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DHCP Snooping技術(shù)

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DHCP Snooping技術(shù)
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一

概 述

為了保證網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)的安全性，引入了DHCP Snooping技術(shù)，在DHCP Client和DHCP Server之間建立一道防火墻，以抵御網(wǎng)絡(luò)中針對DHCP的各種攻擊。
DHCP Snooping是DHCP的一種安全特性，用于保證DHCP客戶端從合法的DHCP服務(wù)器獲取IP地址。DHCP 服務(wù)器記錄DHCP客戶端IP地址與MAC地址等參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，防止網(wǎng)絡(luò)上針對DHCP攻擊。
目前DHCP協(xié)議在應(yīng)用的過程中遇到很多安全方面的問題，網(wǎng)絡(luò)中存在一些針對DHCP的攻擊，如DHCP Server仿冒者攻擊、DHCP Server的拒絕服務(wù)攻擊、仿冒DHCP報(bào)文攻擊等。

DHCP Snooping主要是通過DHCP Snooping信任功能和DHCP Snooping綁定表實(shí)現(xiàn)DHCP網(wǎng)絡(luò)安全。

二

工作原理

DHCP無中繼工作原理：

  • 發(fā)現(xiàn)階段：DHCP客戶端發(fā)送DHCP DISCOVER報(bào)文（廣播）來發(fā)現(xiàn)DHCP服務(wù)器。DHCP DISCOVER報(bào)文中攜帶了客戶端的MAC地址（DHCP DISCOVER報(bào)文中的chaddr字段）、需要請求的參數(shù)列表選項(xiàng)（Option55）、廣播標(biāo)志位（DHCP DISCOVER報(bào)文中的flags字段，表示客戶端請求服務(wù)器以單播或廣播形式發(fā)送響應(yīng)報(bào)文）等信息。
  • 提供階段：服務(wù)器接收到DHCP DISCOVER報(bào)文后，選擇跟接收DHCP DISCOVER報(bào)文接口的IP地址處于同一網(wǎng)段的地址池，并且從中選擇一個(gè)可用的IP地址，然后通過DHCP OFFER報(bào)文發(fā)送給DHCP客戶端。
  • 請求階段：如果有多個(gè)DHCP服務(wù)器向DHCP客戶端回應(yīng)DHCP OFFER報(bào)文，則DHCP客戶端一般只接收第一個(gè)收到的DHCP OFFER報(bào)文，然后以廣播方式發(fā)送DHCP REQUEST報(bào)文，該報(bào)文中包含客戶端想選擇的DHCP服務(wù)器標(biāo)識(shí)符（即Option54）和客戶端IP地址（即Option50，填充了接收的DHCP OFFER報(bào)文中yiaddr字段的IP地址）。以廣播方式發(fā)送DHCP REQUEST報(bào)文，是為了通知所有的DHCP服務(wù)器，它將選擇某個(gè)DHCP服務(wù)器提供的IP地址，其他DHCP服務(wù)器可以重新將曾經(jīng)分配給客戶端的IP地址分配給其他客戶端。
  • 確認(rèn)階段：DHCP客戶端收到DHCP ACK報(bào)文，會(huì)廣播發(fā)送免費(fèi)ARP報(bào)文，探測本網(wǎng)段是否有其他終端使用服務(wù)器分配的IP地址。
DHCP有中繼工作原理：
DHCP中繼接收到DHCP客戶端廣播發(fā)送的DHCP DISCOVER報(bào)文后，主要?jiǎng)幼骱簷z查DHCP報(bào)文中的giaddr字段。DHCP報(bào)文中的giaddr字段標(biāo)識(shí)客戶端網(wǎng)關(guān)的IP地址。如果服務(wù)器和客戶端不在同一個(gè)網(wǎng)段且中間存在多個(gè)DHCP中繼，當(dāng)客戶端發(fā)出DHCP請求時(shí)，第一個(gè)DHCP中繼會(huì)把自己的IP地址填入此字段，后面的DHCP中繼不修改此字段內(nèi)容。DHCP服務(wù)器會(huì)根據(jù)此字段來判斷出客戶端所在的網(wǎng)段地址，從而為客戶端分配該網(wǎng)段的IP地址。

將DHCP報(bào)文的目的IP地址改為DHCP服務(wù)器或下一跳中繼的IP地址，源地址改為中繼連接客戶端的接口地址，通過路由轉(zhuǎn)發(fā)將DHCP報(bào)文單播發(fā)送到DHCP服務(wù)器或下一跳中繼。

三

功能

DHCP Snooping trust

  • DHCP Snooping的信任功能，能夠保證DHCP客戶端從合法的DHCP服務(wù)器獲取IP地址。

  • DHCP Snooping信任功能將接口分為信任接口和非信任接口：

    1. 信任接口正常接收DHCP服務(wù)器響應(yīng)的DHCP ACK、DHCP NAK和DHCP Offer報(bào)文。
    2. 設(shè)備只將DHCP客戶端的DHCP請求報(bào)文通過信任接口發(fā)送給合法的DHCP服務(wù)器，不會(huì)向非信任接口轉(zhuǎn)發(fā)。
    3. 非信任接口收到的DHCP Server發(fā)送的DHCP OFFER、DHCP ACK、DHCP NAK報(bào)文會(huì)被直接丟棄。
DHCP Snooping綁定表
  • 二層接入設(shè)備使能了DHCP Snooping功能后，從收到DHCP ACK報(bào)文中提取關(guān)鍵信息（包括PC的MAC地址以及獲取到的IP地址、地址租期），并獲取與PC連接的使能了DHCP Snooping功能的接口信息（包括接口編號(hào)及該接口所屬的VLAN），根據(jù)這些信息生成DHCP Snooping綁定表。
  • 由于DHCP Snooping綁定表記錄了DHCP客戶端IP地址與MAC地址等參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，故通過對報(bào)文與DHCP Snooping綁定表進(jìn)行匹配檢查，能夠有效防范非法用戶的攻擊。

四

DHCP攻擊

4.1 餓死攻擊

攻擊原理：攻擊者持續(xù)大量地向DHCP Server申請IP地址，直到耗盡DHCP Server地址池中的IP地址，導(dǎo)致DHCP Server不能給正常的用戶進(jìn)行分配。
漏洞分析：DHCP Server向申請者分配IP地址時(shí)，無法區(qū)分正常的申請者與惡意的申請者。
解決方法：對于餓死攻擊，可以通過DHCP Snooping的MAC地址限制功能來防止。該功能通過限制交換機(jī)接口上允許學(xué)習(xí)到的最多MAC地址數(shù)目，防止通過變換MAC地址，大量發(fā)送DHCP請求。

4.2 改變CHADDR值的dos攻擊

攻擊原理：攻擊者持續(xù)大量地向DHCP Server申請IP地址，直到耗盡DHCP Server地址池中的IP地址，導(dǎo)致DHCP Server不能給正常的用戶進(jìn)行分配。
漏洞分析：DHCP Server向申請者分配IP地址時(shí)，無法區(qū)分正常的申請者與惡意的申請者。
解決方法：為了避免受到攻擊者改變CHADDR值的攻擊，可以在設(shè)備上配置DHCP Snooping功能，檢查DHCP Request報(bào)文中CHADDR字段。如果該字段跟數(shù)據(jù)幀頭部的源MAC相匹配，轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文；否則，丟棄報(bào)文。從而保證合法用戶可以正常使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

4.3 中間人攻擊

攻擊原理：攻擊者利用ARP機(jī)制，讓Client學(xué)習(xí)到DHCP Server IP與Attacker MAC的映射關(guān)系，又讓Server學(xué)習(xí)到Client IP與Attacker Mac的映射關(guān)系。如此一來，Client與Server之間交互的IP報(bào)文都會(huì)經(jīng)過攻擊者中轉(zhuǎn)。
漏洞分析：從本質(zhì)上講，中間人攻擊是一種Spoofing IP/MAC攻擊，中間人利用了虛假的IP地址與MAC地址之間的映射關(guān)系來同時(shí)欺騙DHCP的客戶端和服務(wù)器。

解決方法：為防御中間人攻擊與IP/MAC Spoofing攻擊，可使用DHCP Snooping的綁定表工作模式，當(dāng)接口接收到ARP或者IP報(bào)文，使用ARP或者IP報(bào)文中的“源IP+源MAC”匹配DHCP Snooping綁定表。如果匹配就進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，如果不匹配就丟棄。

五

配置應(yīng)用

配置方式一：接口視圖
[Switch] dhcp snooping enable ipv4
[Switch] interface GigabitEthernet 0/0/1
[Switch-GigabitEthernet0/0/1] dhcp snooping enable
[Switch] interface GigabitEthernet 0/0/2
[Switch-GigabitEthernet0/0/2] dhcp snooping enable
[Switch] interface GigabitEthernet 0/0/3
[Switch-GigabitEthernet0/0/3] dhcp snooping enable
[Switch-GigabitEthernet0/0/3] dhcp snooping trusted

配置方式二：VLAN視圖
[Switch] dhcp snooping enable ipv4 
[Switch] vlan 2
[Switch-vlan2] dhcp snooping enable 
[Switch] interface GigabitEthernet 0/0/3
[Switch-GigabitEthernet0/0/3] dhcp snooping trusted
執(zhí)行命令display dhcp snooping interface，查看接口下的DHCP Snooping運(yùn)行信息。
[Switch]display dhcp snooping interface GigabitEthernet 0/0/3
DHCP snooping running information for interface GigabitEthernet0/0/3 :
DHCP snooping : Enable 
Trusted interface : Yes
Dhcp user max number : 1024 (default)
Current dhcp user number : 0
Check dhcp-giaddr : Disable  (default)
Check dhcp-chaddr : Disable  (default)
Alarm dhcp-chaddr : Disable  (default)
Check dhcp-request : Disable  (default)
Alarm dhcp-request : Disable  (default)
----- more ------
總 結(jié)
這次分享DHCP Snooping，一般企業(yè)局域網(wǎng)特別是無線連接都是采用DHCP自動(dòng)獲取地址的方式訪問外網(wǎng)。
這個(gè)時(shí)候局域網(wǎng)中的終端如果不慎感染病毒就可能出現(xiàn)，DHCP Server仿冒者攻擊、DHCP Server的拒絕服務(wù)攻擊、仿冒DHCP報(bào)文攻擊等，通過在二層交換機(jī)配置DHCP Snooping信任功能可以有效的實(shí)現(xiàn)DHCP網(wǎng)絡(luò)安全。


本文作者：朱福生(上海新炬中北團(tuán)隊(duì)）

本文來源：“IT那活兒”公眾號(hào)

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