详谈调用winpcap驱动写arp多功能工具

Author: TOo2y[原创]
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Date: 11-9-2002

一 winpcap驱动简介
二 Packet.dll相关数据结构及函数
三 T-ARP功能及原理介绍
四 T-ARP主要代码分析
五 T-ARP源代码

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。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；