ARP欺骗

了解ARP地址解析协议

我们先来简单描述下什么是ARP,ARP是地址解析协议,ARP协议主要负责将局域网中的32位IP地址转换为对应的48位物理地址,即网卡的MAC地址,比如IP地址为192.168.0.1计算机上网卡的MAC地址为00-03-0F-FD-1D-2B。整个转换过程是一台主机先向目标主机发送包含IP地址信息的广播数据包,即ARP请求,然后目标主机向该主机发送一个含有IP地址和MAC地址数据包,通过协商这两个主机就可以实现数据传输了。

ARP地址解析协议工作过程

工作过程
主机A的IP地址为192.168.1.1,MAC地址为0A-11-22-33-44-01;
主机B的IP地址为192.168.1.2,MAC地址为0A-11-22-33-44-02;
当主机A要与主机B通信时,地址解析协议可以将主机B的IP地址(192.168.1.2)解析成主机B的MAC地址,以下为工作流程:
第1步:根据主机A上的路由表内容,IP确定用于访问主机B的转发IP地址是192.168.1.2。然后A主机在自己的本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。
第2步:如果主机A在ARP缓存中没有找到映射,它将询问192.168.1.2的硬件地址,从而将ARP请求帧广播到本地网络上的所有主机。源主机A的IP地址和MAC地址都包括在ARP请求中。本地网络上的每台主机都接收到ARP请求并且检查是否与自己的IP地址匹配。如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配,它将丢弃ARP请求。
第3步:主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配,则将主机A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP缓存中。
第4步:主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。
第5步:当主机A收到从主机B发来的ARP回复消息时,会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存。本机缓存是有生存期的,生存期结束后,将再次重复上面的过程。主机B的MAC地址一旦确定,主机A就能向主机B发送IP通信了。

ARP缓存表

在安装了以太网网络适配器(既网卡)的计算机中有一个或多个ARP缓存表,用于保存IP地址以及经过解析的MAC地址。在Windows中要查看或者修改ARP缓存中的信息,可以使用ARP命令来完成,比如在Windows XP的命令提示符窗口中键入“ARP -a”或“ARP -g”可以查看ARP缓存中的内容;键入“ARP -d IPaddress”表示删除指定的IP地址项(IPaddress表示IP地址)。ARP命令的其他用法可以键入“ARP /?”查看帮助信息。

什么是ARP欺骗

将ip地址转换为mac地址是ARP的工作,在网络中发送虚假的ARP respones(ARP应答),就是ARP欺骗。
在现实中,我们都知道邮政机构的主要职责就是靠邮差来接收和收发包裹,我们只要填写两个正确信息:邮政编码和收件人地址,就可以把邮件送达目的地。这中间邮政编码起到很大的作用,它的主要作用是把相应的地址信息用数字的形式统一编码,比如:71010,就代表了西安市市某个行政地区。
如果我们清楚的知道邮政系统是怎样把包裹送达目的地,就很容易理解ARP协议的处理过程。ARP同样处理需要两个信息来完成数据传输,一个是IP地址,一个是MAC地址。所以当ARP传输数据包到目的主机时,就好像邮局送包裹到目的地,IP地址就是邮政编码,MAC地址就是收件人地址。ARP的任务就是把已知的IP地址转换成MAC地址,这中间有复杂的协商过程,这就好像邮局内部处理不同目的地的邮件一样。我们都清楚邮局也有可能送错邮件,原因很简单,就是搞错了收件人地址,或是搞错了邮政编码,而这些都是人为的;同理,ARP解析协议也会产生这样的问题,只不过是通过计算机搞错,比如,在获得MAC地址时,有其他主机故意顶替目的主机的MAC地址,就造成了数据包不能准确到达。这就是所谓的ARP欺骗。

ARP欺骗会导致什么问题

假设,李四在西安,邮编是710100。朋友张三要给李四发一封信,当张三发现通讯录里没有李四的邮政编码,他就把信件发到了西安市邮局,于是邮局发了个广播给用户,问谁的地址邮编是710100,结果李四发现自己的邮编是710100,李四就会举手,说我是。这样,信件就发到李四那儿了。同时李四的地址信息也被张三记在自己的通信录里面了。

问题来了,如果在广播的时候,有人假冒李四,发出应答……。那信件就发不到李四那儿,并且,张三的通信表里面记录了错误的邮编和地址对应的信息。

李四收不到信件,就会给张三发信息询问,张三又重新发,但是他通信录里面的地址是错误的,所以,每次发信李四都收不到。如果这样反复询问,那必然的结果就是错误信件越发越多,邮件的错误邮件也越收越多,超过了正常的接收量,由于超负荷运转,而最终导致邮局彻底瘫痪,邮差也相继失业。可怜的李四,他始终没有收到过张三的邮件。

这就好比是ARP欺骗造成的后果,错误信件就是错误数据包,当它越来越多时,就会导致网络瘫痪,从而导致主机不能上网,影响企业的正常业务运转。

内容概要:该论文聚焦于6G通信中20-100GHz频段的电磁场(EMF)暴露评估问题,提出了一种基于自适应可重构架构神经网络(RAWA-NN)的预测框架。该框架通过集成权重分析模块和优化模块,能够自动优化网络超参数,显著减少训练时间。模型使用70%的前臂数据进行训练,其余数据用于测试,并用腹部和股四头肌数据验证模型泛化能力。结果显示,该模型在不同参数下的相对差异(RD)在前臂低于2.6%,其他身体部位低于9.5%,可有效预测皮肤表面的温升和吸收功率密度(APD)。此外,论文还提供了详细的代码实现,涵盖数据预处理、权重分析模块、自适应优化模块、RAWA-NN模型构建及训练评估等内容。 适合人群:从事电磁兼容性研究、6G通信技术研发以及对神经网络优化感兴趣的科研人员和工程师。 使用场景及目标:①研究6G通信中高频段电磁暴露对人体的影响;②开发更高效的电磁暴露评估工具;③优化神经网络架构以提高模型训练效率和预测精度。 其他说明:论文不仅提出了理论框架,还提供了完整的代码实现,方便读者复现实验结果。此外,论文还讨论了未来的研究方向,包括扩展到更高频段(如300GHz)的数据处理、引入强化学习优化超参数、以及实现多物理场耦合的智能电磁暴露评估系统。建议读者在实际应用中根据具体需求调整模型架构和参数,并结合真实数据进行验证。
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