第一篇：关于针对基于ARP伪装技术的IP地址防盗用方案的研究
HR Planning System Integration and Upgrading Research of
A Suzhou Institution
基于ARP伪装技术的IP地址防盗用方案的研究
杜暖男 马莹莹
（平顶山工业职业技术学院，河南平顶山 467001）
1研究背景
众所周之，IP地址的盗用对网络的正常运行是十分有害的。一方面，非法用户盗用合法用户的IP地址以获得特殊的访问权限；另一方面，非法用户盗用未分配的IP地址，对正常的网络运行和应用进行破坏。因此，当前找出在通用网络模型下IP地址防盗用的方法是十分有必要的。
2IP地址防盗用方案模式分析
2.1IP-MAC模型
IP-MAC模型是人们较早提出的一种模型。IP地址盗用的问题归根结底是解决IP地址的唯一性的问题，而在实践中IP地址的唯一性很难保证。正如前面所分析的，在目前日益广泛应用的Linux系统下，用户可以随意地更改所使用的主机的IP地址，因此IP地址的唯一性需要依赖于其他本身具有唯一性的因素来保持。
2.2IP-MAC-USER模型
针对成对修改IP-MAC地址和动态修改IP的IP地址盗用方式，人们提出了IP-MAC-USER模型。
IP-MAC-USER模型的原理是，在采用IP-MAC模型实现IP绑定MAC地址的基础上，在重点、高危险网段实施IP同时绑定MAC地址和用户，即在IP-MAC绑定的同时，检验与IP相对应的用户名和口令，实现IP绑定用户。
这种方案对成对修改IP-MAC地址和动态修改IP的IP地址盗用方式能够进行彻底的防范，是一种普遍防御和重点防范相结合的方案。
IP-MAC-USER模型不能简化为IP-USER模型，那样就会带来大量IP用户管理的麻烦，同时造成网络使用的不便。
2.3IP-MAC-PORT模型
随着共享式以太网向交换式以太网的发展，具有简单网络管理功能的交换机越来越为人们所采用。在这种形势下人们提出了IP-MAC-PORT模型。
IP-MAC-PORT模型的原理是，在交换以太网环境下，将IP地址与MAC地址、主机所连接的交换机端口同时绑定，即在检验（IP，MAC）地址对的同时，检验IP对应的交换机端口。
3基于ARP伪装技术的IP地址防盗用方案
3.1ARP协议分析
ARP（地址解析协议）用于将IP地址映射为硬件地址（MAC地址），它是TCP/IP协议组中的一个非常重要的协议，在OSI七层网络模型中，网络层下面是数据链路层，为了它们可以互通，需要转换协议。ARP（地址解析协议）用于把网络层（第三层）地址映射到数据链路层（第二层）地址，RARP（反向地址解析协议）则反之。
网络层地址是由网络管理员定义的抽象映射，它不去关心下层是哪种数据链路层协议。然而，网络接口只能根据第二层地址来互相通信，第二层地址通过ARP从第三层地址得到。并不是发送每个数据包都需要进行ARP请求，ARP应答被缓存在本地的ARP表中，这样就减少了网络中的ARP包。
3.2ARP伪装技术
利用ARP协议的无认证特性，假设主机Q与X，Y在同一局域网内，Y向X发送ARP应答后，Q伪装成Y，再向X发送一个以
Q应用ARP伪装技术修改X和Y的ARP缓存表后，X和Y发给对方的IP数据报都会发向MAC地址MACq.若MACq为网络内不存在的空MAC地址，则X，Y可以继续向对方发IP数据包，但对方收不到，X，Y之间的网络通信无法实现，本文称之为ARP截断。
基于ARP伪装技术的IP防盗用方法就是采用ARP截断的方法，使IP盗用主机无法进行网络通信，从而实现IP地址防盗用。
3.3应用ARP伪装技术实现IP-MAC模型
随着技术的发展，有些IP盗用者采用修改主机MAC地址的方法，来避开IP防盗用系统。虽然修改MAC并不容易，但IP防盗用系统也应对其防范。
对于修改MAC的盗用方法，可在子网的IP-MAC地址库中增加一项IP开关状态标志，此标志项由用户自行管理，当用户要退出网络时，访问IP-MAC地址库，将分配给他的IP地址所对应的开关状态标志项设置为关闭；当用户重新使用网络时，再次访问IP-MAC地址库将开关状态标志打开。
对于ARP监听模块，在将ARP包中的源IP地址与IP-MAC地址库比对时，增加一个判断IP地址开关状态标志项的进程，如开关状态标志项己关闭，就可判断为修改MAC地址的IP地址盗用，随即调用ARP截断模块。ARP截断模块不必做修改。
在IP防盗用软件运行的系统上开启Web服务，采用JSP技术开发一个B/S模式的Web数据库系统，使用户可以经过必要的用户、口令认证后，用浏览器访问IP-MAC地址库，管理IP地址开关状态标志。
通过以上方案的实施即实现了基于IP-MAC-USER三元素的IP地址防盗用模型，又可对成对修改IP-MAC地址和动态修改IP地址的IP地址盗用方式进行有效地防范。
3.4通过ARP地址欺骗技术防范IP地址盗用
下面以例子的方式说明ARP地址解析和ARP地址欺骗防：
止IP地址盗用。
A机器上运行如下：
C：＼>arp — a
Interface 1 92 1 68 1 0 1 on Interface 0x1 000003
Internet Address PhysicaI Address Type
192.168.10.3 CC—CC—CC—CC—CC—CC dynamic
这是192.168.1 0．1（主机A）上的ARP缓存表，假设A进行一次ping 192.168.10.3（主机C）操作，会查询本地的ARP缓存表，找到C的IP地址对应的MAC地址。以便对传输的帧进行封装，这样就可以进行数据传输，帧的目的MAC地址就是C的MAC地址。如果A中没有C的ARP记录，那么A首先要广播一次ARP请求。当C接收到A的请求后就发送一个应答，应答中包含有C的MAC地址，这就是ARP地址解析的过程，然后A接收到C的应答就会更新本地的ARP缓存。接着使用这个MAC地址发送数据。因此．本地高速缓存的这个ARP表是本地网络流通的基础，而且这个缓存是动态的。但是ARP协议并不只在发送了ARP请求才接收ARP应答。这也就是利用ARP地址欺骗技术达到防止IP地址盗用的理论基础了。当计算机接收到ARP应答数据包的时候，就会对本地的ARP缓存进行更新，将应答中的IP-TnMAC地址存储在ARP缓存中。因此，在上面的假设网络中，B向A发送一个自己伪造的ARP应答 而这个应答中的数据为发送方IP地址是192.168.10.3（C的IP地址）MAC地址是DD—DD—DD—DD—DD-DD(C的MAC地址本来应该是CC—CC—CC—CC—CC—CC 这里被伪造了)。当A接收到B伪造的ARP应答，就会更新本地的ARP缓存(A可不知道被伪造了)。
4小结
盗用技术的发展与反盗用技术的进步是一个此长彼消，互相促进的过程。要很好解决这个问题，一方面需要依靠反盗用技术的不断提高，另一方面还需要法律、法规和各项网络管理制度的健全和完善。亦即，一方面要不断地提高网络的管理水平，研究新的网络技术，另一方面还要对敢于进行IP地址盗用、破坏网络安全的人，按照有关法规严惩，使盗用者既对先进的反盗用技术望而生畏，又对盗用后所承担的后果心有余悸，才能很好解决IP地址盗用问题。
参考文献
[1] 谢希仁.计算机网络.北京: 电子工业出版社, 2005: 102-106
[2] 漆强, 熊筱芳.一种新型的以过程为中心的软件工程方法.南昌大学学报,2004(6): 90-94
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