Sniffer、黑客和网络治理
绪论：关于黑客
史蒂夫·利维在其闻名的《黑客电脑史》中指出的“黑客道德准则”（theHackerEthic）包括：通往电脑的路不止一条；所有的信息都应当是免费的；打破电脑集权；在电脑上创造艺术和美；计算机将使生活更美好。
黑客文化包含了自由不羁的精神，也包含了反传统、反权威、反集权的精神。
广义的、公众认为的“黑客”就是闯入计算机系统的人。这种观念令有才能的、真正的“黑客”感到难过。《Maximum Security》一书中对黑客和入侵者定义如下：
■ “黑客”指对于任何计算机操作系统的奥秘都有强烈爱好的人。“黑客”大都是程序员，他们具有操作系统和编程语言方面的高级知识，知道系统中的漏洞及其原因所在；他们不断追求更深的知识，并公开他们的发现，与其他人分享；并且从来没有破坏数据的企图。
■ “入侵者”是指怀着不良的企图，闯入甚至破坏远程机器系统完整性的人。“入侵者”利用获得的非法访问权，破坏重要数据，拒绝合法用户服务请求，或为了自己的目的制造麻烦。“入侵者”很轻易识别，因为他们的行为是恶意的。
这里黑客的概念源于50、60年代麻省理工学院的实验室里的计算机迷们。他们精力充沛，热衷于解决难题、独立思考并且奉公守法。
技术本身是没有错的，错误产生于人。网络安全性的分析可以被真正的黑客用于加强安全性、加强网络的自由度，也可以被入侵者用于窥探他人隐私、任意篡改数据、进行网上诈骗活动。
这里，我们讨论网络嗅探器（sniffer）在广义黑客领域的应用和网络治理中的应用。
一． 嗅探器（Sniffer）攻击原理
Sniffer既可以是硬件，也可以是软件，它用来接收在网络上传输的信息。网络可以是运行在各种协议之下的。包括Ethernet、TCP/IP、ZPX等等（也可以是其中几种协议的联合）。放置Sniffer的目的是使网络接口（在这个例子中是以太网适配器）处于杂收模式（promiscuous mode），从而可从截获网络上的内容。
嗅探器与一般的键盘捕捉程序（Key Capture）不同。键盘捕捉程序捕捉在终端上输入的键值，而嗅探器则捕捉真实的网络报文。嗅探器通过将其置身于网络接口来达到这个目的——将以太网卡设置成杂收模式。
⒈关于以太网（Ethernet）
Ethernet是由Xerox的Palo Aito研究中心（有时也称为PARC）发明的。下面简介一下信息在网络（这里为以太网）上的传输形式。
数据在网络上是以很小的称为帧(Ftame)的单位传输的帧由好几部分组成，不同的部分执行不同的功能。（例如，以太网的前12个字节存放的是源和目的的地址，这些位告诉网络：数据的来源和去处。以太网帧的其他部分存放实际的用户数据、TCP/IP的报文头或IPX报文头等等）。
帧通过特定的称为网络驱动程序的软件进行成型，然后通过网卡发送到网线上。通过网线到达它们的目的机器，在目的机器的一端执行相反的过程。接收端机器的以太网卡捕捉到这些帧，并告诉操作系统帧的到达，然后对其进行存储。就是在这个传输和接收的过程中，嗅探器会造成安全方面的问题。
每一个在LAN上的工作站都有其硬件地址。这些地址唯一地表示着网络上的机器（这一点于Internet地址系统比较相似）。当用户发送一个报文时，这些报文就会发送到LAN上所有可用的机器。
在一般情况下，网络上所有的机器都可以“听”到通过的流量，但对不属于自己的报文则不予响应（换句话说，工作站A不会捕捉属于工作站B的数据，而是简单的忽略这些数据）。假如某在工作站的网络接口处于杂收模式，那么它就可以捕捉网络上所有的报文和帧。
Sniffer就是这样的硬件或软件，能够“听”到（而不是忽略）在网上传输的所有的信息。在这种意义上，每一个机器，每一个路由器都是一个Sniffer（或者至少可以说它们可以成为一个Sniffer）。这些信息就被储存在介质上，以备日后检查时用。
Sniffer可以是（而且通常是）软件和硬件的联合体，软件可以是普通的网络分析器带有比较强的debug功能，或者就是一个真正的Sniffer。
Sniffer必须是位于预备进行Sniffer工作的网络上的，它可以放在网络段中的任何地方。
Sniffer成为一种很大的危险，因为：
■ 它们可以捕捉口令；
■ 它们可以截获机密的或专有的信息；
■ 它们可以被用来攻击相邻的网络或者用来获取更高级别的访问权限。
二． 用Sniffer获取信息
下面是利用Windows平台上的sniffer工具EtherPeek进行的信报监听结果。让我们分析一下这些数据（为避免不必要的麻烦，其中数据经修改完成）。
1． 匿名FTP信报分析
Flags: 0x00
Status: 0x00
Packet Length:74
Timestamp: 19:11:21.743000 01/18/2000
Raw Packet Data（原始信报数据）
.惈纇.RT*.洲..E. 00 90 ab c0 68 00 52 54 ab 15 d6 de 08 00 45 00 [0-15]
.8..@. .)R(1.. 00 38 10 09 40 00 20 06 29 52 a2 69 28 31 ca c8 [16-31]
*..*...f锚..*?P. 8c 02 04 b3 00 15 00 66 c3 aa 00 04 f0 3f 50 18 [32-47]
".+T..USER anony 22 0a 2b 54 00 00 55 53 45 52 20 61 6e 6f 6e 79 [48-63]
mous...... 6d 6f 75 73 0d 0a 00 00 00 00
也许这还不够清清楚楚明明白白，下面是该程序作的解码：
Flags: 0x00
Status: 0x00
Packet Length:74
Timestamp: 19:11:21.743000 01/18/2000
Ethernet Header
Destination: 00:90:ab:c0:68:00 [0-5]
Source: 52:54:ab:15:d6:de [6-11]
Protocol Type:08-00 IP [12-13]
IP Header - Internet Protocol Datagram
Version: 4 [14 Mask 0xf0]
Header Length: 5 [14 Mask 0xf]
Precedence: 0 [15 Mask 0xe0]
Type of Service: %000 [15 Mask 0x1c]
Unused: %00 [15 Mask 0x3]
Total Length: 56 [16-17]
Identifier: 4105 [18-19]
Fragmentation Flags: %010 Do Not Fragment [20 Mask 0xe0]
Fragment Offset: 0 [20-22 Mask 0x1fffff]
Time To Live: 32
IP Type: 0x06 TCP [23]
Header Checksum: 0x2952 [24-25]
Source IP Address: 162.105.40.49 [26-29]
Dest. IP Address: 202.200.140.2 [30-33]
No Internet Datagram Options
TCP - Transport Control Protocol
Source Port: 1203 [34-35]
Destination Port: 21 FTP Control - File Transfer Protocol [36-37]
Sequence Number: 6734762 [38-41]
Ack Number: 323647 [42-45]
Offset: 5 [46 Mask 0xf0]
Reserved: %000000 [46 Mask 0xfc0]
Code: %011000 [47 Mask 0x3f]
Ack is valid
Push Request
Window: 8714 [48-49]
Checksum: 0x2b54 [50-51]
Urgent Pointer: 0 [52-53]
No TCP Options
FTP Control - File Transfer Protocol
FTP Command: 0x55534552 (USER) User Name [54-57]
User Name:
20 [58]
Extra bytes (Padding):
anonymous.. 61 6e 6f 6e 79 6d 6f 75 73 0d 0a [59-69]
Frame Check Sequence: 0x00000000
哦，这是在传输用户名。用户名Name为anonymous。
下面还有源地址、目的地址相同的信报。
Flags: 0x00
Status: 0x00
Packet Length:71
Timestamp: 19:11:32.149000 01/18/2000
Raw Packet Data
.惈纇.RT*.洲..E. 00 90 ab c0 68 00 52 54 ab 15 d6 de 08 00 45 00 [0-15]
.5..@. .'U(1.. 00 35 12 09 40 00 20 06 27 55 a2 69 28 31 ca c8 [16-31]
*..*...f煤..*.P. 8c 02 04 b3 00 15 00 66 c3 ba 00 04 f0 87 50 18 [32-47]
!聕...pass guest 21 c2 7c 00 00 00 70 61 73 73 20 67 75 65 73 74 [48-63]
@...... 40 0d 0a 00 00 00 00
这是作什么呢？
Flags: 0x00
Status: 0x00
Packet Length:71
Timestamp: 19:11:32.149000 01/18/2000
Ethernet Header
Destination: 00:90:ab:c0:68:00 [0-5]
Source: 52:54:ab:15:d6:de [6-11]
Protocol Type:08-00 IP [12-13]
IP Header - Internet Protocol Datagram
Version: 4 [14 Mask 0xf0]
Header Length: 5 [14 Mask 0xf]
Precedence: 0 [15 Mask 0xe0]
Type of Service: %000 [15 Mask 0x1c]
Unused: %00 [15 Mask 0x3]
Total Length: 53 [16-17]
Identifier: 4617 [18-19]
Fragmentation Flags: %010 Do Not Fragment [20 Mask 0xe0]
Fragment Offset: 0 [20-22 Mask 0x1fffff]
Time To Live: 32
IP Type: 0x06 TCP [23]
Header Checksum: 0x2755 [24-25]
Source IP Address: 162.105.40.49 [26-29]
Dest. IP Address: 202.200.140.2 [30-33]
No Internet Datagram Options
TCP - Transport Control Protocol
Source Port: 1203 [34-35]
Destination Port: 21 FTP Control - File Transfer Protocol [36-37]
Sequence Number: 6734778 [38-41]
Ack Number: 323719 [42-45]
Offset: 5 [46 Mask 0xf0]
Reserved: %000000 [46 Mask 0xfc0]
Code: %011000 [47 Mask 0x3f]
Ack is valid
Push Request
Window: 8642 [48-49]
Checksum: 0x7c00 [50-51]
Urgent Pointer: 0 [52-53]
No TCP Options
FTP Control - File Transfer Protocol
FTP Command: 0x70617373 (pass) PassWord [54-57]
Password:
20 [58]
Extra bytes (Padding):
guest@.. 67 75 65 73 74 40 0d 0a [59-66]
Frame Check Sequence: 0x00000000
哦，这里传输的就是密码啊！
试想，假如这里不是匿名登录，而是telnet、rlogin或pop3等的用户名与密码，那么……
2． Http信报分析
下面是捕捉的一个HTTP信报。
Flags: 0x00
Status: 0x00
Packet Length:844
Timestamp: 19:28:09.400000 01/18/2000
Raw Packet Data
.惈纇.RT*.洲..E. 00 90 ab c0 68 00 52 54 ab 15 d6 de 08 00 45 00 [0-15]
.:..@. ._堍i(1.. 03 3a f1 0a 40 00 20 06 5f dc a2 69 28 31 a7 d8 [16-31]
.d.*.P.v?Z..].P. 94 64 04 df 00 50 00 76 80 5a 99 0c 5d 15 50 18 [32-47]
"87...POST /js/V 22 38 37 a7 00 00 50 4f 53 54 20 2f 6a 73 2f 56 [48-63]
erifyLogin HTTP/ 65 72 69 66 79 4c 6f 67 69 6e 20 48 54 54 50 2f [64-79]
1.1..Accept: ima 31 2e 31 0d 0a 41 63 63 65 70 74 3a 20 69 6d 61 [80-95]
ge/gif, image/x- 67 65 2f 67 69 66 2c 20 69 6d 61 67 65 2f 78 2d [96-111]
xbitmap, image/j 78 62 69 74 6d 61 70 2c 20 69 6d 61 67 65 2f 6a [112-127]
peg, image/pjpeg 70 65 67 2c 20 69 6d 61 67 65 2f 70 6a 70 65 67 [128-143]
, application/ms 2c 20 61 70 70 6c 69 63 61 74 69 6f 6e 2f 6d 73 [144-159]
word, applicatio 77 6f 72 64 2c 20 61 70 70 6c 69 63 61 74 69 6f [160-175]
n/vnd.ms-powerpo 6e 2f 76 6e 64 2e 6d 73 2d 70 6f 77 65 72 70 6f [176-191]
int, application 69 6e 74 2c 20 61 70 70 6c 69 63 61 74 69 6f 6e [192-207]
/vnd.ms-Excel, * 2f 76 6e 64 2e 6d 73 2d 65 78 63 65 6c 2c 20 2a [208-223]
/*..Referer: htt 2f 2a 0d 0a 52 65 66 65 72 65 72 3a 20 68 74 74 [224-239]
p://www.renren.c 70 3a 2f 2f 77 77 77 2e 72 65 6e 72 65 6e 2e 63 [240-255]
om/js/FrontPage. 6f 6d 2f 6a 73 2f 46 72 6f 6e 74 50 61 67 65 0d [256-271]
.Accept-Language 0a 41 63 63 65 70 74 2d 4c 61 6e 67 75 61 67 65 [272-287]
: zh-cn..Content 3a 20 7a 68 2d 63 6e 0d 0a 43 6f 6e 74 65 6e 74 [288-303]
-Type: applicati 2d 54 79 70 65 3a 20 61 70 70 6c 69 63 61 74 69 [304-319]
on/x-www-form-ur 6f 6e 2f 78 2d 77 77 77 2d 66 6f 72 6d 2d 75 72 [320-335]
lencoded..Accept 6c 65 6e 63 6f 64 65 64 0d 0a 41 63 63 65 70 74 [336-351]
-Encoding: gzip, 2d 45 6e 63 6f 64 69 6e 67 3a 20 67 7a 69 70 2c [352-367]
deflate..User-A 20 64 65 66 6c 61 74 65 0d 0a 55 73 65 72 2d 41 [368-383]
gent: Mozilla/4. 67 65 6e 74 3a 20 4d 6f 7a 69 6c 6c 61 2f 34 2e [384-399]
0 (compatible; M 30 20 28 63 6f 6d 70 61 74 69 62 6c 65 3b 20 4d [400-415]
SIE 4.01; Window 53 49 45 20 34 2e 30 31 3b 20 57 69 6e 64 6f 77 [416-431]
s 95)..Host: www 73 20 39 35 29 0d 0a 48 6f 73 74 3a 20 77 77 77 [432-447]
.renren.com..Con 2e 72 65 6e 72 65 6e 2e 63 6f 6d 0d 0a 43 6f 6e [448-463]
tent-Length: 43. 74 65 6e 74 2d 4c 65 6e 67 74 68 3a 20 34 33 0d [464-479]
.Connection: Kee 0a 43 6f 6e 6e 65 63 74 69 6f 6e 3a 20 4b 65 65 [480-495]
p-Alive..Cookie: 70 2d 41 6c 69 76 65 0d 0a 43 6f 6f 6b 69 65 3a [496-511]
lang=cn; COUNTR 20 6c 61 6e 67 3d 63 6e 3b 20 43 4f 55 4e 54 52 [512-527]
Y=21; timeDiff=2 59 3d 32 31 3b 20 74 69 6d 65 44 69 66 66 3d 32 [528-543]
7/12/1999_17:56: 37 2f 31 32 2f 31 39 39 39 5f 31 37 3a 35 36 3a [544-559]
15.476; SESSION= 31 35 2e 34 37 36 3b 20 53 45 53 53 49 4f 4e 3d [560-575]
9920220612.17233 39 39 32 30 32 32 30 36 31 32 2e 31 37 32 33 33 [576-591]
6181; AdJump=nul 36 31 38 31 3b 20 41 64 4a 75 6d 70 3d 6e 75 6c [592-607]
l; engagekey=/re 6c 3b 20 65 6e 67 61 67 65 6b 65 79 3d 2f 72 65 [608-623]
gion#1/gender#1/ 67 69 6f 6e 23 31 2f 67 65 6e 64 65 72 23 31 2f [624-639]
age#21/sign#/mar 61 67 65 23 32 31 2f 73 69 67 6e 23 2f 6d 61 72 [640-655]
ital#1/country#/ 69 74 61 6c 23 31 2f 63 6f 75 6e 74 72 79 23 2f [656-671]
ethnicity#2/edUC 65 74 68 6e 69 63 69 74 79 23 32 2f 65 64 75 63 [672-687]
ation#5/industry 61 74 69 6f 6e 23 35 2f 69 6e 64 75 73 74 72 79 [688-703]
#9/interests#; J 23 39 2f 69 6e 74 65 72 65 73 74 73 23 3b 20 4a [704-719]
ServSessionId=3f 53 65 72 76 53 65 73 73 69 6f 6e 49 64 3d 33 66 [720-735]
ee9af4c3957f28.6 65 65 39 61 66 34 63 33 39 35 37 66 32 38 2e 36 [736-751]
30.946465712033; 33 30 2e 39 34 36 34 36 35 37 31 32 30 33 33 3b [752-767]
AccipiterId=000 20 41 63 63 69 70 69 74 65 72 49 64 3d 30 30 30 [768-783]
93423*DEF....log 39 33 34 32 33 2a 44 45 46 0d 0a 0d 0a 6c 6f 67 [784-799]
inid=iaQQxaisc&p 69 6e 69 64 3d 69 61 71 71 78 6a 69 73 63 26 70 [800-815]
assword=vra7raa& 61 73 73 77 6f 72 64 3d 76 72 61 37 72 61 61 26 [816-831]
x=41&y=9f.X! 78 3d 34 31 26 79 3d 39 66 c8 58 21
下面是解码后的结果。
Flags: 0x00
Status: 0x00
Packet Length:844
Timestamp: 19:28:09.400000 01/18/2000
Ethernet Header
Destination: 00:90:ab:c0:68:00 [0-5]
Source: 52:54:ab:15:d6:de [6-11]
Protocol Type:08-00 IP [12-13]
IP Header - Internet Protocol Datagram
Version: 4 [14 Mask 0xf0]
Header Length: 5 [14 Mask 0xf]
Precedence: 0 [15 Mask 0xe0]
Type of Service: %000 [15 Mask 0x1c]
Unused: %00 [15 Mask 0x3]
Total Length: 826 [16-17]
Identifier: 61706 [18-19]
Fragmentation Flags: %010 Do Not Fragment [20 Mask 0xe0]
Fragment Offset: 0 [20-22 Mask 0x1fffff]
Time To Live: 32
IP Type: 0x06 TCP [23]
Header Checksum: 0x5fdc [24-25]
Source IP Address: 162.105.40.49 [26-29]
Dest. IP Address: 167.216.148.100 [30-33]
No Internet Datagram Options
TCP - Transport Control Protocol
Source Port: 1247 [34-35]
Destination Port: 80 World Wide Web HTTP [36-37]
Sequence Number: 7766106 [38-41]
Ack Number: 2567724309 [42-45]
Offset: 5 [46 Mask 0xf0]
Reserved: %000000 [46 Mask 0xfc0]
Code: %011000 [47 Mask 0x3f]
Ack is valid
Push Request
Window: 8760 [48-49]
Checksum: 0x37a7 [50-51]
Urgent Pointer: 0 [52-53]
No TCP Options
HTTP - HyperText Transfer Protocol
POST /js/VerifyL 50 4f 53 54 20 2f 6a 73 2f 56 65 72 69 66 79 4c [54-69]
ogin HTTP/1.1.. 6f 67 69 6e 20 48 54 54 50 2f 31 2e 31 0d 0a [70-84]
Accept: image/gi 41 63 63 65 70 74 3a 20 69 6d 61 67 65 2f 67 69 [85-100]
f, image/x-xbitm 66 2c 20 69 6d 61 67 65 2f 78 2d 78 62 69 74 6d [101-116]
ap, image/jpeg, 61 70 2c 20 69 6d 61 67 65 2f 6a 70 65 67 2c 20 [117-132]
image/pjpeg, app 69 6d 61 67 65 2f 70 6a 70 65 67 2c 20 61 70 70 [133-148]
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真不幸，刚好包含了帐号eaqqxaisc和密码vra7raa！
再仔细看看，哇！cookie的信息也是全都一览无遗。推广开去，所有的HTTP页面信息、Email信息等等，没有一点障碍得全被窃取。
一般的说，Sniffer可以截获的不仅仅是用户的ID和口令。它可以截获敏感的经济数据（如信用卡号）、秘密的信息（E-mail）和专有信息。基于入侵者可利用的资源，一个Sniffer可能截获网络上所有的信息。
从Sniffer上可以得到所的的信息，只要你有足够的存储空间。为了解决这个问题，入侵者一般只截获每个包的前200-300字节。用户名和口令一般在这部分。当然，假如有足够的存储介质，会得到更多有趣的内容。
三． 挫败Sniffer
sniffer是一种被动的攻击，不产生任何东西，基本上不留下什么痕迹。所以，在网络上是难以发现sniffer的。
以下一些工作对于对付sniffer会有些用处。
首先，检查网络线路，确定不会有硬件接入的sniffer。
其次，检查每一台机器的每一个通信端口。在sniffer存在时，被窃听机器的端口被改为许诺模式（promiscuous mode），可以通过这一点检测自己是否被窃听（源自参考文献3，笔者未曾实验）。在SunOS中，可以通过ifconfig –a来检测。
第三，对敏感数据加密。对敏感数据的加密是安全的必要条件。其安全级别取决于加密算法的强度和密钥的强度。
第四，使用安全的拓朴结构。Sniffer无法穿过交换机、路由器、网桥。网络分段越细，则安全程度越大。
四． Sniffer用于网络治理
Sniffer是被设计来诊断网络的联接情况的。ISS(Internet Security System)的总裁，大二退学自己开了ISS公司，现已成美国信息安全的首席顾问，comp.security的FAQ都由ISS发表。但是ISS的安全工具却全是sniff类型的。
现在有许多商用的sniffer，例如大大有名的netXray，其功能描述如下：
Monitoring Network Statistics
NetXRay provides both real time viewing and long term traffic analysis in graphical format. It can monitor multiple network statistics variables concurrently. This allows you to predict future network needs and plan for them accordingly. Alarms are generated whenever preset threshold parameters are exceeded, informing you about network exception conditions that may require immediate attention.
NetXRay monitors and displays a network segment’s packet rate, utilization and error rate in real time. Statistical counters for all network detail parameters are maintained in memory, and may be eXPorted to Excel format for tabulation or charting.
The host table maintains each network node’s traffic statistics in real time. It keeps MAC, IP network, IP application, IPX network, and IPX transport layer information in separate tables, all of which may be viewed in table, bar or pie chart formats. The host table can be sorted by any statistical variable of your choice, in either ascending or descending order.
The matrix table maintains network node pair conversation traffic statistics in real time. It keeps MAC, IP network, IP application, IPX network, and IPX transport layer information in separate tables, all of which may be viewed in traffic map, table, bar or pie chart formats. The matrix table can be sorted by any statistical variable of your choice, in either ascending or descending order.
The traffic map provides the user a birds-eye view of the network traffic patterns in real time. It gives a complete graphical presentation of the traffic pattern between network nodes.
NetXray就通过硬件地址和ip地址的双向解析可以用来检测ip盗用。同样，消息的重放可以通过引起信报错乱，从而进行一些惩罚，但这一手段同样可以进行其他hack活动。
参考文献
Anonymous Maximum Security Sams Publishing 1997
Anonymous Maximum Security（Second Edition） Sams Publishing 1998
余建斌 黑客的攻击手段及用户对策 人民邮电出版社 1998
