基于ARP攻击的计算机网络安全探析

摘 要：随着计算机技术的发展，网络安全问题日益严重，人们的日常生活已经收到了网络安全隐患的影响，而基于ARP攻击的计算机网络安全问题是主要威胁之一，因此文中结合实际经验，分析了ARP攻击的原理和特征，探析了基于ARP攻击的计算机网络安全策略。

关键词：ARP攻击；计算机；网络安全；策略分析

中图分类号：TP393.08

ARP网络攻击已经成为主要的通信窃听方式，给人们生活，学习，工作带来很大困扰。ARP攻击不仅会导致网络瘫痪，还会获取关键数据，并且可能会造成重大经济损失，计算机网络一旦感染上ARP病毒，就会产生网路堵塞现象，干扰设备的正常运行，使得黑客能够取得用户隐私信息。ARP欺骗攻击主要是将主机之间的数据报文传送给自己，然后将数据包分别传输给双方，这个过程使得整个通信线路压力倍增，但是通信还可能正常进行不易被发现，数据报文的传输一直通过黑客的主机，导致大量信息泄露，甚至危害用户安全。因此，我们要重视计算机网络通信的ARP欺骗攻击手段，文中对于该问题进行了深入分析，并提出了预防ARP攻击的对策。

1 ARP攻击原理与特征分析

1.1 ARP攻击的原理分析

ARP即是地址解析协议，主要是利用IP取得用户物理地址，主机会把所有包含ARP请求的广播到网络主机中，并接收消息，这样就可以确定主机的物理地址，返回的消息和地址信息会缓存一段时间以待下一次查询，而包含ARP的消息对于网络上的任何主机都是可以发送的，任意主机也会不加监测将其他主机的ARP信息保留在缓存区中，ARP欺骗攻击正式利用了其中的漏洞。黑客可以向一个主机发送伪ARP报文，作为主机1向主机2发出通信请求，再伪装成主机2回答主机1，此时，两个主机之间的通信数据包都要经过黑客的主机，形成了ARP欺骗攻击，甚至可以对局域网的每个独立主机发送欺骗报文，从而获取整个局域网的信息，监听所有主机的数据通信。

1.2 ARP欺骗攻击的特征

ARP欺骗攻击的由于每个步骤都是利用欺骗数据报文完成，所以隐蔽性强，主机ARP缓冲区也不会主动判断所有主机发送的ARP报文，因此无法造成同一个局域网IP冲突，很难被发现。其次伪ARP应答报文会自动修改物理地址列表，很难修复，加大的网络安全管理的难度。最后ARP欺骗每次都会更改MAC地址，伪装主机IP发送数据，因此线路中数据量突然增大，很容易造成网络拥挤或者瘫痪，因此影响主机之间的通信质量。

2 基于ARP攻击的网络安全问题的危害

基于ARP网络安全事故有以下危害，第一是主机之间的连接障碍，ARP欺骗的主要过程是获取网关数据，且按照某种频率不断通知路由器错误的物理地址，而主机需要的真实物理地址无法进入ARP缓存表，路由器只能将数据传递给伪装的主机地址，使得网络传输缓慢，另外ARP会建立伪网关，数据不会通过路由器而是直接向伪网关发送数据包，主机会出现掉线情况。第二泄露主机内存储的重要数据信息。数据传输先发送到伪装主机，使得数据泄露，这是许多黑客获取非法财产的重要途径，例如银行卡，支付宝等账号密码都容易因为登陆钓鱼网站而损失大量财产，这种类似案件层出不穷，使得部分网民一度失去对网络购物的信心。

3 基于ARP攻击的计算机网络安全策略分析

如果个人电脑遇到ARP攻击会遇到反复掉线现象，或者登陆不上。可以打开DOS系统，输入arp-d，重新连接，如果可以上网，说明受到了ARP欺骗攻击，可以采用以下策略解除危害或者预防ARP攻击。

3.1 双向绑定策略

基于ARP的攻击策略主要利用伪装的MAC地址，因此双向绑定在原理上可以减少此类攻击，双向绑定强行使得物理地址和IP地址一一映射，ARP缓存表就不会再更新，伪装主机没有机会发送伪ARP报文更改物理地址，例如有三个主机ABC，IP地址分别是10.1.13.12，10.1.13.22，10.1.13.45，对应的MAC地址是18-7A-4B-EC-77-4D，42-7B-4A-EC-37-4E，12-2A-3B-AC-43-8E，网关地址是10.13.1.34，MAC地址是15-8B-4C-ED-24-DE。即将三个MAC地址和对应的IP地址进行关联，存入ARP缓存区中，然后在控制台中运行命令：arp-s 10.13.1.34 15-8B-4C-ED-24-DE绑定MAC和IP，继续运行命令，arp static 10.1.13.12 18-7A-4B-EC-77-4D，arp static 10.1.13.22 42-7B-4A-EC-37-4E，arp static 10.1.13.45 12-2A-3B-AC-43-8E，成功绑定之后，MAC与IP的映射关系就固定了，无法更改，ARP攻击的就无法伪造MAC地址了。这种策略只适用于小规模局域网的防护ARP攻击，因为一一绑定要耗费大量的人力。

3.2 ARP防护软件

现在常用的ARP软件主要是欣向ARP工具，Antiarp等软件，欣向ARP工具会时常检测是否有伪装IP，检测开启后就会查到网络ARP欺骗根源，并且一直发送正确的IP地址，高频率的广播可以保护主机获取正确的IP地址。Antiarp除了自动提示ARP欺骗攻击外，还可以自动解决IP地址冲突的问题。该方法适合大量主机使用，简单高效。

3.3 使用静态ARP缓存

静态ARP缓存也是为了解决黑客发送虚假ARP报文的问题，动态ARP缓存设置会使得伪MAC地址替换主机MAC地址，使用静态ARP缓存，无法更改IP地址和MAC地址，伪ARP报文就不能更改物理地址，主机正常情况下自主维护ARP缓存表，自适应更新该映射表，静态绑定后，主机网卡不会再接受ARP报文和应答消息，最终会减小受到ARP攻击的可能性。

3.4 限制ARP广播报文发送频率

该策略利用正常运行的ARP广播报文发送频率的统计特征，设置报文发送次数，一旦超过该次数，则要主动断掉和网络的连接，减少ARP 泛洪攻击。该方法需要经验和不断调试限定次数。才能取得较好的效果。

4 结束语

计算机网络技术在逐渐改变人们的生活，工作，学习方式，带来巨大社会变革，而网络安全问题使得人们使用互联网存在很多疑虑，不利于社会进步和发展，因此文中展开了对基于ARP攻击的计算机网络安全的研究，该问题是一种常见的网络安全问题，文中首先分析ARP攻击的原理，特征和危害，继而从IP地址和MAC地址双向绑定策略，使用ARP防护软件，使用静态ARP缓存技术，限制ARP广播报文发送频率等四种策略预防和解决ARP攻击。

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作者简介：刘云霞（1975-），男，湖南津市人，硕士，高级讲师，主要研究方向：计算机应用与教学管理。

作者单位：湖南劳动人事职业学院，长沙 410126