原文发表于2017年第8期《网络安全与信息化》，转发到博客。

更多相关资料可参看视频教程“局域网安全实战”，http://edu.51cto.com/course/10348.html 

转载自：http://yttitan.blog.51cto.com/70821/1975137

DHCP攻击针对的目标是网络中的DHCP服务器，原理是耗尽DHCP服务器所有的IP地址资源，使其无法正常提供地址分配服务。然后在网络中再架设假冒的DHCP服务器为客户端分发IP地址，从而来实现中间人攻击。本文以神州数码CS6200交换机为例，从原理、实施、防御三个方面对DHCP攻击进行了全面介绍。

1. DHCP工作过程

DHCP客户端从服务端申请到IP地址等网络配置信息需要经过四个步骤，每个步骤需要发送相应类型的数据报文，如图1所示。

图 1 DHCP工作过程

①首先由客户端以广播方式发出“DHCP Discover”报文来寻找网络中的DHCP服务端。

②当服务端接收到来自客户端的“DHCP Discover”报文后，就在自己的地址池中查找是否有可提供的IP地址。如果有，服务端就将此IP地址做上标记，并用“DHCP Offer”报文将之发送回客户端。

③由于网络中可能会存在多台DHCP服务端，所以客户端可能会接收到多个“DHCP Offer”报文。此时客户端只选择最先到达的“DHCP Offer”，并再次以广播方式发送“DHCP Request”报文。一方面要告知它所选择的服务端，同时也要告知其它没有被选择的服务端，这样这些服务端就可以将之前所提供的IP地址收回。

④被选择的服务端接收到客户端发来的“DHCP Request”报文后，首先将刚才所提供的IP地址标记为已租用，然后向客户端发送一个“DHCP Ack”确认报文，该报文中包含有IP地址的有效租约以及默认网关和DNS服务器等网络配置信息。

当客户端收到“DHCP ACK”报文后，就成功获得了IP地址，完成了初始化过程。

2.    DHCP攻击原理与实施

下面搭建如图2所示的实验环境，神州数码CS6200交换机作为正常的DHCP服务端在网络中提供地址分配服务，攻击者在Kali Linux上对交换机发起DHCP攻击，使其地址池资源全部耗尽，然后攻击者再启用假冒的DHCP服务器在网络中提供地址分配服务。在假冒DHCP服务器所提供的网络配置信息中，默认网关被设置为Kali Linux的IP地址192.168.1.5（正确的默认网关应该是交换机的IP地址192.168.1.1），被攻击主机在获取了假冒DHCP服务器所提供的网络配置信息后，就会将所有的上网数据全部发送给Kali Linux。此时只要在Kali Linux上启用路由转发功能，就可以将被攻击主机的上网流量全部正常转发出去，因而并不影响其正常通信，但是其访问互联网的所有数据都可以在Kali Linux上被截取到。

图 2实验环境

下面将分步骤来依次完成DHCP攻击过程。

2.1    在交换机中配置DHCP服务

#首先启用DHCP功能：

CS6200 (config)#service dhcp

#创建名为test的地址池，并进入地址池的局部配置模式：

CS6200 (config)#ip dhcp pool test

#指定地址池可供分配的地址范围，一般都是指定一个网段地址：

CS6200 (dhcp-test-config)#network-address192.168.1.0 255.255.255.0

#指定默认网关，一般就是交换机的地址：

CS6200(dhcp-test-config)#default-router 192.168.1.1

#指定DNS服务器地址：

CS6200(dhcp-test-config)#dns-server 202.102.134.68

#设置租期，格式是“天时分”，比如“lease8 0 0 ”表示租期是8天，“lease0 8 0”表示租期是8小时。

CS6200 (dhcp-test-config)#lease 0 80

#设置地址池中不用于分配的地址（需要在全局配置模式下做）：

CS6200 (config)#ip dhcpexcluded-address 192.168.1.1 192.168.1.20

设置完成后，在被攻击主机上可以成功看到分配到的IP地址等信息。

图 3被攻击主机获取的正确网络配置信息

#在交换机上可以查看到已经分配出去的IP地址。

CS6200#shwoip dhcp bingding

Totaldhcp binding items：1，thematched：1

IPaddress                    Hardwareaddress              Lease expiration                Type

192.168.1.21        00-0C029-81-BA-30  Thurs Jun 15 15:08:00 2017     Dynamic

为了验证攻击的效果，在开始攻击之前，我们先将已经分配出去的IP地址收回。

#在交换机上收回分配出去的IP地址：

CS6200#clear ip dhcp binding all

#在被攻击主机上释放已经获取到的IP地址：

ipconfig /release

2.2    DHCP耗尽攻击

下面模拟攻击者在Kali Linux中实施攻击，这里要用到一个名为Yersinia的攻击工具。Yersinia是一款底层协议攻击入侵检测工具，能实施针对多种网络协议的多种攻击。

在Kail中执行“yersinia –G”命令打开图形化的Yersinia界面，运行之后，点击“Launch attack”，选择DHCP，然后选择发送DISCOVER包，开始进行攻击，如图4所示。

图 4在Yersinia中实施攻击

在攻击持续的情况下，在交换机中执行CS6200#shwoip dhcp server statistics命令查看DHCP的统计信息，可以看到交换机已经接收到了大量的DHCP DISCOVER数据包，如图5所示，地址池资源已被耗尽。

图 5交换机接收到大量的DHCPDISCOVER数据包

此时在被攻击主机上执行“ipconfig /renew”命令重新申请IP地址，就无法申请到IP地址等网络配置信息了。

2.3    DHCP假冒攻击

耗尽DHCP服务端的地址资源之后，攻击者就可以架设自己的DHCP服务器，从而实现DHCP假冒攻击

首先在假冒的DHCP服务器上架设DHCP服务，指定地址池范围为192.168.1.100~200，并将默认网关指向Kali Linux的IP地址192.168.1.5。需要注意的是，在将DHCP服务架设好之后，先暂时不要将服务激活，由于此时Kali Linux上的DHCP 耗尽攻击仍在继续，一旦激活服务，这台假冒DHCP服务器的地址资源也将会很快被耗尽。

下面在Kali Linux上停止攻击，并快速激活假冒DHCP服务器上的DHCP服务，可以看到被攻击主机成功从假冒服务器处申请到了IP地址，如图6所示。

图 6被攻击主机获取到的假冒网络配置信息

这里同样需要注意一个问题，在将Yersinia停止攻击之后，一定要快速激活假冒DHCP服务器上的DHCP服务。这是因为Yersinia的攻击原理是发送大量的DHCP Discover报文，交换机会向其返回DHCP Offer报文，而在这个Offer报文中所提供的IP地址并未真正分配出去，在等待一段时间之后（大约5分钟），交换机会自动将IP地址收回，因而只要停止攻击之后过一段时间，交换机就会自动恢复正常。

攻击成功之后，被攻击主机的上网流量就将全部被导向到Kali Linux。在Kali中需要执行下面的命令开启路由转发功能，以便将被攻击主机的数据转发到互联网。

echo 1> /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

最后，就可以在Kali Linux中利用Wireshark等抓包工具来截获被攻击主机的上网数据了。不过对于这种DHCP攻击方式，只能单向截获从被攻击主机发往互联网的数据，而无法截获从互联网发回给被攻击主机的数据，这是由于DHCP攻击无法去攻击默认网关等网络出口设备，要想真正实现双向截获数据的中间人攻击，还是要通过ARP欺骗等攻击方式。

3.    防范DHCP假冒攻击

在交换机上通过传统的DHCPSnooping技术就可以来防范DHCP假冒攻击。当启用了DHCP Snooping功能之后，交换机的所有端口都将无法接收DHCP Offer报文，这样假冒的DHCP服务器就无法向外分配IP地址了。

下面在神州数码CS6200交换机上启用并配置DHCP Snooping功能。

#启用DHCP Snooping功能：

CS6200(config)#ip dhcp snooping enable

#将DHCP Snooping应用于指定的VLAN，这里应用于默认的VLAN 1：

CS6200(config)#ip dhcp snooping vlan 1

启用了DHCP Snooping功能之后，还需要设置如果从某个端口收到假冒DHCP服务报文后，将对这个端口如何处理。处理动作有两个：

l  shutdown：端口检测到假冒DHCP Server时，将shutdown此端口。

l  blackhole：端口检测到假冒DHCP Server时，将以伪装数据包的vid和源mac设置blackhole来阻止此Mac的流量，也就是将假冒服务器的数据暂时丢弃一段时间，可选择的时间范围为10~3600秒。

比如将20号端口设置为接收到假冒服务器报文后，将数据暂时丢弃300秒。

CS6200 (config-if-ethernet1/0/20)#ip dhcp snooping actionblackhole recovery 300

由于shutdown的处理动作过于严格，因而建议采用blackhole模式进行防范。

4.    防范DHCP耗尽攻击

DHCP Snooping功能只能防止假冒攻击，而无法防止耗尽攻击。这是由于耗尽攻击所采用的都是客户端正常发送的DHCPDiscover报文，因而DHCPSnooping对其无能为力。

可以通过交换机的Port-Security（端口安全性）功能来防范耗尽攻击。因为Yersinia伪造的每个DHCPDiscover报文的源MAC地址都是不同的，在交换机中执行CS6200#showmac-address-table命令查看MAC地址表，就会发现在KaliLinux所连接的10号端口上产生了大量的MAC地址表条目。

CS6200#showmac-address-table

Readmac address table….

Vlan              Mac Address               Type                    Creator                 Ports

1             00-03-0f-3e-e6-90             STATIC               System                 CPU

1             ec-a8-6b-61-64-a1             DYNAMIC          Hardware             Ethernet1/0/10

1             00-07-72-01-47-8b     DYNAMIC          Hardware             Ethernet1/0/10

1             00-0a-b5-14-d5-dd            DYNAMIC          Hardware             Ethernet1/0/10

……

我们通过Port-Security技术来限制交换机每个端口可以学习到的最大MAC地址数量，这样就可以有效地来防范DHCP耗尽攻击。

比如在交换机的10-15号端口上启用Port-Security，并设置每个端口可以学习的最大MAC地址数量为2，违规动作为restrict，这样当安全MAC地址的数量达到端口允许的限制时，交换机就会将带有未知源地址的数据帧丢弃，并记录日志。

#开启交换机CPU控制学习功能：

CS6200(config)#mac-address-learning cpu-control                 

#进入端口配置模式：

CS6200(config)#interface ethernet 1/0/10-15

#启用Port-Security：

CS6200(config-if-port-range)#switchport port-security

#设置最大MAC地址数量为2：

CS6200(config-if-port-range)#switchport port-security maximum 2

#设置违规动作为restrict

CS6200(config-if-port-range)#switchportport-security violation restrict

这样在交换机上通过设置DHCP Snooping再结合Port-Security功能，就可以有效地防范DHCP攻击，从而增强局域网的安全性。