MAC アドレスについて知りたいことすべて

通常 XNUMX 進形式で表示されるこれら XNUMX バイトが工場でネットワーク カードに割り当てられ、一見ランダムであることは誰もが知っています。 アドレスの最初の XNUMX バイトがメーカー ID で、残りの XNUMX バイトがメーカー ID に割り当てられることを知っている人もいます。 自分で設定できることも知られています arbitrary意的 住所。 Wi-Fi の「ランダム アドレス」について聞いたことがある人は多いでしょう。

それが何なのか考えてみましょう。

MAC アドレス (メディア アクセス コントロール アドレス) は、ネットワーク アダプターに割り当てられる一意の識別子であり、主にイーサネット、Wi-Fi、Bluetooth などの IEEE 802 標準のネットワークで使用されます。 正式には「EUI-48 Type Identifier」と呼ばれます。 名前から、アドレスの長さが 48 ビットであることは明らかです。 6バイト。 (オクテットが常にドットで区切られる IPv4 アドレスとは対照的に) アドレスを記述するための一般に受け入れられた標準はありません。通常は、コロンで区切られた 00 つの 11 進数として記述されます: 22:AB:CD:EF:00:ただし、機器メーカーによっては 11 -AB-CD-EF-22-00 や 1122ab.cdef.XNUMX という表記を好む場合もあります。

歴史的に、アドレスはネットワークカードのチップセットROMにプログラムされており、フラッシュプログラマなしでは変更できませんでしたが、現在ではオペレーティングシステムからプログラムでアドレスを変更できます。ネットワークカードのMACアドレスは、 Linux および MacOS (常に)、 Windows （ほとんどの場合、運転手が許可すれば） Android (root化されている場合のみ)。iOS (root化されていない場合) では、このようなトリックは不可能です。

アドレス構造

アドレスは、製造元の識別子の一部、OUI、および製造元によって割り当てられた識別子で構成されます。 OUI (Organizationally Unique Identifier) 識別子の割り当て 従事 IEEE 組織。 実際、その長さは 3 バイト (24 ビット) だけでなく、28 ビットまたは 36 ビットにもなり得ます。そこから、ラージ (MA-L)、ミディアム (MA-M)、およびタイプのアドレスのブロック (MAC アドレス ブロック、MA) が生成されます。それぞれ小さい（MA-S）が形成されます。 この場合、発行されるブロックのサイズは、24、20、12 ビット、または 16 万、1 万、4 アドレスになります。 現在、約 38 個のブロックが配布されており、それらは多数のオンライン ツールを使用して表示できます。 IEEE または Wiresharkの.

アドレスの所有者は誰ですか?

公開されているものを簡単に処理できる データベースのアンロード IEEE は非常に多くの情報を提供します。 たとえば、一部の組織は、多くの OUI ブロックを自社のために取得しています。 私たちのヒーローは次のとおりです。

ベンダー
ブロック/レコード数
アドレス数、XNUMX万

シスコシステムズ
888
14208

Apple
772
12352

サムスン
636
10144

華為技術有限公司
606
9696

インテル
375
5776

株式会社アリスグループ
319
5104

ノキアコーポレーション
241
3856

プライベート
232
2704

テキサス·インスツルメンツ
212
3392

ZTEコーポレーション
198
3168

IEEE 登録局
194
3072

ヒューレット・パッカード
149
2384

ホンハイプレシジョン
136
2176

TP-LINK
134
2144

Dell Inc.
123
1968

ジュニパーネットワークス
110
1760

Sagemcom ブロードバンド SAS
97
1552

ファイバーホーム テレコミュニケーション テクノロジーズ株式会社株式会社
97
1552

シャオミコミュニケーションズ株式会社
88
1408

広東欧坡移動通信有限公司
82
1312

Google が保有しているデバイスは 40 台のみですが、これは驚くべきことではありません。Google 自体は多くのネットワーク デバイスを製造していません。

MA ブロックは無料で提供されるのではなく、それぞれ 3000 ドル、1800 ドル、または 755 ドルという手頃な価格 (サブスクリプション料金なし) で購入できます。 興味深いことに、追加料金 (年間) を支払えば、割り当てられたブロックに関する公開情報の「非表示」を購入できます。 上に見られるように、それらは現在 232 個あります。

MAC アドレスはいつ枯渇しますか?

「IPv10 アドレスがもうすぐ枯渇する」という 4 年来の話には、誰もがかなりうんざりしています。 はい、新しい IPv4 ブロックを入手するのは簡単ではなくなりました。 IP アドレスが知られている 極めて不均一に分布している; しかし、大企業や米国政府機関が所有する巨大で十分に活用されていないブロックが存在するが、それらを必要とする人々に再分配する望みはほとんどない。 NAT、CG-NAT、および IPv6 の普及により、パブリック アドレスの不足の問題は深刻ではなくなりました。

MAC アドレスは 48 ビットで、そのうち 46 ビットが「有用」とみなされるため (なぜですか? 続きを読んでください)、246 個つまり 1014 個のアドレスが得られます。これは、IPv214 アドレス空間の 4 倍です。
現在、約 0.73 兆個のアドレスが配布されていますが、これは総量の XNUMX% に過ぎません。 MAC アドレスが不足するまでには、まだ非常に遠いです。

ランダム性ビット

OUI はランダムに配布され、ベンダーも個々のネットワーク デバイスにアドレスをランダムに割り当てると想定できます。 そうですか？ ワイヤレス ネットワークで動作している認証システムによって収集された、私が自由に使える 802.11 デバイスの MAC アドレスのデータベース内のビットの分布を見てみましょう。 WNAM。 これらのアドレスは、802.3 か国で数年にわたって Wi-Fi に接続した実際のデバイスに属しています。 さらに、XNUMX 有線 LAN デバイスの小規模なデータベースもあります。

各サンプルの各 MAC アドレス (1 バイト) をバイトごとにビットに分解し、48 個の位置のそれぞれにおける「1」ビットの出現頻度を見てみましょう。 ビットが完全に任意の方法で設定された場合、「50」を取得する確率は XNUMX% になります。

Wi-FiセレクションNo.1（RF）
Wi-FiサンプルNo.2（ベラルーシ）
Wi-Fiセレクションその3（ウズベキスタン）
LANサンプリング(RF)

データベース内のレコード数
5929000
1274000
366000
1000

ビット番号:
% ビット「1」
% ビット「1」
% ビット「1」
% ビット「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%

なぜ 7 ビットや 8 ビットでこのような不公平が生じるのでしょうか? ほとんど常にゼロが存在します。

実際、規格ではこれらのビットを特別なものとして定義しています (ウィキペディア):

MAC アドレスの最初のバイトの (先頭から) 0 番目のビットはユニキャスト/マルチキャスト ビットと呼ばれ、このアドレスで送信されるフレームのタイプ (フレーム) が通常 (1) かブロードキャスト (0) (マルチキャストまたは放送）。 通常のユニキャスト ネットワーク アダプタ通信の場合、送信されるすべてのパケットでこのビットは「XNUMX」に設定されます。

MAC アドレスの最初のバイトの (先頭から) 0 番目のビットは U/L (ユニバーサル/ローカル) ビットと呼ばれ、アドレスがグローバルに一意であるか (1)、ローカルに一意である (0) かを決定します。 デフォルトでは、すべての「メーカーが調整した」アドレスはグローバルに一意であるため、収集された MAC アドレスの大部分には、「130」に設定された 1 番目のビットが含まれています。 割り当てられた OUI 識別子のテーブルでは、U/L ビットが「XNUMX」になっているエントリは約 XNUMX 個だけであり、明らかにこれらは特別なニーズのための MAC アドレスのブロックです。

最初のバイトの 4 ビット目から最初のビットまで、OUI 識別子の 6 バイト目と XNUMX バイト目のビット、さらにメーカーによって割り当てられたアドレスの XNUMX ～ XNUMX バイトのビットは、ほぼ均等に分散されています。 。

したがって、ネットワーク アダプタの実際の MAC アドレスでは、上位バイトの XNUMX つのサービス ビットを除いて、ビットは実際には同等であり、技術的な意味はありません。

有病率

どの無線機器メーカーが最も人気があるのか​​気になりませんか? OUI データベースの検索とサンプル No. 1 のデータを組み合わせてみましょう。

ベンダー
デバイスのシェア、%

Apple
26,09

サムスン
19,79

華為技術株式会社
7,80

シャオミコミュニケーションズ株式会社
6,83

ソニーモバイルコミュニケーションズ株式会社
3,29

LGエレクトロニクス（モバイル通信）
2,76

ASUSTek COMPUTERINC。
2,58

TCTモバイル株式会社
2,13

ZTEコーポレーション
2,00

IEEE データベースに見つかりません
1,92

レノボ・モバイル・コミュニケーション・テクノロジー株式会社
1,71

HTCコーポレーション
1,68

村田製作所
1,31

インプロ通信
1,26

マイクロソフト
1,11

深セン TINNO モバイル テクノロジー株式会社
1,02

モトローラ (武漢) モビリティ テクノロジーズ コミュニケーション カンパニー株式会社
0,93

ノキアコーポレーション
0,88

上海風力技術有限公司株式会社
0,74

レノボ モバイル コミュニケーション (武漢) カンパニー リミテッド
0,71

実践によれば、特定の場所のワイヤレス ネットワーク加入者が裕福であればあるほど、Apple デバイスのシェアが大きくなります。

独自性

MAC アドレスは一意ですか? 各デバイス メーカー (MA ブロック所有者) は、製造するネットワーク アダプターごとに一意のアドレスを提供する必要があるため、理論的にはそうです。 ただし、一部のチップ メーカー、つまり次のような場合があります。

• 00:0A:F5 エアゴネットワークス株式会社(現在はクアルコム)
• 00:08:22 InPro Comm (現在は MediaTek)

明らかに各デバイスの再起動後に、MAC アドレスの最後の 1 バイトを乱数に設定します。 私のサンプル No. 82 には、そのようなアドレスが XNUMX 件ありました。

もちろん、意図的に「隣人のような」アドレスを設定したり、スニファーで識別したり、ランダムに選択したりすることで、独自の外部アドレスを設定することもできます。 たとえば、Mikrotik や OpenWrt などのルーターのバックアップ構成を復元することによって、誤って固有でないアドレスを設定してしまう可能性もあります。

ネットワーク上に同じ MAC アドレスを持つ 802.1 つのデバイスがある場合はどうなりますか? それはすべて、ネットワーク機器 (有線ルーター、無線ネットワーク コントローラー) のロジックに依存します。 ほとんどの場合、両方のデバイスが動作しないか、断続的に動作します。 IEEE 標準の観点から、MAC アドレス スプーフィングに対する保護は、たとえば MACsec や XNUMXX を使用して解決することが提案されています。

1 番目または XNUMX 番目のビットを「XNUMX」に設定して MAC をインストールするとどうなるでしょうか。 ローカルアドレスかマルチキャストアドレスか？ ほとんどの場合、ネットワークはこれに注意を払いませんが、形式的にはそのようなアドレスは標準に準拠していないため、準拠しない方が良いでしょう。

ランダム化の仕組み

電波をスキャンして収集することによって人々の動きを追跡することを防ぐために、スマートフォンの MAC オペレーティング システムでは数年前からランダム化テクノロジーが使用されていることがわかっています。 理論的には、既知のネットワークを検索するために放送波をスキャンするとき、スマートフォンは、MAC アドレスを送信元とする 802.11 プローブ要求タイプのパケット (パケットのグループ) を送信します。

ランダム化を有効にすると、「ステッチされた」パケット ソース アドレスではなく、スキャン サイクルごと、経時的、またはその他の方法で変化する他のパケット ソース アドレスを指定できます。 効果ありますか？ いわゆる「Wi-Fi レーダー」によって空中から収集された MAC アドレスの統計を見てみましょう。

サンプル全体
7 番目のビットがゼロの場合のみサンプルする

データベース内のレコード数
3920000
305000

ビット番号:
% ビット「1」
% ビット「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%

絵が全然違うんです。

MAC アドレスの最初のバイトの 8 番目のビットは、プローブ要求パケット内の SRC アドレスのユニキャスト特性に依然として対応しています。

7 番目のビットは 92.2% のケースでローカルに設定されます。 かなりの自信を持って、収集されたアドレスの非常に多くがランダム化されており、実際のアドレスは 8% 未満であると推測できます。 この場合、そのような実アドレスの OUI 内のビットの分布は、前の表のデータとほぼ一致します。

OUIによれば、ランダム化されたアドレス（つまり、7番目のビットが「1」）を所有しているのはどのメーカーですか?

メーカー：OUI
すべてのアドレス間で共有する

IEEE データベースに見つかりません
62.45%

グーグル社
37.54%

残りの
0.01%

さらに、Google に割り当てられたすべてのランダムなアドレスは、プレフィックスが付いた同じ OUI に属します。 DA:A1:19。 この接頭語は何ですか? 覗いてみましょう ソース Android.

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

Stock Android は、ワイヤレス ネットワークを検索するときに特別な登録済み OUI を使用します。これは、XNUMX 番目のビットが設定されている数少ないものの XNUMX つです。

ランダムなMACから実際のMACを計算します

そこで見てみましょう:

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;
    }

アドレス全体、またはその下位 XNUMX バイトは純粋です Random.nextLong()「本物のMACの特許取得済み復元」は詐欺です。メーカーが Android登録されていないその他のOUIもスマートフォンで使用されています。iOSのソースコードは入手できていませんが、同様のアルゴリズムが使用されている可能性が高いです。

上記は、プローブ要求フレームの他のフィールドの分析、またはデバイスによって送信される要求の相対頻度の相関関係に基づいて、Wi-Fi 加入者の匿名化を解除するための他のメカニズムの作業をキャンセルするものではありません。 ただし、外部手段を使用して加入者を確実に追跡することには、非常に問題があります。 収集されたデータは、特定のデバイスや人を参照せずに、大量の数値に基づいて場所と時間ごとに平均/ピーク負荷を分析するのに適しています。 正確なデータを持っているのは、「内部」のモバイル OS メーカー自身、およびインストールされているアプリケーションだけです。

デバイスのMACアドレスが他人に知られると、何が危険なのでしょうか？有線ネットワークと無線ネットワークの両方で、サービス拒否攻撃（DoS攻撃）が行われる可能性があります。無線デバイスの場合、センサーの設置場所にデバイスが存在すること自体が検出される可能性もあります。アドレススプーフィングによってデバイスになりすますことも可能ですが、これは追加のセキュリティ対策（認証や暗号化など）が講じられていない場合にのみ有効です。 99.9% ここの人々は何も心配する必要はない。

MAC アドレスは見た目よりも複雑ですが、思ったよりも単純です。

出所： habr.com