Kõik, mida soovisite teada MAC-aadressist

Kõigile on teada, et see kuus baiti, mis on tavaliselt esitatud kuusnurkse vormingus, määratakse võrkaartidele tehases ja näiliselt on need juhuslikud. Mõned teavad, et aadressi esimesed kolm bait on tootja tunnus ja ülejäänud kolm baiti määratakse neile. Samuti on teada, et endale on võimalik määrata juhuslik aadress. Paljud on kuulnud ka Wi-Fi "juhuslikest aadressidest".

Selgitame, mis see on.

MAC-aadress (media access control address) on võrguadapterile määratud ainulaadne tuvastaja, mida kasutatakse IEEE 802 standardite, peamiselt Etherneti, Wi-Fi ja Bluetoothi võrkudes. Ametlikult nimetatakse seda "EUI-48 tüüpi identifikaatoriks". Nagu nimest selgub, on aadress 48 bitine, st 6 baiti pikk. Ühtegi üldiselt aktsepteeritud standardit aadressi kirjutamise jaoks ei ole (erinevalt IPv4 aadressist, kus oktettide vahel on alati punktid). Tavaliselt kirjutatakse see kuue kuusnurkse numbri kujul, mis on jagatud koma: 00:AB:CD:EF:11:22, ehkki mõned seadme tootjad eelistavad vormingut 00-AB-CD-EF-11-22 ja isegi 00ab.cdef.1122.

Ajalooliselt kirjutati aadressid võrguadapteri BIOSi ilma võimaluseta neid muuta ilma seadistustootjaga, kuid praeguseks võib aadressi muuta tarkvara abil, operatsioonisüsteemist. MÄC-aadressi seadistamine võrguadapterile on võimalik Linuxis ja MacOS-is (alati), Windowsis (peaaegu alati, kui draiver lubab), Androidis (ainult juuritud); iOS-is (ilma juurita) on sarnane trikk võimatu.

Aadressi struktuur

Aadress koosneb tootja identifikaatori osast, OUI-st, ja tootja määratud identifikaatorist. OUI (Organizationally Unique Identifier) identifikaatorite eesmärgiks on IEEE organisatsioon. Tegelikult võib selle pikkus olla mitte ainult 3 baiti (24 bitti), vaid ka 28 või 36 bitti, millest moodustatakse plokid (MAC Address Block, MA) adresseerimise tüüpide Large (MA-L), Medium (MA-M) ja Small (MA-S) jaoks. Sel juhul on väljastatava ploki suurus 24, 20, 12 bitti või vastavalt 16 miljonit, 1 miljon, 4 tuhat aadressi. Hetkel on jaotatud ligikaudu 38 tuhat plokki, mida saab tutvuda paljude veebitööriistadega, näiteks IEEE või Wireshark.

Kellele aadressid kuuluvad

Lihtne töötlemine avalikult kätte saadavast andmebaasi väljundist IEEE pakub üsna palju teavet. Näiteks on mõned organisatsioonid omandanud palju OUI plokke. Siin on meie kangelased:

Tarnija
Plokkide/kannete arv
Aadresside arv, mln.

Cisco Systems Inc
888
14208

Apple
772
12352

Samsung
636
10144

Huawei Technologies Co.Ltd
606
9696

Intel Corporation
375
5776

ARRIS Group Inc.
319
5104

Nokia Corporation
241
3856

Privaatne
232
2704

Texas Instruments
212
3392

zte corporation
198
3168

IEEE Registration Authority
194
3072

Hewlett Packard
149
2384

Hon Hai Precision
136
2176

TP-LINK
134
2144

Dell Inc.
123
1968

Juniper Networks
110
1760

Sagemcom Broadband SAS
97
1552

Fiberhome Telecommunication Technologies Co. LTD
97
1552

Xiaomi Communications Co Ltd
88
1408

Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp.Ltd
82
1312

Google'il on neid kokku 40, ja see pole üllatav: nad ise ei tooda nii palju võrgu seadmeid.

MA plokke ei pakuta tasuta, neid saab mõistlike hindadega (ilma igakuise tasuta) osta vastavalt 3000 dollarit, 1800 dollarit või 755 dollarit. Uvitav, et lisaraha (aastas) eest on võimalik osta „avaliku teabe varjamist“ määratud ploki kohta. Selliseid on hetkel, nagu näha üleval, 232.

Millal lõppevad MAC-aadressid

Oleme kõik üsnagi väsinud pidevast juttudest, et „IPv4 aadressid hakkavad kohe otsa saama“. Jah, uusi IPv4 plokke on juba raske saada. Samas on teada, et IP aadressid on jaotatud äärmiselt ebavõrdselt.; on suuriä ja vähäkäytössä olevia lohkoja, jotka kuuluvat suurille yrityksille ja Yhdysvaltain valtiollisille laitoksille, tosin ilman erityistä toivoa niiden jakamisesta tarvitseville. NAT, CG-NAT ja IPv6 levinneisyys ovat tehneet julkisten osoitteiden puutteesta vähemmän akuutin ongelman.

MAC-osoitteessa on 48 bittiä, joista 46 voidaan laskea 'käytännöllisiksi' (miksi? Lue lisää), mikä antaa 246 tai 1014 osoitetta, mikä on 214 kertaa suurempi kuin IPv4-osoiteavaruus.
Tällä hetkellä on jaettu noin puoli biljoonaa osoitetta, vain 0,73 % kokonaismäärästä. MAC-osoitteet eivät ole vielä missään vaiheessa loppumassa.

Bittien satunnaisuus

Voidaan olettaa, että OUI:t jaetaan sattumanvaraisesti, ja myyjät sitten myös sattumanvaraisesti määrittävät osoitteet yksittäisille verkkolaitteille. Onko näin? Katsotaan, miten bitit jakautuvat käytössä olevissa MAC-osoitebaaseissa 802.11-laitteista, jotka on kerätty langattomissa verkoissa toimivien todennusjärjestelmien avulla. WNAM. Osoitteet kuuluvat todellisille laitteille, jotka ovat yhteydessä Wi-Fi-verkkoihin useiden vuosien ajan kolmessa maassa. Lisäksi on pieni 802.3-laitteiden tietokanta langallisille LAN:lle.

Läheme igas valimis läbi iga MAC-aadressi (kuus bitti) bititi ja vaatame, kui tihti ilmub bit '1' iga 48 asukoha juures. Kui bit on täiesti juhuslikult seatud, peaks tõenäosus saada '1' olema 50%.

Wi-Fi valim №1 (Venemaa)
Wi-Fi valim №2 (Valgevene)
Wi-Fi valim №3 (Usbekistan)
LAN valim (Venemaa)

Kirjete arv andmebaasis
5929000
1274000
366000
1000

Biti number:
% bit '1'
% bit '1'
% bit '1'
% bit '1'

1
48.6%
49.2%
50.7%
28.7%

2
44.8%
49.1%
47.7%
30.7%

3
46.7%
48.3%
46.8%
35.8%

4
48.0%
48.6%
49.8%
37.1%

5
45.7%
46.9%
47.0%
32.3%

6
46.6%
46.7%
47.8%
27.1%

7
0.3%
0.3%
0.2%
0.7%

8
0.0%
0.0%
0.0%
0.0%

9
48.1%
50.6%
49.4%
38.1%

10
49.1%
50.2%
47.4%
42.7%

11
50.8%
50.0%
50.6%
42.9%

12
49.0%
48.4%
48.2%
53.7%

13
47.6%
47.0%
46.3%
48.5%

14
47.5%
47.4%
51.7%
46.8%

15
48.3%
47.5%
48.7%
46.1%

16
50.6%
50.4%
51.2%
45.3%

17
49.4%
50.4%
54.3%
38.2%

18
49.8%
50.5%
51.5%
51.9%

19
51.6%
53.3%
53.9%
42.6%

20
46.6%
46.1%
45.5%
48.4%

21
51.7%
52.9%
47.7%
48.9%

22
49.2%
49.6%
41.6%
49.8%

23
51.2%
50.9%
47.0%
41.9%

24
49.5%
50.2%
50.1%
47.5%

25
47.1%
47.3%
47.7%
44.2%

26
48.6%
48.6%
49.2%
43.9%

27
49.8%
49.0%
49.7%
48.9%

28
49.3%
49.3%
49.7%
55.1%

29
49.5%
49.4%
49.8%
49.8%

30
49.8%
49.8%
49.7%
52.1%

31
49.5%
49.7%
49.6%
46.6%

32
49.4%
49.7%
49.5%
47.5%

33
49.4%
49.8%
49.7%
48.3%

34
49.7%
50.0%
49.6%
44.9%

35
49.9%
50.0%
50.0%
50.6%

36
49.9%
49.9%
49.8%
49.1%

37
49.8%
50.0%
49.9%
51.4%

38
50.0%
50.0%
49.8%
51.8%

39
49.9%
50.0%
49.9%
55.7%

40
50.0%
50.0%
50.0%
49.5%

41
49.9%
50.0%
49.9%
52.2%

42
50.0%
50.0%
50.0%
53.9%

43
50.1%
50.0%
50.3%
56.1%

44
50.1%
50.0%
50.1%
45.8%

45
50.0%
50.0%
50.1%
50.1%

46
50.0%
50.0%
50.1%
49.5%

47
49.2%
49.4%
49.7%
45.2%

48
49.9%
50.1%
50.7%
54.6%

Kust tuleb selline ebaausus 7. ja 8. bitis? Seal on peaaegu alati nullid.

Tõepoolest, standard määratleb need bitid kui spetsiaalsed (Vikipeedia):

Esimese bajti MAC-aadressi kaheksas (alates algusest) bit kutsutakse unicast/multicast bitiks ja määrab, millist tüüpi kaader (frame) edastatakse selle aadressiga, kas tavaline (0) või ülekande (1) (multicast või broadcast). Tava unicast-i suhtluse jaoks on see bit kõikidesse saadetavates paketides seatud '0'.

Seitsmenda (esimene) biti esimese baidi MAC-aadressist nimetatakse U/L (Universal/Local) bitiks ja see määrab, kas aadress on globaalselt ainulaadne (0) või kohalikult ainulaadne (1). Vaikimisi on kõik "tootja poolt sisse kirjutatud" aadressid globaalselt ainulaadsed, seetõttu sisaldab absoluutne enamus genereeritud MAC-aadressidest seitsmenda biti seadistatud "0". OUI määratud identifikaatorite tabelis on ainult umbes 130 kirjet, millel on U/L bit "1", ja tõenäoliselt on need MAC-aadresside plokid spetsiaalsete vajaduste jaoks.

Esimese baidi alates kuuendast kuni esimeseni, teise ja kolmanda baidi bitid OUI identifikaatorites ning veelgi enam neljanda kuni kuuenda baidi aadressid, mis on määratud tootja poolt, on enam-vähem võrdselt jaotatud.

Seega on reaalsetes MAC-aadressides võrdsed bitid ja need ei kanna tehnoloogilist tähendust, välja arvatud kaks ülemise baidi teenindusbitit.

Levinud

Huvitav, millised traadita seadmete tootjad on kõige populaarsemad? Ühendame OUI andmebaasi otsingu andmestiku valimiga №1.

Tarnija
Seadmete osakaal, %

Apple
26,09

Samsung
19,79

Huawei Technologies Co. Ltd.
7,80

Xiaomi Communications Co Ltd
6,83

Sony Mobile Communications Inc.
3,29

LG Electronics (Mobile Communications)
2,76

ASUSTek COMPUTER INC.
2,58

TCT mobile ltd
2,13

zte corporation
2,00

ei leitud IEEE andmebaasist
1,92

Lenovo Mobile Communication Technology Ltd.
1,71

HTC Corporation
1,68

Murata Manufactuaring
1,31

InPro Comm
1,26

Microsoft Corporation
1,11

Shenzhen TINNO Mobile Technology Corp.
1,02

Motorola (Wuhan) Mobility Technologies Communication Co. Ltd.
0,93

Nokia Corporation
0,88

Shanghai Wind Technologies Co. Ltd
0,74

Lenovo Mobile Communication (Wuhan) Company Limited
0,71

Praktika näitab, et mida jõukam on mobiilside võrgu kasutajaskond antud kohas, seda suurem on Apple-seadmete osakaal.

Ainulaadsus

Kas MAC-aadressid on ainulaadsed? Teoorias jah, kuna iga seadme tootja (MAC-aadressi omanik) peab tagama igale tootetud võrgukaardile ainulaadse aadressi. Kuid mõned kiibitootjad, nimelt:

• 00:0A:F5 Airgo Networks, Inc. (praegu Qualcomm)
• 00:08:22 InPro Comm (praegu MediaTek)

seavad MAC-aadressi viimased kolm baiti juhuslikuks numbriks, ilmselt pärast iga seadme taaskäivitamist. Selliseid aadresse leidsin oma valimist nr 1 kokku 82 tuhat.

Võite endale panna kellegi teise, mitteunikaalse aadressi, muidugi eesmärgipäraselt seda „nagu naabrimees“ seadistades, määrates selle snifferiga või valides juhuslikult. Samuti on võimalik juhuslikult seada endale mitteunikaalne aadress, näiteks tehes varukoopia taastamise mõnest marsruuterist, nagu Mikrotik või OpenWrt.

Mida teha, kui võrgus on kaks seadet sama MAC-aadressiga? Kõik sõltub võrgu seadmete (juhtmeühendusega marsruuteri, traadita võrgu kontrolleri) loogikast. Tõenäoliselt ei tööta kumbki seade või töötab üles-alla. IEEE standardite seisukohalt soovitatakse MAC-aadresside vale kasutamise kaitset lahendada näiteks MACsec'i või 802.1X abil.

Mis juhtub, kui seadistada endale MAC-aadress, mille seitsmes või kaheksas bitt on seadistatud „1”, st local või multicast-aadress? Tõenäoliselt ei pööra teie võrk sellele tähelepanu, kuid formaalselt selline aadress ei vasta standardile ning parem oleks seda mitte teha.

Kuidas töötab randomiseerimine?

Me teame, et inimeste liikumise jälgimise vältimiseks, kasutades eetrit ja MAC-aadresside kogumist, on nutitelefonide operatsioonisüsteemid juba mitmeid aastaid rakendanud randomiseerimise tehnoloogiat. Teoreetiliselt saadab nutitelefon, otsides tuntud võrke, etri skaneerimise käigus 802.11 probe request paketi, mille allikana on MAC-aadress.

Käivitatud randomiseerimine võimaldab määrata mitte "fiksitud" aadressi, vaid mõne muu allika aadressi, mis muutub iga skaneerimistsükli jooksul, ajaliselt või muul viisil. Kas see töötab? Vaatame W-Fi Radariga kogutud MAC-aadresside statistikat:

Kogu valim
Valim ainult nullseitsme bittiga

Kirjete arv andmebaasis
3920000
305000

Biti number:
% bit '1'
% bit '1'

1
66.1%
43.3%

2
66.5%
43.4%

3
31.7%
43.8%

4
66.6%
46.4%

5
66.7%
45.7%

6
31.9%
46.4%

7
92.2%
0.0%

8
0.0%
0.0%

9
67.2%
47.5%

10
32.3%
45.6%

11
66.9%
45.3%

12
32.3%
46.8%

13
32.6%
50.1%

14
33.0%
56.1%

15
32.5%
45.0%

16
67.2%
48.3%

17
33.2%
56.9%

18
33.3%
56.8%

19
33.3%
56.3%

20
66.8%
43.2%

21
67.0%
46.4%

22
32.6%
50.1%

23
32.9%
51.2%

24
67.6%
52.2%

25
49.8%
47.8%

26
50.0%
50.0%

27
50.0%
50.2%

28
50.0%
49.8%

29
50.0%
49.4%

30
50.0%
50.0%

31
50.0%
49.7%

32
50.0%
49.9%

33
50.0%
49.7%

34
50.0%
49.6%

35
50.0%
50.1%

36
50.0%
49.5%

37
50.0%
49.9%

38
50.0%
49.8%

39
50.0%
49.9%

40
50.0%
50.1%

41
50.0%
50.2%

42
50.0%
50.2%

43
50.0%
50.1%

44
50.0%
50.1%

45
50.0%
50.0%

46
50.0%
49.8%

47
50.0%
49.8%

48
50.1%
50.9%

Pilt on täiesti teine.

MAC-aadressi esimeses baitis olev kaheksas bitt vastab endiselt probe request paketi SRC-aadressi Unicast iseloomule.

Seitsmes bitt on 92,2% juhtudest määratud kohaliku (Local) väärtusega, see tähendab, et piisava kindlusega võib öelda, et just nii palju kogutud aadresse kuulub randomiseeritutele, vähem kui 8% on aga tegelikud. Samuti on nende tegelike aadresside OUI bittide jaotumine ligikaudu kooskõlas eelneva tabeli andmetega.

Millisele tootjale kuuluvad OUI järgi juhuslikud aadressid (st 7. bitis on '1')?

Tootja OUI järgi
Osakaal kõikidest aadressidest

ei leitud IEEE andmebaasist
62.45%

Google Inc.
37.54%

muu
0.01%

Samas kuuluvad kõik Google'ile omistatud juhuslikud aadressid ühele OUI'le, mille prefiks on DA:A1:19. Mis on see prefiks? Vaatame Androidi lähtekoodis.

private static final MacAddress BASE_GOOGLE_MAC = MacAddress.fromString("da:a1:19:0:0:0");

Tavaliselt kasutab Android traadita võrkude otsimisel spetsiaalset registreeritud OUI-d, mis on üks väheseid, mille seitsmes bit on seadistatud.

Kalkuleerime juhuslikust päris MAC-aadressi

Vaatame sealt edasi:

private static final long VALID_LONG_MASK = (1L << 48) - 1;
private static final long LOCALLY_ASSIGNED_MASK = MacAddress.fromString("2:0:0:0:0:0").mAddr;
private static final long MULTICAST_MASK = MacAddress.fromString("1:0:0:0:0:0").mAddr;

public static @NonNull MacAddress createRandomUnicastAddress(MacAddress base, Random r) {
        long addr;
        if (base == null) {
            addr = r.nextLong() & VALID_LONG_MASK;
        } else {
            addr = (base.mAddr & OUI_MASK) | (NIC_MASK & r.nextLong());
        }
        addr |= LOCALLY_ASSIGNED_MASK;
        addr &= ~MULTICAST_MASK;
        MacAddress mac = new MacAddress(addr);
        if (mac.equals(DEFAULT_MAC_ADDRESS)) {
            return createRandomUnicastAddress(base, r);
        }
        return mac;
    }

Aadress tervikuna või selle kolm madalamat byt'i on puhas Random.nextLong(). «Patenteeritud reaalsete MACide taastamine» on petmine. Suure tõenäosusega võib eeldada, et Androidi telefonide tootjad kasutavad ka teisi, mitte registreeritud OUI-sid. iOSi lähtekood meie käsutuses ei ole, kuid tõenäoliselt on seal rakendatud sarnast algoritmi.

Ülaltoodu ei tühista teiste Wi-Fi abonentide deanonimiseerimise mehhanismide toimet, mis põhinevad probe request raamistiku teiste väljade analüüsil või seadme saadetud päringute suhtelise sageduse korrelatsioonil. Kuid abonendi väliste vahenditega täpselt jälgida on äärmiselt problemaatiline. Kogutud andmed sobivad paremini keskmise / tipukoormuse analüüsimiseks asukoha ja aja põhjal, tuginedes suurtele numbritele, ilma et seonduda konkreetsete seadmete ja inimestega. Täpsed andmed on ainult neil, kes on „sees”, ehk mobiilsete operatsioonisüsteemide tootjatel ja paigaldatud rakendustel.

Mida võib ohtlikku tähendada, kui keegi teine teab teie seadme MAC-aadressi? Traadita ja traadiga võrgu puhul võib korraldada 'teenuse keelamise' rünnaku. Traadita seadme puhul on samuti võimalik, et antud piirkonnas, kus on sensor, jääb see mõneti registreerituks. Aadressi vale esitamine võib muuta teid teiste seadmete jaoks 'nende seadme' näiliseks, kui ei ole rakendatud täiendavaid kaitsemeetmeid (autentimine ja/või krüpteerimine). 99,9% inimestest ei pea selle pärast muretsema.

MAC-aadress on keerulisem, kui paistab, kuid lihtsam, kui võiks olla.

Allikas: habr.com