是我们实现欺骗的基础。首先获得指定的两台主机(假设为 A 和 B)的mac地址,然后向A发送ARP Reply数据报,其中的源ip地址为B的ip地址,但是源mac地址却是本地主机的mac地址,这样主机A就会认为主机B的mac地址是本地主机的mac地址,所以主机A发送到主机B的数据报都发送到本地主机了。同理向主机B发送ARP Reply数据报,通知它主机A的mac地址为本地主机的mac地址。这样主机A和主机B就会把目的主机的mac地址理解为本地主机的mac地址,于是他们之间相互发送的数据报都首先到达了本地主机,而先前我们已经将本地主机设置了ip路由功能,系统会自动将数据报转发到真正的目的主机。其间,你就可以监听它们通信的各种数据报了。

-s (网络嗅探sniff) 如果指定的两个目的主机均为本地主机,那么就只是将网络适配器设置为混杂模式,这样就可以监听到流过本地主机网络适配器的各种数据。

-s (ip冲突shock) 如果你选择欺骗的两台主机是同一台非本地主机(假如是主机C),那么就会不断地向主机C发送ARP Reply数据报,报文中的源ip地址就是主机C的ip地址,但是源mac地址却是本地主机的mac地址,因此主机C就会发现有另一台主机同时拥有和自己相同的ip,这就是ip冲突攻击。如果是非xp系统,都会跳出一个ip冲突的提示窗口,而xp系统也会有类似的警告。但是请注意,在主机C的系统事件查看器中,会留下本地主机的mac地址与之冲突的恶心记录,所以你最好不要滥用这个功能。

-r 在实现了ARP欺骗的情况下,向主机A和B发送ARP Reply数据报,通知主机A(B)注意主机B(A)的mac地址为主机B(A)自己的mac地址,这样主机A和B就会更新他们的ARP缓存,实现正常的数据通信。

 四、T-ARP主要代码分析

1> 自定义函数:
int getmine() //发送ARP Request数据报,请求获得本地主机的mac地址;
void getdata(LPPACKET lp,int op) //分类处理接收到的数据报;
DWORD WINAPI sniff(LPVOID no) //将网络适配器设置为混杂模式,接收所有流过的数据报;
DWORD WINAPI sendMASR(LPVOID no) //发送ARP Request数据报,请求获得指定ip的mac地址;
DWORD WINAPI sendSR(LPVOID no) //发送ARP Reply进行ARP欺骗,或是更新主机的ARP缓存。

2> 主要代码分析
printf("\nLibarary Version: %s",PacketGetVersion()); //输出dll的版本信息;

PacketGetAdapterNames((char *)adaptername,&adapterlength) //获得本地主机的网络适配器列表和描述;

lpadapter=PacketOpenAdapter(adapterlist[open-1]); //打开指定的网络适配器;

PacketGetNetType(lpadapter,&ntype) //获得网络适配器的MAC类型;

PacketGetNetInfoEx(adapterlist[open-1],&ipbuff,&npflen) //获得指定网络适配器的相关信息;

rthread=CreateThread(NULL,0,sniff,(LPVOID)&opti,0,&threadrid); //创建一个新线程来监听网络数据报;

PacketSetHwFilter(lpadapter,NDIS_PACKET_TYPE_PROMISCUOUS) //将网络适配器设置为混杂模式,这样才可以监听流过本地主机的数据报;
PacketSetBuff(lpadapter,500*1024) //自定义网络适配器的内核缓存的大小为 500*1024;

PacketSetReadTimeout(lpadapter,1) //设置接收一个数据报后等待的时间为1毫秒;

PacketReceivePacket(lpadapter,lppacketr,TRUE) //在设置为混杂模式后,接收所有的数据报;

sthread=CreateThread(NULL,0,sendMASR,(LPVOID)&opti,0,&threadsid);
sthread=CreateThread(NULL,0,sendSR,(LPVOID)&opti,0,&threadsid); //创建一个新线程发送特定的ARP数据报

PacketSetNumWrites(lpadapter,2) //在发送一个数据报时,重复发送两次;

PacketSendPacket(lpadapter,lppackets,TRUE) //发送自定义数据报;

WaitForSingleObject(sthread,INFINITE); //等待发送ARP数据报的线程结束;

PacketGetStats(lpadapter,&stat) //获得网络适配器的统计信息;

 五、T-ARP源代码


}













本文转hackfreer51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/pnig0s1992/674834,如需转载请自行联系原作者

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