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                                      ARP病毒详解

一、ARP病毒
ARP地址欺骗类病毒（以下简称ARP病毒）是一类特殊的病毒，该病毒一般属于木马(Trojan)病毒，不具备主动传播的特性，不会自我复制。但是由于其发作的时候会向全网发送伪造的ARP数据包，干扰全网的运行，因此它的危害比一些蠕虫还要严重得多。

二、 ARP病毒发作时的现象
网络掉线，但网络连接正常，内网的部分PC机不能上网，或者所有电脑不能上网，无法打开网页或打开网页慢，局域网时断时续并且网速较慢等。

三、 ARP病毒原理

3.1  网络模型简介

众所周知，按照OSI (Open Systems Interconnection Reference Model 开放系统互联参考模型) 的观点，可将网络系统划分为7层结构，每一个层次上运行着不同的协议和服务，并且上下层之间互相配合，完成网络数据交换的功能，如图1：

          图1 OSI网络体系模型

然而，OSI的模型仅仅是一个参考模型，并不是实际网络中应用的模型。实际上应用最广泛的商用网络模型即TCP/IP体系模型，将网络划分为四层，每一个层次上也运行着不同的协议和服务，如图2。


                图2  TCP/IP四层体系模型及其配套协议


上图中，蓝色字体表示该层的名称，绿色字表示运行在该层上的协议。由图2可见，我们即将要讨论的ARP协议，就是工作在网际层上的协议。

3.2  ARP协议简介

我们大家都知道，在局域网中，一台主机要和另一台主机进行通信，必须要知道目标主机的IP地址，但是最终负责在局域网中传送数据的网卡等物理设备是不识别IP地址的，只能识别其硬件地址即MAC地址。MAC地址是48位的，通常表示为12个16进制数，每2个16进制数之间用“-”或者冒号隔开，如：00-0B-2F-13-1A-11就是一个MAC地址。每一块网卡都有其全球唯一的MAC地址，网卡之间发送数据，只能根据对方网卡的MAC地址进行发送，这时就需要一个将高层数据包中的IP地址转换成低层MAC地址的协议，而这个重要的任务将由ARP协议完成。


ARP全称为Address Resolution Protocol，地址解析协议。所谓“地址解析”就是主机在发送数据包前将目标主机IP地址转换成目标主机MAC地址的过程。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。 这时就涉及到一个问题，一个局域网中的电脑少则几台，多则上百台，这么多的电脑之间，如何能准确的记住对方电脑网卡的MAC地址，以便数据的发送呢？这就涉及到了另外一个概念，ARP缓存表。在局域网的任何一台主机中，都有一个ARP缓存表，该表中保存这网络中各个电脑的IP地址和MAC地址的对照关系。当这台主机向同局域网中另外的主机发送数据的时候，会根据ARP缓存表里的对应关系进行发送。


下面，我们用一个模拟的局域网环境，来说明ARP欺骗的过程。

3.3  ARP欺骗过程

假设一个只有三台电脑组成的局域网，该局域网由交换机(Switch)连接。其中一个电脑名叫A，代表攻击方；一台电脑叫S，代表源主机，即发送数据的电脑；令一台电脑名叫D，代表目的主机，即接收数据的电脑。这三台电脑的IP地址分别为192.168.0.2，192.168.0.3，192.168.0.4。MAC地址分别为MAC_A, MAC_S, MAC_D 。其网络拓扑环境如图3。

                  图3  网络拓扑

[用户系统信息]Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1)

现在，S电脑要给D电脑发送数据了，在S电脑内部，上层的TCP和UDP的数据包已经传送到了最底层的网络接口层，数据包即将要发送出去，但这时还不知道目的主机D电脑的MAC地址MAC_D 。这时候，S电脑要先查询自身的ARP缓存表，查看里面是否有192.168.0.4这台电脑的MAC地址，如果有，那很好办，就将MAC_D封装在数据包的外面。直接发送出去即可。如果没有，这时S电脑要向全网络发送一个ARP广播包，大声询问：“我的IP是192.168.0.3，硬件地址是MAC_S，我想知道IP地址为192.168.0.4的主机的硬件地址是多少？” 这时，全网络的电脑都收到该ARP广播包了，包括A电脑和D电脑。A电脑一看其要查询的IP地址不是自己的，就将该数据包丢弃不予理会。而D电脑一看IP地址是自己的，则回答S电脑：“我的IP地址是192.168.0.4，我的硬件地址是MAC_D”需要注意的是，这条信息是单独回答的，即D电脑单独向S电脑发送的，并非刚才的广播。现在S电脑已经知道目的电脑D的MAC地址了，它可以将要发送的数据包上贴上目的地址MAC_D，发送出去了。同时它还会动态更新自身的ARP缓存表，将192.168.0.4－MAC_D 这一条记录添加进去，这样，等S电脑下次再给D电脑发送数据的时候，就不用大声询问发送ARP广播包了。这就是正常情况下的数据包发送过程。



这样的机制看上去很完美，似乎整个局域网也天下太平，相安无事。但是，上述数据发送机制有一个致命的缺陷，即它是建立在对局域网中电脑全部信任的基础上的，也就是说它的假设前提是：无论局域网中那台电脑，其发送的ARP数据包都是正确的。那么这样就很危险了！因为局域网中并非所有的电脑都安分守己，往往有非法者的存在。比如在上述数据发送中，当S电脑向全网询问“我想知道IP地址为192.168.0.4的主机的硬件地址是多少？”后，D电脑也回应了自己的正确MAC地址。但是当此时，一向沉默寡言的A电脑也回话了：“我的IP地址是192.168.0.4，我的硬件地址是MAC_A” ，注意，此时它竟然冒充自己是D电脑的IP地址，而MAC地址竟然写成自己的！由于A电脑不停地发送这样的应答数据包，本来S电脑的ARP缓存表中已经保存了正确的记录：192.168.0.4－MAC_D ，但是由于A电脑的不停应答，这时S电脑并不知道A电脑发送的数据包是伪造的，导致S电脑又重新动态更新自身的ARP缓存表，这回记录成：192.168.0.4－MAC_A，很显然，这是一个错误的记录（这步也叫ARP缓存表中毒），这样就导致以后凡是S电脑要发送给D电脑，也就是IP地址为192.168.0.4这台主机的数据，都将会发送给MAC地址为MAC_A的主机，这样，在光天化日之下，A电脑竟然劫持了由S电脑发送给D电脑的数据！这就是ARP欺骗的过程。



如果A这台电脑再做的“过分”一些，它不冒充D电脑，而是冒充网关，那后果会怎么样呢？我们大家都知道，如果一个局域网中的电脑要连接外网，也就是登陆互联网的时候，都要经过局域网中的网关转发一下，所有收发的数据都要先经过网关，再由网关发向互联网。在局域网中，网关的IP地址一般为192.168.0.1。如果A这台电脑向全网不停的发送ARP欺骗广播，大声说：“我的IP地址是192.168.0.1，我的硬件地址是MAC_A”这时局域网中的其它电脑并没有察觉到什么，因为局域网通信的前提条件是信任任何电脑发送的ARP广播包。这样局域网中的其它电脑都会更新自身的ARP缓存表，记录下192.168.0.1－MAC_A这样的记录，这样，当它们发送给网关，也就是IP地址为192.168.0.1这台电脑的数据，结果都会发送到MAC_A这台电脑中！这样，A电脑就将会监听整个局域网发送给互联网的数据包！


        实际上，这种病毒早就出现过，这就是ARP地址欺骗类病毒。一些传奇木马（Trojan/PSW.LMir）具有这样的特性，该木马一般通过传奇外挂、网页木马等方式使局域网中的某台电脑中毒，这样中毒电脑便可嗅探到整个局域网发送的所有数据包，该木马破解了《传奇》游戏的数据包加密算法，通过截获局域网中的数据包，分析数据包中的用户隐私信息，盗取用户的游戏帐号和密码。在解析这些封包之后，再将它们发送到真正的网关。这样的病毒有一个令网吧游戏玩家闻之色变的名字：“传奇网吧杀手” ！



四、ARP病毒新的表现形式


由于现在的网络游戏数据包在发送过程中，均已采用了强悍的加密算法，因此这类ARP病毒在解密数据包的时候遇到了很大的难度。现在又出现了一种新型ARP病毒，与以前的一样的是，该类ARP病毒也是向全网发送伪造的ARP欺骗广播，自身伪装成网关。但区别是，它着重的不是对网络游戏数据包的解密，而是对于HTTP请求访问的修改。


HTTP是应用层的协议，主要是用于WEB网页访问。还是以上面的局域网环境举例，如果局域网中一台电脑S要请求某个网站页面，如想请求www.sina.com.cn这个网页，这台电脑会先向网关发送HTTP请求，说：“我想登陆www.sina.com.cn网页，请你将这个网页下载下来，并发送给我。”这样，网关就会将www.sina.com.cn页面下载下来，并发送给S电脑。这时，如果A这台电脑通过向全网发送伪造的ARP欺骗广播，自身伪装成网关，成为一台ARP中毒电脑的话，这样当S电脑请求WEB网页时，A电脑先是“好心好意”地将这个页面下载下来，然后发送给S电脑，但是它在返回给S电脑时，会向其中插入恶意网址连接！该恶意网址连接会利用MS06-014和MS07-017等多种系统漏洞，向S电脑种植木马病毒！同样，如果D电脑也是请求WEB页面访问，A电脑同样也会给D电脑返回带毒的网页，这样，如果一个局域网中存在这样的ARP病毒电脑的话，顷刻间，整个网段的电脑将会全部中毒！沦为黑客手中的僵尸电脑！


案例：


某企业用户反映，其内部局域网用户无论访问那个网站，KV杀毒软件均报病毒：Exploit.ANIfile.o 。


在经过对该局域网分析之后，发现该局域网中有ARP病毒电脑导致其它电脑访问网页时，返回的网页带毒，并且该带毒网页通过MS06-014和MS07-017漏洞给电脑植入一个木马下载器，而该木马下载器又会下载10多个恶性网游木马，可以盗取包括魔兽世界，传奇世界，征途，梦幻西游，边锋游戏在内的多款网络游戏的帐号和密码，对网络游戏玩家的游戏装备造成了极大的损失。被ARP病毒电脑篡改的网页如图4。


图4 被ARP病毒插入的恶意网址连接

        从图4中可以看出，局域网中存在这样的ARP病毒电脑之后，其它客户机无论访问什么网页，当返回该网页时，都会被插入一条恶意网址连接，如果用户没有打过相应的系统补丁，就会感染木马病毒。

五、 ARP病毒电脑的定位方法

下面，又有了一个新的课题摆在我们面前：如何能够快速检测定位出局域网中的ARP病毒电脑？

面对着局域网中成百台电脑，一个一个地检测显然不是好办法。其实我们只要利用ARP病毒的基本原理：发送伪造的ARP欺骗广播，中毒电脑自身伪装成网关的特性，就可以快速锁定中毒电脑。可以设想用程序来实现以下功能：在网络正常的时候，牢牢记住正确网关的IP地址和MAC地址，并且实时监控着来自全网的ARP数据包，当发现有某个ARP数据包广播，其IP地址是正确网关的IP地址，但是其MAC地址竟然是其它电脑的MAC地址的时候，这时，无疑是发生了ARP欺骗。对此可疑MAC地址报警，在根据网络正常时候的IP－MAC地址对照表查询该电脑，定位出其IP地址，这样就定位出中毒电脑了。下面详细介绍一下几种不同的检测ARP中毒电脑的方法。


5.1 命令行法

这种方法比较简便，不利用第三方工具，利用系统自带的ARP命令即可完成。上文已经说过，当局域网中发生ARP欺骗的时候，ARP病毒电脑会向全网不停地发送ARP欺骗广播，这时局域网中的其它电脑就会动态更新自身的ARP缓存表，将网关的MAC地址记录成ARP病毒电脑的MAC地址，这时候我们只要在其它受影响的电脑中查询一下当前网关的MAC地址，就知道中毒电脑的MAC地址了，查询命令为  ARP －a，需要在cmd命令提示行下输入。输入后的返回信息如下：



  Internet Address      Physical Address        Type

  192.168.0.1          00-50-56-e6-49-56      dynamic



这时，由于这个电脑的ARP表是错误的记录，因此，该MAC地址不是真正网关的MAC地址，而是中毒电脑的MAC地址！这时，再根据网络正常时，全网的IP—MAC地址对照表，查找中毒电脑的IP地址就可以了。由此可见，在网络正常的时候，保存一个全网电脑的IP—MAC地址对照表是多么的重要。可以使用nbtscan 工具扫描全网段的IP地址和MAC地址，保存下来，以备后用。


5.2 工具软件法

    现在网上有很多ARP病毒定位工具，其中做得较好的是ARP防火墙，ARP防火墙功能更加强大，可以拦截ARP攻击数据包，拦截IP冲突，监测ARP缓存，追踪攻击者，等等，该软件的详细信息请查看http://www.antiarp.com 网站。下面就演示一下使用ARP防火墙这个工具软件来定位ARP中毒电脑。

将该软件下载安装之后，该软件会自动获取当前网关的IP地址和MAC地址，在网络正常的时候该软件会实时监视来自局域网中的ARP数据包，一旦发现ARP欺骗，该软件就会报警，在“外部ARP攻击选项卡”中会给出中毒电脑的MAC地址和IP地址，这时，我们再根据欺骗机的MAC地址，对比查找全网的IP－MAC地址对照表，即可快速定位出中毒电脑。如图5就是使用新版的ARP防火墙定位出ARP中毒电脑的实例。


图5 使用ARP防火墙定位出ARP中毒电脑


5.3  Sniffer 抓包嗅探法

  当局域网中有ARP病毒欺骗时，往往伴随着大量的ARP欺骗广播数据包，这时，流量检测机制应该能够很好的检测出网络的异常举动，此时Ethereal 这样的抓包工具就能派上用场。如图6。

图6 用Ethereal抓包工具定位出ARP中毒电脑


从图6中的红色框内的信息可以看出，192.168.0.109 这台电脑正向全网发送大量的ARP广播包，一般的讲，局域网中有电脑发送ARP广播包的情况是存在的，但是如果不停的大量发送，就很可疑了。而这台192.168.0.109 电脑正是一个ARP中毒电脑。

以上三种方法有时需要结合使用，互相印证，这样可以快速准确的将ARP中毒电脑定位出来。

六、 ARP病毒电脑的查杀方法

通过上述的方法，已经找到了ARP中毒电脑，那么接下来的操作就是如何杀毒了。有一点需要注意的是：当找到中毒电脑后，应该立即拔掉中毒电脑的网线，以免其继续发包干扰全网的运行。

对于ARP病毒电脑的查杀办法，首先可以利用杀毒软件杀毒，但是由于现在病毒变种极其繁多，有可能遇到杀毒软件查不出来的情况，这时候就需要借助手工杀毒的办法了，下面介绍一些经验。

根据一些经验，较老类型的ARP病毒运行特征比较隐蔽，电脑中毒时并无明显异常现象，这类病毒运行时自身无进程，通过注入到Explorer.exe进程来实现隐藏自身。其注册表中的启动项也很特殊，并非常规的Run键值加载，也不是服务加载，而是通过注册表的AppInit_DLLs 键值加载实现开机自启动的，这一点比较隐蔽，因为正常的系统AppInit_DLLs键值是空的。也正由于这个特点，利用Autoruns这个工具软件就可以快速扫描出病毒文件体，如图7。

图7  Autoruns工具检测出病毒文件主体

上图中红色框内的部分，就是ARP病毒文件主体，该文件虽然扩展名为log，看似很像是系统日志文件，但其实，它是一个不折不扣的病毒！除了Log形式的病毒文件，还有一些以Bmp作为扩展名的病毒文件，同样，这些病毒文件也不是图片文件，而是EXE格式的可执行文件，在同目录下还有同名的dll文件，这些都是病毒体。

%WinDir%\ KB*.log

或者

%WinDir%\ *.bmp

%WinDir%\同名.dll

如何区别正常的log日志文件，bmp图片文件和病毒文件呢？其实很简单，用记事本程序打开该文件，查看其文件头是否有“MZ”的标记即可，如图8就是一个名字为“KB896475.log”的病毒文件。


                    图8  一个ARP病毒文件体


找到这些文件后，可以先清除注册表中的相关键值，然后重启系统到安全模式下，手动删除文件即可。

对于最近多发的，修改WEB请求页面的新型ARP病毒，则改变了病毒文件的表现形式，相对简单，利用系统进程查看和启动项查看注册表的Run键值，可以明显发现病毒的文件，另外，利用KV 的未知病毒扫描程序进行检测，也是一个好办法。
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七、 ARP病毒的网络免疫措施

由于ARP病毒的种种网络特性，可以采用一些技术手段进行网络中ARP病毒欺骗数据包免疫。即便网络中有ARP中毒电脑，在发送欺骗的ARP数据包，其它电脑也不会修改自身的ARP缓存表，数据包始终发送给正确的网关，用的比较多的办法是“双向绑定法” 。

双向绑定法，顾名思义，就是要在两端绑定IP－MAC地址，其中一端是在路由器中，把所有PC的IP-MAC输入到一个静态表中，这叫路由器IP-MAC绑定。另一端是局域网中的每个客户机，在客户端设置网关的静态ARP信息，这叫PC机IP-MAC绑定。客户机中的设置方法如下：

新建记事本，重命名为123.bat输入如下命令：

arp -d

arp -s 192.168.0.1  00-e0-4c-8c-9a-47


其中，“arp –d” 命令是清空当前的ARP缓存表，而“arp -s 192.168.0.1  00-e0-4c-8c-9a-47 ”命令则是将正确网关的IP地址和MAC地址绑定起来，将这个批处理文件放到系统的启动目录中，可以实现每次开机自运行，这一步叫做“固化arp表” 。

“双向绑定法”一般在网吧里面应用的居多。

除此之外，很多交换机和路由器厂商也推出了各自的防御ARP病毒的软硬产品，如：华为的H3C AR 18-6X 系列全千兆以太网路由器就可以实现局域网中的ARP病毒免疫，该路由器提供MAC和IP地址绑定功能，可以根据用户的配置，在特定的IP地址和MAC地址之间形成关联关系。对于声称从这个IP地址发送的报文，如果其MAC地址不是指定关系对中的地址，路由器将予以丢弃，是避免IP地址假冒攻击的一种方式。


八、 ARP病毒江民杀毒软件KV解决方案

针对ARP病毒日益猖獗的情况，江民科技推出了整体解决方案：

1.      KV杀毒软件每周7天不间断升级病毒库，单机版网络版同步升级，实时拦截来自网络上的各种ARP病毒。

2.      针对局域网用户，建议统一部署KV网络版杀毒软件，KV网络版具有全网统一升级病毒库，统一全网杀毒的强大功能，可以彻底查杀来自局域网中的ARP病毒。

3.      “KV未知病毒扫描”功能可以识别出绝大多数ARP病毒，KV未知病毒扫描程序采用独特的行为判定技术，可以彻底检测出本机中已知和未知的ARP病毒，协助网络管理员快速清除ARP病毒。

4.      针对企业用户，特提供“ARP病毒应急响应服务” ，江民科技网络安全工程师可以上门处理企业用户内网中的ARP病毒，确保快速恢复企业网络的数据通讯安全。

5.      KV新版防火墙特增加了ARP病毒防御功能，可以拦截来自局域网中的ARP欺骗数据包，保护本机联网安全。设置界面如图9。


图9  KV新版防火墙增加了ARP攻击防护功能


    KV新版防火墙增加了ARP攻击防护功能，该功能使用方法也很简单，安装完KV防火墙之后，点击“设置”按钮，然后勾选“启用攻击防护功能” ，再点击“自动检测本机网络设置” ，程序就会自动获得本机和网关的IP地址和MAC地址，然后点击确定即可。KV防火墙就会实时检测来自网络中的ARP数据包，发现有异常的数据包欺骗，就会予以拦截，保障本机网络通信安全。


九、          关于ARP病毒的网络安全建议


1.      做好IP－MAC地址的绑定工作，在交换机和客户端都要绑定，这是可以使局域网免疫ARP病毒侵扰的好办法。

2.      全网所有的电脑都打上MS06-014和MS07-017这两个补丁，这样可以免疫绝大多数网页木马，防止在浏览网页的时候感染病毒。

MS06-014 中文版系统补丁下载地址： http://www.microsoft.com/china/technet/security/bulletin/MS06-014.mspx

MS07-017 中文版系统补丁下载地址： http://www.microsoft.com/china/technet/security/bulletin/MS07-017.mspx

3.      禁用系统的自动播放功能，防止病毒从U盘、移动硬盘、MP3等移动存储设备进入到计算机。

禁用Windows 系统的自动播放功能的方法：在运行中输入 gpedit.msc 后回车，打开组策略编辑器，依次点击：计算机配置－＞管理模板－＞系统－＞关闭自动播放－＞已启用－＞所有驱动器－＞确定。

4.      在网络正常时候保存好全网的IP－MAC地址对照表，这样在查找ARP中毒电脑时很方便。

5.      部署网络流量检测设备，时刻监视全网的ARP广播包，查看其MAC地址是否正确。

6.      部署KV网络版的杀毒软件，定期升级病毒库，定期全网杀毒。