arp richiesta e risposta utilizzando la programmazione c socket

Un paio di cose per mandare i tuoi pacchetti via cavo/etere.

• Il .sll_protocol corretto per la risposta arp è ETH_P_ARP, da <linux/if_ether.h>

• Si è verificato un errore nell'endianness durante l'impostazione di ah->arp_op. È un campo byteorder di rete di 2 ottetti, quindi usa htons().

• In generale, il codice è un po' confuso riguardo alla rete e all'ordine dei byte dell'host. Attualmente invia la risposta molto alterata, ma non mi è chiaro se si tratti dell'intento dannoso del codice o di un incidente. Nel caso in cui desideri inviare indirizzi IP reali e corretti, utilizza htonl e htons durante la creazione della risposta.

Per correggere l'endianità:

• Includere correttamente <arpa/inet.h>
• Usa sempre htons(), htonl() ntohs() e ntohl(). La loro implementazione lo rende un NOP, se non è necessario sulla tua piattaforma.
• Quando imposti i dati da inviare dall'host, elaborali sempre con hton*()
• Quando interpreti i dati dalla rete, usa sempre ntoh*() prima di confrontarli con le variabili locali.

In sintesi, le modifiche apportate sono state 1) .sll_protocol =htons(ETH_P_ARP). (durante l'invio di dati) 2) ah->arp_op =htons(ARPOP_REPLY) (nella risposta arp) 3) Rimosso l'assurdo ntohs() su ah->arp_hd e ah->arp_pr. Non si desidera convertire i dati nell'host byteorder quando si popola il buffer di invio (a meno che non lo si faccia davvero) 4) Aggiunte le conversioni ntohs() e le definizioni appropriate in alcuni dei confronti 5) alcune altre piccole correzioni 6) disabilitato il sistema di esecuzione dei bit ("sudo...")!

Codice completo su pastebin. Ecco una differenza:

[email protected]:~/src/so/arp$ diff arp2.c arp_orig.c 
13d12
< #include <arpa/inet.h>
20c19
< #define DEVICE "eth1"
---
> #define DEVICE "eth0"
25c24
< int s = -1; /*Socketdescriptor*/
---
> int s = 0; /*Socketdescriptor*/
92c91
<       socket_address.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
---
>       socket_address.sll_protocol = htons(ETH_P_IP);
95c94
<       socket_address.sll_pkttype = 0; //PACKET_OTHERHOST;
---
>       socket_address.sll_pkttype = PACKET_OTHERHOST;
112c111
<               if(ntohs(eh->h_proto) == ETH_P_ARP)
---
>               if(htons(eh->h_proto) == 0x806)
119c118
<                               if(ntohs(ah->arp_op) != ARPOP_REQUEST)
---
>                               if(htons(ah->arp_op) != 0x0001)
139d137
<                               #if 0
145d142
<                               #endif
182c179
<                               eh->h_proto = htons(ETH_P_ARP);
---
>                               eh->h_proto = ETH_ARP;
200,201c197,198
<                               //ah->arp_hd = ntohs(ah->arp_hd);
<                               //ah->arp_pr = ntohs(ah->arp_pr);
---
>                               ah->arp_hd = ntohs(ah->arp_hd);
>                               ah->arp_pr = ntohs(ah->arp_pr);
203c200
<                               ah->arp_op = htons(ARPOP_REPLY);
---
>                               ah->arp_op = 0x0002;

MODIFICA Alcuni consigli Wireshark. Cattura ether proto 0x0806 (o arp in breve). Usa lo pseudo dispositivo che cattura tutti i pacchetti. I tuoi pacchetti dovrebbero diventare visibili.

Su Linux, se vuoi impedire allo stack di rete di interferire, usa:echo "8"> /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

MODIFICA N. 2 Non sono completamente sicuro dell'ETH_P_ARP. Potrebbe essere stato un giudizio affrettato da parte mia. L'utilizzo di ETH_P_IP è corretto nel campo dell'intestazione ARP, ma non sono sicuro di quale utilizzare per il socket del pacchetto sll_protocol. Nota anche che socket_address.sll_pkttype = PACKET_OTHERHOST; non ha effetto durante l'invio (vedi pacchetto man 7). Anche l'osservazione SO obbligatoria, che dovresti sempre usare almeno -Wall (quando si usa gcc o clang) come flag di compilazione.

MODIFICA N. 3 Ho cambiato un po' di più il programma. e aggiornato la risposta e diff di conseguenza. Sorprendentemente sembra davvero che .sll_protocol debba essere ETH_P_ARP. La mia copia del pacchetto man 7 non dice nemmeno che è usato per qualcosa, ma senza di esso il pacchetto non esce in rete come ARP.

Ho preso il codice di user6343961, ho fatto un po' di pulizia e splicing e ho implementato il supporto per ottenere automaticamente l'indirizzo IP dell'interfaccia. Anche i parametri provengono dalla CLI invece che da hardcoding.bind() è usato anche per ottenere solo ARP dall'interfaccia che vogliamo. Buon divertimento. Questo codice funziona per me.

#include <sys/socket.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <asm/types.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/if_packet.h>
#include <linux/if_ether.h>
#include <linux/if_arp.h>
#include <arpa/inet.h>  //htons etc

#define PROTO_ARP 0x0806
#define ETH2_HEADER_LEN 14
#define HW_TYPE 1
#define MAC_LENGTH 6
#define IPV4_LENGTH 4
#define ARP_REQUEST 0x01
#define ARP_REPLY 0x02
#define BUF_SIZE 60

#define debug(x...) printf(x);printf("\n");
#define info(x...) printf(x);printf("\n");
#define warn(x...) printf(x);printf("\n");
#define err(x...) printf(x);printf("\n");

struct arp_header {
    unsigned short hardware_type;
    unsigned short protocol_type;
    unsigned char hardware_len;
    unsigned char protocol_len;
    unsigned short opcode;
    unsigned char sender_mac[MAC_LENGTH];
    unsigned char sender_ip[IPV4_LENGTH];
    unsigned char target_mac[MAC_LENGTH];
    unsigned char target_ip[IPV4_LENGTH];
};

/*
 * Converts struct sockaddr with an IPv4 address to network byte order uin32_t.
 * Returns 0 on success.
 */
int int_ip4(struct sockaddr *addr, uint32_t *ip)
{
    if (addr->sa_family == AF_INET) {
        struct sockaddr_in *i = (struct sockaddr_in *) addr;
        *ip = i->sin_addr.s_addr;
        return 0;
    } else {
        err("Not AF_INET");
        return 1;
    }
}

/*
 * Formats sockaddr containing IPv4 address as human readable string.
 * Returns 0 on success.
 */
int format_ip4(struct sockaddr *addr, char *out)
{
    if (addr->sa_family == AF_INET) {
        struct sockaddr_in *i = (struct sockaddr_in *) addr;
        const char *ip = inet_ntoa(i->sin_addr);
        if (!ip) {
            return -2;
        } else {
            strcpy(out, ip);
            return 0;
        }
    } else {
        return -1;
    }
}

/*
 * Writes interface IPv4 address as network byte order to ip.
 * Returns 0 on success.
 */
int get_if_ip4(int fd, const char *ifname, uint32_t *ip) {
    int err = -1;
    struct ifreq ifr;
    memset(&ifr, 0, sizeof(struct ifreq));
    if (strlen(ifname) > (IFNAMSIZ - 1)) {
        err("Too long interface name");
        goto out;
    }

    strcpy(ifr.ifr_name, ifname);
    if (ioctl(fd, SIOCGIFADDR, &ifr) == -1) {
        perror("SIOCGIFADDR");
        goto out;
    }

    if (int_ip4(&ifr.ifr_addr, ip)) {
        goto out;
    }
    err = 0;
out:
    return err;
}

/*
 * Sends an ARP who-has request to dst_ip
 * on interface ifindex, using source mac src_mac and source ip src_ip.
 */
int send_arp(int fd, int ifindex, const unsigned char *src_mac, uint32_t src_ip, uint32_t dst_ip)
{
    int err = -1;
    unsigned char buffer[BUF_SIZE];
    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));

    struct sockaddr_ll socket_address;
    socket_address.sll_family = AF_PACKET;
    socket_address.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
    socket_address.sll_ifindex = ifindex;
    socket_address.sll_hatype = htons(ARPHRD_ETHER);
    socket_address.sll_pkttype = (PACKET_BROADCAST);
    socket_address.sll_halen = MAC_LENGTH;
    socket_address.sll_addr[6] = 0x00;
    socket_address.sll_addr[7] = 0x00;

    struct ethhdr *send_req = (struct ethhdr *) buffer;
    struct arp_header *arp_req = (struct arp_header *) (buffer + ETH2_HEADER_LEN);
    int index;
    ssize_t ret, length = 0;

    //Broadcast
    memset(send_req->h_dest, 0xff, MAC_LENGTH);

    //Target MAC zero
    memset(arp_req->target_mac, 0x00, MAC_LENGTH);

    //Set source mac to our MAC address
    memcpy(send_req->h_source, src_mac, MAC_LENGTH);
    memcpy(arp_req->sender_mac, src_mac, MAC_LENGTH);
    memcpy(socket_address.sll_addr, src_mac, MAC_LENGTH);

    /* Setting protocol of the packet */
    send_req->h_proto = htons(ETH_P_ARP);

    /* Creating ARP request */
    arp_req->hardware_type = htons(HW_TYPE);
    arp_req->protocol_type = htons(ETH_P_IP);
    arp_req->hardware_len = MAC_LENGTH;
    arp_req->protocol_len = IPV4_LENGTH;
    arp_req->opcode = htons(ARP_REQUEST);

    debug("Copy IP address to arp_req");
    memcpy(arp_req->sender_ip, &src_ip, sizeof(uint32_t));
    memcpy(arp_req->target_ip, &dst_ip, sizeof(uint32_t));

    ret = sendto(fd, buffer, 42, 0, (struct sockaddr *) &socket_address, sizeof(socket_address));
    if (ret == -1) {
        perror("sendto():");
        goto out;
    }
    err = 0;
out:
    return err;
}

/*
 * Gets interface information by name:
 * IPv4
 * MAC
 * ifindex
 */
int get_if_info(const char *ifname, uint32_t *ip, char *mac, int *ifindex)
{
    debug("get_if_info for %s", ifname);
    int err = -1;
    struct ifreq ifr;
    int sd = socket(AF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ARP));
    if (sd <= 0) {
        perror("socket()");
        goto out;
    }
    if (strlen(ifname) > (IFNAMSIZ - 1)) {
        printf("Too long interface name, MAX=%i\n", IFNAMSIZ - 1);
        goto out;
    }

    strcpy(ifr.ifr_name, ifname);

    //Get interface index using name
    if (ioctl(sd, SIOCGIFINDEX, &ifr) == -1) {
        perror("SIOCGIFINDEX");
        goto out;
    }
    *ifindex = ifr.ifr_ifindex;
    printf("interface index is %d\n", *ifindex);

    //Get MAC address of the interface
    if (ioctl(sd, SIOCGIFHWADDR, &ifr) == -1) {
        perror("SIOCGIFINDEX");
        goto out;
    }

    //Copy mac address to output
    memcpy(mac, ifr.ifr_hwaddr.sa_data, MAC_LENGTH);

    if (get_if_ip4(sd, ifname, ip)) {
        goto out;
    }
    debug("get_if_info OK");

    err = 0;
out:
    if (sd > 0) {
        debug("Clean up temporary socket");
        close(sd);
    }
    return err;
}

/*
 * Creates a raw socket that listens for ARP traffic on specific ifindex.
 * Writes out the socket's FD.
 * Return 0 on success.
 */
int bind_arp(int ifindex, int *fd)
{
    debug("bind_arp: ifindex=%i", ifindex);
    int ret = -1;

    // Submit request for a raw socket descriptor.
    *fd = socket(AF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ARP));
    if (*fd < 1) {
        perror("socket()");
        goto out;
    }

    debug("Binding to ifindex %i", ifindex);
    struct sockaddr_ll sll;
    memset(&sll, 0, sizeof(struct sockaddr_ll));
    sll.sll_family = AF_PACKET;
    sll.sll_ifindex = ifindex;
    if (bind(*fd, (struct sockaddr*) &sll, sizeof(struct sockaddr_ll)) < 0) {
        perror("bind");
        goto out;
    }

    ret = 0;
out:
    if (ret && *fd > 0) {
        debug("Cleanup socket");
        close(*fd);
    }
    return ret;
}

/*
 * Reads a single ARP reply from fd.
 * Return 0 on success.
 */
int read_arp(int fd)
{
    debug("read_arp");
    int ret = -1;
    unsigned char buffer[BUF_SIZE];
    ssize_t length = recvfrom(fd, buffer, BUF_SIZE, 0, NULL, NULL);
    int index;
    if (length == -1) {
        perror("recvfrom()");
        goto out;
    }
    struct ethhdr *rcv_resp = (struct ethhdr *) buffer;
    struct arp_header *arp_resp = (struct arp_header *) (buffer + ETH2_HEADER_LEN);
    if (ntohs(rcv_resp->h_proto) != PROTO_ARP) {
        debug("Not an ARP packet");
        goto out;
    }
    if (ntohs(arp_resp->opcode) != ARP_REPLY) {
        debug("Not an ARP reply");
        goto out;
    }
    debug("received ARP len=%ld", length);
    struct in_addr sender_a;
    memset(&sender_a, 0, sizeof(struct in_addr));
    memcpy(&sender_a.s_addr, arp_resp->sender_ip, sizeof(uint32_t));
    debug("Sender IP: %s", inet_ntoa(sender_a));

    debug("Sender MAC: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X",
          arp_resp->sender_mac[0],
          arp_resp->sender_mac[1],
          arp_resp->sender_mac[2],
          arp_resp->sender_mac[3],
          arp_resp->sender_mac[4],
          arp_resp->sender_mac[5]);

    ret = 0;

out:
    return ret;
}

/*
 *
 * Sample code that sends an ARP who-has request on
 * interface <ifname> to IPv4 address <ip>.
 * Returns 0 on success.
 */
int test_arping(const char *ifname, const char *ip) {
    int ret = -1;
    uint32_t dst = inet_addr(ip);
    if (dst == 0 || dst == 0xffffffff) {
        printf("Invalid source IP\n");
        return 1;
    }

    int src;
    int ifindex;
    char mac[MAC_LENGTH];
    if (get_if_info(ifname, &src, mac, &ifindex)) {
        err("get_if_info failed, interface %s not found or no IP set?", ifname);
        goto out;
    }
    int arp_fd;
    if (bind_arp(ifindex, &arp_fd)) {
        err("Failed to bind_arp()");
        goto out;
    }

    if (send_arp(arp_fd, ifindex, mac, src, dst)) {
        err("Failed to send_arp");
        goto out;
    }

    while(1) {
        int r = read_arp(arp_fd);
        if (r == 0) {
            info("Got reply, break out");
            break;
        }
    }

    ret = 0;
out:
    if (arp_fd) {
        close(arp_fd);
        arp_fd = 0;
    }
    return ret;
}

int main(int argc, const char **argv) {
    int ret = -1;
    if (argc != 3) {
        printf("Usage: %s <INTERFACE> <DEST_IP>\n", argv[0]);
        return 1;
    }
    const char *ifname = argv[1];
    const char *ip = argv[2];
    return test_arping(ifname, ip);
}