[教學]Wireshark 封包擷取和分析
| 前言： 網路故障了？沒有用網路時網路燈號卻一直閃爍不停？新的網路通訊協定夠不夠完善？種種大大小小的問題充斥在網路世界中，為了解決各種問題，我們常常需要先對網路中的資料進行擷取和分析，以瞭解問題的癥結點並擬對策。Wireshark就是一種網路分析工具，它能夠擷取網路封包，並盡可能顯示出最為詳細的網路封包資料。本文將對Wireshark做一些基本的使用介紹。 Wireshark簡介： Wireshark的前身叫做Ethereal(2006.06因為商標問題改名)，是一開放原始碼軟體，使用者可以免費從官方網站(http://www.wireshark.org/)下載使用。Wireshark支援了多種作業系統，在Windows、UNIX、MAC…etc下都有相對應的版本。藉由此軟體我們可以抓取資料封包，進一步分析封包內的摘要及詳細資訊。一般常用在網路故障排除、監聽異常封包、軟體封包問題檢測等地方。Wireshark的方便強大之處，在於其支援的Protocol多且完整，更因為開放原始碼的關係，更新Protocol相當迅速，不同封包擷取軟體所產生的檔案亦可在這套軟體中讀取檢視。此外，在介面使用上，Wireshark圖形化的介面相當容易上手，豐富的過濾語言，可以輕鬆判別出封包的種類，是一套整合度完整的軟體。 安裝Wireshark： 首先我們必須到官方網頁來下載安裝程式，位置是http://www.wireshark.org/，官方網頁中有不同的作業系統可供選擇，也提供了Portable的版本，在這邊我們將以Windows Installer (.exe) Package來做示範。 安裝的過程相當簡單，跟一般軟體的流程一樣，接受授權、客製化、安裝。現階段我們使用預設的設定即可。  比較需要注意的是在安裝的過程中會要我們安裝WinPcap(Windows Packet Capture)，如圖所示。WinPcap 是 Windows 版本的 lippcap 函式庫，Wireshark使用了這個函式庫去抓取網路上的封包，它含有支援抓取網路上封包的驅動程式，所以我們必須要安裝它，若電腦本身已經有安裝WinPcap，建議還是更新到最新的版本。  按下Install開始安裝，若想要瞭解更多關於WinPcap的資訊，點選『What is WinPcap?』的按鈕即可。  在一連串的Next過後，Wireshark安裝完畢如上圖。接下來我們藉由三個小步驟來介紹Wireshark的功能。 步驟1：明碼封包的截取與觀察目的：透過基本的封包擷取，瞭解Wireshark的使用流程。從實驗中我們必須要知道sniffer的運作原理，習得呈現內容過濾的技巧，並利用stream彙整的功能找到需要的資訊。 流程： 當安裝完畢，點擊開啟Wireshark，看到的程式介面如下。  接著我們想要開始抓取網路的封包，請點選主選單中的Capture → Interfaces會看到類似以下的畫面，此畫面會列出電腦裡所有的網路卡資訊。選擇想要觀察的網路卡，按下Start就開始擷取封包了。[Tips: 進入這個畫面，Wireshark就會開始監測每張網路卡上的封包流動數目，若真的不確定要選哪張網路卡，選擇packets/s數高的，通常會選中，這是比較懶人的作法啦！] 開始監測之後，畫面會一直動態產生所接收到的封包。你可能會發現很多封包的Source和Destination都不是自己，這是因為我們目前所使用的區域網路大部分為乙太網路，係採用廣播為技術基礎，所以在區域網路中我們很容易可以透過sniffer軟體(本文介紹的Wireshark即是)看到別人的封包，甚至知道別人的隱私內容，本實驗就是要強調明碼的危險性。 明碼傳輸的protocol相當多，telnet、FTP、HTTP等常用協定皆在這個範疇裡面，國人熱愛的BBS(Bulletin Board System)就是使用telnet協定運作，透過sniffer的監聽我們很容易知道別人的帳號密碼。我們拿BBS來做這次的實驗，首先連接到一個BBS站台，以輔大資工謠言報為例，在命令提示字元內鍵入telnet bbs.rumor.tw。 注意：此時Wireshark的還是在Capture狀態。  進入登入介面後，輸入帳號密碼登入。 接下來我們停止Wireshark的擷取動作，執行主選單的Capture → Stop或是直接點選Stop the running live capture圖示。停止之後介面上的封包將不再增加，不過所擷取到的資料仍舊太多太雜，這時候可以利用Display Filter功能過濾呈現的內容，如下圖點擊Expression挑選過濾語法。  因為我們只是要篩選出Telnet協定的流量，找到TELNET字樣如下，直接按OK。 其實篩選的功能很強大，遵循著語法：[通訊協定][運算元][數值]就可以過濾出很多有用的資訊。通訊協定這部分在前面有提到，Wireshark幾乎支援目前所有的協定，所以不太會有解析不出來的情況發生。 可以用的運算元就是上圖Relation那個區塊，亦可以用縮寫來替代。如下表： English C-like Description and example eq == Equal ex: ip.src==192.168.2.89 ne != Not equal ex: ip.src!= 192.168.2.89 gt > Greater than ex: frame.len > 10 lt <>= Greater than or equal to ex: frame.len ge 0x100 le <= Less than or equal to ex: frame.len <= 0x20 舉幾個例子： 只顯示 IP Address 為 192.168.2.89 語法為ip.addr eq 192.168.2.89 只顯示 IP Address 為 192.168.2.88 且 port 為 23 語法為(ip.addr eq 192.168.2.88) and (tcp.port eq 23) 只顯示通訊協定為 ARP 或 UDP 語法為arp or tcp 詳細的描述可以參考官方wiki：http://wiki.wireshark.org/DisplayFilters 語法確定後點選Apply就過濾出所有包含TELNET協定的封包。介面的中央區塊代表的是封包裡面的內容，關於這個區塊代表的意義我們實驗2會再談到，現階段我們要點開最下面的+號如圖紅色部分，觀看屬於應用層的內容。   經過觀察，發現一些連續的sent封包，內容依序放著s、h、a、o、l、i、n，這不正是我們先前登入的帳號？可是這樣一個封包一個封包看相當沒有效率，沒關係，Wireshark可以節錄整理串流訊息，在相關的封包上面按右鍵找到Follow TCP Stream點選，Wireshark會幫你彙整該stream的內容。 彙整出來如下圖，紅色的部分為我們送出的DATA，藍色的部分是我們收到的DATA。 為了更去蕪存菁，我們再篩選出只有我們送出的DATA，點選下面紅色部分進行篩選。 最後的結果如下，內容中『....』代表的是指令，沒有辦法顯現出來。可以看到我們曾經發出shaolin，然後按下換行，繼續輸入demo1換行，從這邊我們確切的抓到了帳號跟密碼資訊ID:shaolin Password:demo1。除此之外，我們更可以進一步知道別人在看什麼文章，或是得知別人私人信件的內容，隱私將毫無保障。[註:為了避免被有心人監測到重要資料，有SSH、SSL、HTTPS等加密協定可用就盡量使用，至少別人監聽到的內容是加密過的。]  步驟2：HTTP Protocol的觀察目的：藉由HTTP Protocol的觀察，練習篩選所要的資訊，並能夠清楚的知道TCP/IP實際的運作模式 流程：這次要看的是自己的HTTP封包。在上一個實驗中我們用到Display Filter，這個實驗也可以透過同樣的方式組合過濾，不過我們來嘗試另一種過濾方式Capture Filter。 同樣的進入選擇網路卡的地方。Capture → Interfaces點選Options。 進入了選項視窗後，有各種參數可以設定，比較主要的功能是在Capture這個區塊，其中： Interface代表你要使用的網路卡。 IP address代表該網路卡的網路位置。 Buffer size代表抓取網路封包時所用的緩衝區大小。 Capture packets in promiscuous mode代表抓取封包的模式，如果勾選會抓取整個LAN的封包；如果不勾選，則只會抓取從你的電腦進或出的封包。 Limit each packet to n bytes用來指定對於每個封包要抓取的資料大小。 Capture Filter用來指定抓取時的篩選規則。 跟我們相關的功能如下圖紅色的部分，『Capture packets in promiscuous mode』、『Capture Filter』這兩部分，因為我們只要觀察自己的封包，所以『Capture packets in promiscuous mode』不要打勾，另外我們想要的是http相關資訊，所以在剛開始就設定篩選讀取，請點選『Capture Filter』的按鈕開始進行篩選設定。  Capture Filter是使用 libpcap filter 語言，詳細的語法可以參考tcpdump的網頁(http://www.tcpdump.org/tcpdump_man.html)這裡舉幾個簡單的例子： 只抓取某一個 host(例如 IP 是 10.0.0.5) 的 telnet 封包 語法為：tcp port 23 and host 10.0.0.5 抓取 telnet 的封包但不要抓到從某一 host 的(例如 IP 是 10.0.0.5) 語法為：tcp port 23 and not host 10.0.0.5 更詳細的描述可以參考官方wiki：http://wiki.wireshark.org/CaptureFilters 在這裡我們沒有要用到這麼複雜，直接用Wireshark已經建立好的常用功能HTTP TCP port(80)即可，OK之後點選Start擷取封包  先以連接到Google首頁為例，來看看讀取一個網頁到底中間做了什麼事情？ 回到Wireshark主程式，看到已經有很多封包被擷取出來了。見下圖，右上角紅色的框框，這就是TCP在做三向交握建立連線，有興趣的可以自行察看封包並比對網路相關書籍，這裡就不多著墨了。 接下來看到下面的紅色框框，這是編號四號的封包內容，也就是當三向交握結束，client對server做出request，封包的內容層層分明，讓我們先來複習一下TCP/IP的四層架構：
以下圖為例，第一條內容是屬於連結層(frame)； 第二條內容為MAC address，隸屬於網路層； 第三條內容也是網路層(IP)；第四條TCP到了傳輸層； 最後一條HTTP為應用層。 藉由封包的分析，我們可以更清楚瞭解每一層實際運作的情形。  最後，我們開始來分析一下這些HTTP protocol，截取的內容如下，分別的動作是client請求提供服務；server回應OK並傳送網頁。透過這些header，可以從中去思考分析這些資訊分別是做什麼用的，相關的資訊請參考HTTP/1.1: Header Field Definitions (http://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616-sec14.html)GET / HTTP/1.1 HTTP/1.1 200 OK 步驟3：實戰練習 目的：找一個網站去瞭解其運作模式，藉此分析該網站的安全度、可靠度等細節。 流程：這次實驗挑選的對象是去年新成立的社交網站，該網站提供blog、相簿，並提供房間讓你布置，網站內的功能也持續推陳出新，是一個非常有趣新奇的網站，網址為：http://www.roomi.com.tw/。  因為布置房間需要金幣，我們比較有興趣的可能是該網站賺取金幣的模式如何運作，所以開啟Wireshark開始記錄。 首先進入打工中心，隨便找個零工打打看。 打工的成果為111金幣，開始察看封包。 利用前面幾個實驗所用的方法，我們在列表中發現了一個關鍵的封包，負責回傳遊戲的分數。GET 發現了嗎？ 前陣子roomi server端還有防一些，現在好像什麼都沒有防。 寄信去沒人回～ 不只是錢、好像很多東西都可以改來改去。 |
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