数据包伪造替换、会话劫持、https劫持之探索和测试

（一）数据包替换攻击

该攻击过程如下：伪造服务器响应客户端的数据包。监听客户端的数据包，用预先伪造的数据包，伪装成服务器返回的数据发送给客户端。

因为攻击者跟目标在同一个局域网，所以攻击者发送的数据包肯定比服务器的响应数据要快很多，只要数据包构造正确，就一定可以被客户端按正常的数据处理。

这部分的重点和难点在于，要构造正确的数据包，需要根据攻击者的目的，修改数据包中的数据、MAC、IP、TCP(UDP)层的长度、校验值等多个字段的值，还要兼容多种网络协议，另外还需要高效的处理数据包。

这部分内容对于熟悉tcp/ip协议栈的程序员来讲非常容易，唯一需要注意的坑就是，udp和tcp封包中的checksum字段的计算，其格式不是简单的tcp和udp包头字节的crc校验，而是：

1. 先将checksum字段清零
2. 再将ip数据包中的 原ip（dword)、目的ip（dword)、包含tcp或者udp包头在内的数据长度值(short)、ip包中的协议字段(short)这4个字段加上tcp或者udp的包头加上数据部分之和（该长度还要2字节对齐，假如长度是奇数的话还要再补一个0）计算出来的校验和值。
3. 将计算的校验值写入包头。
   其结构体如下：

typedef struct
{unsigned char SrcIP[IPV6_IP_SIZE];unsigned char DstIP[IPV6_IP_SIZE];unsigned short Protocol;unsigned short PackLen;
}IPV6FAKEHEADER, *LPIPV6FAKEHEADER;

计算tcp和udp中校验和的代码大体如下所示：

WORD Checksum::checksum(WORD *buffer,int size)
{unsigned long cksum = 0;while(1<size){cksum += *buffer++;size -= sizeof(USHORT);}if(0<size)cksum += *(UCHAR*)buffer;cksum = (cksum>>16) + (cksum&0xffff);cksum += (cksum>>16);return(unsigned short)(~cksum);
}USHORT Checksum::subPackChecksum(char * lpCheckSumData,WORD wCheckSumSize,DWORD dwSrcIP,DWORD dwDstIP,unsigned int wProtocol)
{char szCheckSumBuf[MAX_SINGLE_PACKET_SIZE];LPCHECKSUMFAKEHEADER lpFakeHdr = (LPCHECKSUMFAKEHEADER)szCheckSumBuf;lpFakeHdr->dwSrcIP = dwSrcIP;lpFakeHdr->dwDstIP = dwDstIP;lpFakeHdr->Protocol = ntohs(wProtocol);lpFakeHdr->usLen = ntohs(wCheckSumSize);memcpy(szCheckSumBuf + sizeof(CHECKSUMFAKEHEADER),(char*)lpCheckSumData,wCheckSumSize);*(DWORD*)(szCheckSumBuf + sizeof(CHECKSUMFAKEHEADER) + wCheckSumSize) = 0;unsigned short nCheckSum = checksum((WORD*)szCheckSumBuf,wCheckSumSize + sizeof(CHECKSUMFAKEHEADER));return nCheckSum;
}

该模块基于winpcap开发。网络攻击的先决条件是能监听到目标的数据包，这是必须的前提条件。在Windows平台网络数据包开发包是winpcap，在linux上是libcap。

各层封包的包头处理有很多细节需要注意。在实际场景中，抓到的数据包并不是mac层，而是大多是pppoe或者wlan格式，其包头格式如下：

typedef struct {char version : 4;char type : 4;unsigned char code;unsigned short sessionid;unsigned short len;unsigned short protocol;
}PPPOEHEADER, *LPPPPOEHEADER;typedef struct
{unsigned char idhigh : 4;unsigned char canonical : 1;unsigned char priority : 3;unsigned char id : 8;unsigned short type;
}HEADER8021Q, *LPHEADER8021Q;

具体处理流程更多是包头协议格式的解析，在此按下不表。

本程序支持tcp和udp数据包的伪造、欺骗攻击，其代码主要位于ReplacePacket.cpp中。其中，dns劫持就是一种较为简单的数据包替换攻击，其代码位于 PacketProc.cpp中，要实现攻击需要了解dns数据包的格式，读者请自行百度。其主要数据结构如下：

typedef struct  
{unsigned short TransactionID;		//交易ID，发出和接收必须相同unsigned short Flags;				//标志字段，发出和接收都应该修改该字段unsigned short Questions;			//问题格式unsigned short AnswerRRS;			//回答资源记录个数unsigned short AuthorityRRS;		//认证资源记录个数unsigned short AdditionalRRS;		//附加资源记录个数
}DNSHEADER,*LPDNSHEADER;//中间的要解析的名称以一个非可打印字符开头，以0结尾，后面紧跟着解析的类型要求，和CLASS要求
typedef struct  
{unsigned short	Name;				//名称，低字节为从开头的偏移地址，只想要解析的内容unsigned short	Type;				//类型，0005为解析字符串，0001为解析IP地址unsigned short 	Class;				//输入unsigned short	HighTTL;			//生存周期unsigned short	LowTTL;unsigned short	AddrLen;			//解析的长度unsigned int	Address;			//解析的内容
}DNSANSWER,*LPDNSANSWER;typedef struct
{unsigned short	Name;				//名称，低字节为从开头的偏移地址，只想要解析的内容unsigned short	Type;				//类型，0005为解析字符串，0001为解析IP地址unsigned short 	Class;				//输入unsigned short	HighTTL;			//生存周期unsigned short	LowTTL;unsigned short	AddrLen;			//解析的长度unsigned char	Address[16];			//解析的内容
}DNSANSWERIPV6, *LPDNSANSWERIPV6;typedef struct {unsigned short dnstype;unsigned short dnsclass;
}DNSTYPECLASS,*LPDNSTYPECLASS;typedef struct {unsigned short	Name;unsigned short	Type;unsigned short 	Class;unsigned int	TTL;unsigned short	AddrLen;
}DNSANSWERHEADER, *LPDNSANSWERHEADER;

如下以下视频中，当dns欺骗未开启时，在nslookup中查询到的www.baidu.com的IP地址是182.61.200.7，而当dns攻击开启时，www.baiducom的ip地址被替换为192.168.101.122，这个地址正好是本机的ip地址，本机上有一个服务器程序，监听443或者80端口的数据，这样就可以当作下一步https攻击的服务器。

从wireshark可以清晰看到网卡发出的dns伪造数据包。

（二）https劫持

https劫持有多种方式可以实现，比如dns劫持方式和数据包转发。

数据包转发方式较为复杂，各有各的实现方法。一般原理是：

1. 在数据包监听处，有一链路层处理程序S，识别并修改ssl数据包，将目的mac和目的ip地址改为解析程序的mac和ip、并重新校验之后，从链路层发送。
2. 解析程序在recv函数之后，会收到目的地址是自己的数据包，然后调用openssl接口，进入openssl接口处理部分，其返回结果是将https脱去后的明文数据。此时，解析程序可以当作中间人，将客户端数据发送给服务器的数据，从host取出真正的服务器地址，数据部分根据需要加工处理后发送给真正的服务器。对于服务器返回的数据，根据攻击者的目的，处理之后发送给真正的客户端。
3. 最后，S需要将链路层监听到的、跟发送给解析程序相匹配的、返回数据包，在链路层修改原mac和ip地址，并重新校验之后，从链路层上放回原来的数据流中。

另一种方式较为简单，其过程如下：

1. 预先获取客户端要访问的域名，对其进行dns数据包替换攻击，将客户端对域名M的访问，定向到特定的主机H上
2. 客户端想要访问M域名时，由于伪造的dns数据包中返回的地址指向H，故此时客户端程序会误以为H就是M.
3. 在H主机上有一特定程序，采用中间人方式，对客户端的数据访问伪装成服务器，将客户端数据再次转发给真正的服务器，对于服务务器返回的数据，再次转发给真正的客户端。

本程序采用第二种方法，主要的https中间人代码在sslEntry.cpp，sslProxyListener.cpp，sslProxy.cpp，makeCert.cpp，sslPublic.cpp等几个文件中，搬砖的工作暂且不表：）。

在https劫持中一个重要问题就是证书问题。这里采取的方式是，将生成次级证书的根证书导入到本机的根证书授信中心，接下来利用此证书签名的二级证书和三级证书在chrome和edge中的访问都是没问题的，但是firefox有单独的证书认证体系，windows等操作系统认可的证书、包括我们我们导入的证书不在其认可范围之内。

程序中实现了域名证书证书自动生成功能，可以根据客户端的clienthello数据包中的域名，动态生成域名证书。另外还支持自动检测和生成、导入根证书。

程序运行需要预先安装openssl。

在实际测试中，国内大厂包括阿里系，腾讯系的软件大都采用了https传输方式，但是也有极个别软件的服务器域名的ssl流量可以劫持成功，特别是某些Android移动端软件，ios端也发现过此种情况。当然，现在的趋势是验证机制越来越严格，难度越来越大。

本实例程序运行时，会将ssl数据存放在output目录下的ssl.dat文件中，如下截图所示，当未开启ssl攻击时，浏览器访问正常；当开启ssl劫持后，浏览器依然正常，此时ouput目录下的ssl.dat中存放着https中的明文数据。从host或者域名可以验证我们刚才点击访问的网址，证明ssl劫持成功。

本次测试的具体代码下载地址：点击下载

该项目具有tcp和udp数据包伪造替换、dns欺骗劫持、https中间人（mid in man)劫持攻击等多种功能。