基于华为ENSP 和Vmware Workstation 软件模拟MAC洪泛攻击与防御的实验综述报告

2021-05-07

数字通信世界 2021年4期

（安徽城市管理职业学院，安徽合肥 230050）

0 引言

交换机MAC 泛洪攻击是利用工具不断大量伪造MAC 地址，利用交换机学习MAC 地址没有安全验证机制这一漏洞，攻击者利用虚假物理地址欺骗交换机，交换机的MAC 地址表被填满后，交换机将以广播的方式工作。攻击者可在网络内任何一台主机上抓取数据包，通过对数据包解密从而窃取重要信息，从而引发交换机的MAC 泛洪攻击事件。交换机开启端口安全可以在很大程度上防范MAC 泛洪攻击。本文利用VMware Workstation 和eNSP 工具模拟窃取信息并通过给出安全防御方法。

1 实验内容

1.1 实验目标

了解交换机MAC 洪泛攻击的原理，并能对其进行有效的防御，掌握攻击步骤和防御方法并能应用到真实环境中。

1.2 实验场景及任务描述

某公司准备搭建FTP 服务，用于内部员工进行文件上传和下载等工作需要。出于安全方面考虑要求设置FTP 服务的用户名和密码。作为网络安全管理员的你，提出了安全不仅是设置用户名和密码访问FTP 服务就可以解决的，还需要对内部网络设备安全进行配置。

任务一：在BT5上使用攻击工具macof 对网络开展MAC 泛洪攻击，并利用协议分析软件Wireshark 捕获网络中明文传输的FTP 服务器的登录用户名和密码。

任务二：对交换机开启端口安全，阻止攻击机通过其级联端口与交换机通信，防御攻击。

1.2.1 实验拓扑图，见下图1。

图1 实验拓扑图

1.2.2 IP 地址规划表，见下表1。

表1 IP地址规划表

1.2.3 实验工具

（1）物理机

操作系统：Windows7

物理机安装工具1：VMware Workstation 12.5软件

物理机安装工具2：eNSP 1.2软件

（2）客户端

eNSP 自带的client

（3）服务器

eNSP 自带的Server

FTP 服务用户名：1，密码：1

（4）攻击机

虚拟机操作系统：BT5

虚拟机安装工具1：macof

虚拟机安装工具1：抓包工具Wireshark

1.2.4 实验原理

攻击者通过攻击机BT5执行macof 命令在目标网络中不断泛洪大量不同源MAC 地址的数据包，导致交换机MAC 地址表溢出，攻击者能进一步利用嗅探工具（例如Wireshark）对网络内所有用户的信息进行捕获，从而捕获到用明文传输的用户名和密码，如FTP、Telnet 服务等。防御的方法可以通过开启交换机的Port Security功能能有效的防范MAC flooding 攻击。更明细地，可以控制每个端口所能发送的源MAC 地址数量，甚至可以自动或手动绑定一个MAC 地址到特定端口。

1.2.5 实验步骤

（1）打开eNSP 软件，按拓扑图添加设备并配置好IP 地址等，其中Clund1的配置参照图2，完成实验环境的准备工作。

（2）在攻击机BT5上打开终端并调用macof 工具，同时，在终端的窗口中使用命令wireahark 打开抓包模块，做好MAC 泛洪后的数据抓取准备工作。

（3）在BT5 上打开协议分析软件Wireshark，接着在Client 端访问FTP 服务器，输入用户名和密码并点击登录。Wireshark 上可以截获到客户端发给服务器的用户名和密码。如下图3：

1.2.6 解决方法

静态MAC 地址绑定，同时限定接入交换机端口接入MAC 地址的数量。如设置交换机的该端口最多可以学习10个MAC 地址

图2 Cloud1设置

图3 捕获的用户名和密码

[Huawei-GigabitEthernet0/0/3]port-security enable

[Huawei-GigabitEthernet0/0/3]port-security macaddress sticky

[Huawei-GigabitEthernet0/0/3]port-security protectaction protect

[Huawei-GigabitEthernet0/0/3]port-security max-macnum 10

按照该方法对交换机配置，然后再次重复2.2.5的实验内容，无法截获客户机发给服务器的FTP 用户名和密码。

1.3 实验结果与分析

正常工作的交换机根据MAC 地址表对数据转发，地址表的数量一般有4K 或8K，一旦MAC 地址表溢出则会把在地址表中没有学习到的目的MAC 地址的帧向所有端口转发，导致重要信息泄露等。开启端口安全，可以对服务器等重要MAC 地址和相应端口进行绑定，通过粘连动态学习，也可以手工指定，可以定义接口学习的MAC 地址数量，最后定义违规的动作丢弃、告警、关闭端口3种处理方式。

通过交换机的端口安全技术，可以有效防御MAC泛洪攻击，提高交换机的性能，进而增强设备的安全性。