MAC 주소에 대해 알고 싶었던 모든 것

일반적으로 16진수 형식으로 표시되는 이 6바이트는 공장 출고 시 네트워크 카드에 할당되며, 언뜻 보기에는 무작위로 할당된다는 것은 누구나 알고 있습니다. 주소의 처음 세 바이트는 제조업체 식별자이고 나머지 세 바이트는 제조업체 식별자라는 것도 아는 사람들이 있습니다. 또한 사용자가 직접 설정할 수 있다는 것도 알려져 있습니다. 임의의 주소. 많은 사람들이 Wi-Fi의 "무작위 주소"에 대해 들어봤을 겁니다.

그것이 무엇인지 알아보도록 하겠습니다.

MAC 주소(Media Access Control Address)는 IEEE 802 표준 네트워크(주로 이더넷, Wi-Fi, 블루투스)에서 사용되는 네트워크 어댑터에 할당된 고유 식별자입니다. 공식적으로는 "EUI-48 유형 식별자"라고 합니다. 이름에서 알 수 있듯이 주소는 48비트, 즉 6바이트입니다. IPv4 주소처럼 옥텟을 항상 점으로 구분하는 것과 달리, 이 주소를 표기하는 데 일반적으로 허용되는 표준은 없습니다. 일반적으로 00개의 11진수를 콜론으로 구분하여 22:AB:CD:EF:00:11와 같이 표기하지만, 일부 장비 제조업체는 22-AB-CD-EF-00-1122 또는 XNUMXab.cdef.XNUMX와 같이 표기하는 것을 선호합니다.

과거에는 네트워크 카드 칩셋 ROM에 주소가 프로그래밍되어 플래시 프로그래머 없이는 수정할 수 없었지만, 오늘날에는 운영 체제에서 프로그래밍 방식으로 주소를 변경할 수 있습니다. 네트워크 카드의 MAC 주소를 수동으로 설정할 수 있습니다. Linux 그리고 MacOS(항상), Windows (운전자가 허락한다면 거의 항상 그렇습니다.) Android (루팅된 기기에서만 가능합니다.) iOS에서는 (루팅되지 않은 경우) 이러한 방법은 불가능합니다.

주소 구조

주소는 제조업체 식별자(OUI), 그리고 제조업체가 할당한 식별자로 구성됩니다. OUI(Organizationally Unique Identifier) ​​식별자 할당 약혼 한 IEEE 조직. 실제로 길이는 3바이트(24비트)뿐만 아니라 28비트 또는 36비트일 수 있으며, 이들로부터 각각 대형(MA-L), 중형(MA-M), 소형(MA-S) 유형의 주소 블록(MAC 주소 블록, MA)이 형성됩니다. 이 경우 발행된 블록의 크기는 24비트, 20비트, 12비트 또는 16만, 1만, 4개의 주소가 됩니다. 현재 약 38만 XNUMX천 개의 블록이 배포되어 있으며, 다음과 같은 다양한 온라인 도구를 통해 확인할 수 있습니다. IEEE 또는 와이어 샤크.

주소의 소유자는 누구입니까?

공개적으로 이용 가능한 쉬운 처리 데이터베이스 언로딩 IEEE는 상당히 많은 정보를 제공합니다. 예를 들어, 일부 기관에서는 OUI 블록을 직접 사용하기도 했습니다. 저희의 영웅들은 다음과 같습니다.

공급업체
블록/레코드 수
주소 수, 백만

시스코 시스템즈
888
14208

Apple
772
12352

삼성
636
10144

화웨이 테크놀로지스 주식회사
606
9696

인텔
375
5776

ARRIS 그룹 Inc.
319
5104

Nokia Corporation
241
3856

프라이빗 투어
232
2704

텍사스 인스트루먼트
212
3392

ZTE 주식회사
198
3168

IEEE 등록 기관
194
3072

휴렛 패커드
149
2384

혼하이정밀
136
2176

TP-LINK
134
2144

델
123
1968

주니퍼 네트웍스
110
1760

Sagemcom 광대역 SAS
97
1552

파이버홈 통신기술 주식회사
97
1552

샤오미 커뮤니케이션즈 주식회사
88
1408

광둥 오포 모바일 통신 주식회사
82
1312

구글이 보유한 네트워크 장비는 40개에 불과합니다. 이는 놀랄 일이 아닙니다. 구글이 직접 네트워크 장비를 만드는 경우는 많지 않거든요.

MA 블록은 무료로 제공되지 않으며, 각각 3000달러, 1800달러, 755달러라는 합리적인 가격으로 구독료 없이 구매할 수 있습니다. 흥미롭게도, 추가 비용(연간)을 지불하면 할당된 블록에 대한 공개 정보를 "숨기는" 기능을 구매할 수 있습니다. 위에서 볼 수 있듯이 현재 232개가 있습니다.

MAC 주소가 소진되면

"IPv10 주소가 곧 고갈될 것"이라는 4년 동안 계속된 이야기에 우리 모두 지쳐 있습니다. 네, 새로운 IPv4 블록을 확보하는 것은 더 이상 쉽지 않습니다. 동시에 IP 주소가 매우 고르지 않게 분포됨대기업과 미국 정부 기관이 소유한 거대하고 활용도가 낮은 블록들이 있지만, 이를 필요로 하는 사람들에게 재분배할 가능성은 거의 없습니다. NAT, CG-NAT, IPv6의 확산으로 공용 주소 부족 문제가 완화되었습니다.

MAC 주소는 48비트로 구성되어 있으며, 그 중 46비트가 "유용한" 것으로 간주될 수 있습니다(왜 그럴까요? 계속 읽어보세요). 이를 통해 246개 또는 1014개의 주소를 얻을 수 있으며, 이는 IPv214 주소 공간보다 4배 더 많습니다.
현재 약 0.73천억 개의 주소가 할당되어 있으며, 이는 전체의 XNUMX%에 불과합니다. MAC 주소가 고갈되려면 아직 멀었습니다.

비트의 무작위성

OUI는 무작위로 배포되고, 공급업체는 마찬가지로 무작위로 개별 네트워크 장치에 주소를 할당한다고 가정할 수 있습니다. 이것이 사실일까요? 제가 가지고 있는 802.11 장치의 MAC 주소 데이터베이스에서 무선 네트워크의 작동 인증 시스템을 통해 수집한 비트 분포를 살펴보겠습니다. WNAM이 주소는 802.3개국에서 수년간 Wi-Fi에 연결된 실제 기기의 주소입니다. 또한, XNUMX 유선 LAN 기기에 대한 소규모 데이터베이스도 있습니다.

각 샘플의 MAC 주소(1바이트)를 바이트 단위로 나누어 48개 위치 각각에서 "1" 비트가 얼마나 자주 나타나는지 살펴보겠습니다. 만약 비트가 완전히 무작위로 설정되었다면 "50"이 나올 확률은 XNUMX%가 될 것입니다.

Wi-Fi 샘플 #1(RF)
Wi-Fi 샘플 #2(벨라루스)
Wi-Fi 샘플 #3(우즈베키스탄)
LAN 샘플링(RF)

데이터베이스의 레코드 수
5929000
1274000
366000
1000

비트 번호:
% 비트 "1"
% 비트 "1"
% 비트 "1"
% 비트 "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%

7비트와 8비트의 이런 불공평함은 어디서 오는 걸까요? 거기에는 거의 항상 XNUMX이 있습니다.

실제로 표준은 이러한 비트를 특수 비트로 정의합니다.위키 백과):

MAC 주소 첫 번째 바이트의 여덟 번째(처음부터) 비트는 유니캐스트/멀티캐스트 비트라고 하며, 이 주소를 통해 전송되는 프레임의 유형을 일반(0) 또는 브로드캐스트(1)(멀티캐스트 또는 브로드캐스트)로 결정합니다. 네트워크 어댑터의 일반 유니캐스트 상호 작용의 경우, 이 비트는 해당 어댑터에서 전송되는 모든 패킷에서 "0"으로 설정됩니다.

MAC 주소 첫 번째 바이트의 일곱 번째(처음부터) 비트는 U/L(Universal/Local) 비트라고 하며, 주소가 전역적으로 고유(0)인지 지역적으로 고유(1)인지를 결정합니다. 기본적으로 "제조업체에서 프로그래밍한" 모든 주소는 전역적으로 고유하므로, 수집된 MAC 주소의 대다수는 일곱 번째 비트가 "0"으로 설정되어 있습니다. 할당된 OUI 식별자 표에서 U/L 비트가 "130"인 항목은 약 1개에 불과하며, 이는 특수 목적을 위한 MAC 주소 블록인 것으로 보입니다.

OUI 식별자의 첫 번째 바이트의 여섯 번째부터 첫 번째 비트, 두 번째와 세 번째 바이트, 특히 제조업체가 할당한 주소의 네 번째부터 여섯 번째 바이트의 비트는 어느 정도 균등하게 분포됩니다.

따라서 네트워크 어댑터의 실제 MAC 주소에서 비트는 실제로 동일하며 최상위 바이트의 두 서비스 비트를 제외하고는 어떠한 기술적 의미도 지니지 않습니다.

Распаўсюджанасць

어떤 무선 장비 제조업체가 가장 인기 있는지 궁금합니다. OUI 데이터베이스 검색 결과와 샘플 #1의 데이터를 결합해 보겠습니다.

공급업체
장치 점유율, %

Apple
26,09

삼성
19,79

화웨이 테크놀로지스
7,80

샤오미 커뮤니케이션즈 주식회사
6,83

소니 모바일 커뮤니케이션즈 주식회사
3,29

LG전자(모바일 커뮤니케이션)
2,76

ASUSTek 컴퓨터 주식회사
2,58

TCT 모바일 유한회사
2,13

ZTE 주식회사
2,00

IEEE 데이터베이스에서 찾을 수 없음
1,92

레노버 모바일 커뮤니케이션 테크놀로지 유한회사
1,71

HTC 공사
1,68

무라타 제조
1,31

인프로 커뮤니케이션
1,26

마이크로 소프트
1,11

선전 TINNO 모바일 테크놀로지 유한회사
1,02

모토로라(우한) 모빌리티 테크놀로지스 커뮤니케이션 유한회사
0,93

Nokia Corporation
0,88

상하이 윈드 테크놀로지 주식회사
0,74

레노버 모바일 커뮤니케이션(우한) 유한회사
0,71

경험에 따르면 해당 지역의 무선 네트워크 가입자가 부유할수록 Apple 기기의 점유율이 높아집니다.

특이 사항

MAC 주소는 고유한가요? 이론상으로는 그렇습니다. 각 장치 제조업체(MA 블록 소유자)는 생산하는 각 네트워크 어댑터에 대해 고유한 주소를 제공해야 하기 때문입니다. 그러나 다음과 같은 일부 칩 제조업체도 있습니다.

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

기기를 재부팅할 때마다 MAC 주소의 마지막 세 바이트를 임의의 숫자로 설정합니다. 제 샘플 #1에는 이러한 주소가 82만 XNUMX천 개 있었습니다.

물론, 의도적으로 "이웃처럼" 설정하거나, 스니퍼로 탐지하거나, 무작위로 선택하여 고유하지 않은 외부 주소를 설정할 수 있습니다. Mikrotik이나 OpenWrt와 같은 라우터의 구성 백업을 복원하는 등의 방법으로 실수로 고유하지 않은 주소를 설정할 수도 있습니다.

네트워크에 동일한 MAC 주소를 가진 두 장치가 있으면 어떻게 될까요? 이는 네트워크 장비(유선 라우터, 무선 네트워크 컨트롤러)의 논리에 따라 달라집니다. 두 장치 모두 작동하지 않거나 간헐적으로 작동할 가능성이 높습니다. IEEE 표준 관점에서 MAC 주소 위조 방지는 MACsec이나 802.1X 등을 사용하여 해결할 수 있다고 제안됩니다.

MAC 주소의 일곱 번째 또는 여덟 번째 비트를 "1"로 설정하여 로컬 또는 멀티캐스트 주소로 사용하는 것은 어떨까요? 네트워크에서는 이를 고려하지 않을 가능성이 높지만, 형식적으로는 이러한 주소가 표준을 준수하지 않으므로 사용하지 않는 것이 좋습니다.

무작위화의 작동 방식

전파를 스캔하고 MAC 주소를 수집하여 사람들의 움직임을 추적하는 것을 막기 위해 스마트폰 운영체제는 수년간 무작위화 기술을 사용해 왔습니다. 이론적으로, 알려진 네트워크를 찾기 위해 전파를 스캔할 때 스마트폰은 MAC 주소를 소스로 하는 802.11 프로브 요청 유형의 패킷(또는 패킷 그룹)을 전송합니다.

무작위 설정을 활성화하면 "하드와이어" 주소가 아닌 패킷 소스의 다른 주소를 지정할 수 있습니다. 이 주소는 스캔 주기, 시간 또는 기타 상황에 따라 변경됩니다. 효과가 있을까요? 소위 "Wi-Fi 레이더"가 무선에서 수집한 MAC 주소 통계를 살펴보겠습니다.

전체 샘플
7번째 비트가 XNUMX인 선택

데이터베이스의 레코드 수
3920000
305000

비트 번호:
% 비트 "1"
% 비트 "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%

그림은 완전히 다릅니다.

MAC 주소의 첫 번째 바이트의 8번째 비트는 여전히 프로브 요청 패킷의 SRC 주소의 유니캐스트 특성에 해당합니다.

7번째 비트는 92.2%의 경우 로컬로 설정됩니다. 즉, 수집된 주소 중 상당수가 무작위로 지정되었으며, 8% 미만만이 실제 주소라고 상당히 확실하게 추정할 수 있습니다. 이러한 실제 주소에 대한 OUI의 비트 분포는 이전 표의 데이터와 거의 일치합니다.

OUI에 따르면, 어느 제조업체가 무작위 주소(즉, 7번째 비트가 "1"로 설정됨)를 소유하고 있습니까?

OUI 제조업체
모든 주소에서 공유

IEEE 데이터베이스에서 찾을 수 없음
62.45%

구글 주식회사
37.54%

나머지
0.01%

이 경우 Google에 할당된 모든 무작위 주소는 접두사가 있는 하나의 OUI에 속합니다. 다:에이1:19이 접두사는 무엇일까요? 살펴보겠습니다. 출처 Android.

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

스톡 안드로이드는 무선 네트워크를 검색하기 위해 특수하게 등록된 OUI를 사용하는데, 이는 7번째 비트가 설치된 몇 안 되는 OUI 중 하나입니다.

랜덤 MAC에서 실제 MAC을 계산합니다.

거기서 살펴보죠:

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;
    }

전체 주소 또는 하위 3바이트는 깨끗합니다. 랜덤.nextLong()"특허받은 정품 MAC 복원"은 사기입니다. 제조업체들이 이를 속일 가능성이 매우 높다는 것을 확신할 수 있습니다. Android다른 등록되지 않은 OUI도 휴대전화에서 사용됩니다. iOS 소스 코드는 없지만, 비슷한 알고리즘이 사용될 가능성이 높습니다.

위의 내용은 프로브 요청 프레임의 다른 필드 분석이나 장치에서 전송된 요청의 상대적 빈도 상관관계를 기반으로 하는 Wi-Fi 가입자 익명화 해제 메커니즘의 작동을 무효화하지 않습니다. 그러나 외부 수단을 통해 가입자를 안정적으로 추적하는 것은 매우 어렵습니다. 수집된 데이터는 특정 기기나 사람을 참조하지 않고, 대량의 데이터를 기반으로 위치 및 시간별 평균/최대 부하를 분석하는 데 더 적합합니다. 정확한 데이터는 "내부" 사용자, 모바일 OS 제조업체, 그리고 설치된 애플리케이션에서만 제공됩니다.

기기의 MAC 주소를 알게 되면 어떤 위험이 있을까요? 유선 네트워크와 무선 네트워크 모두에서 서비스 거부 공격(DoS 공격)이 발생할 수 있습니다. 무선 기기의 경우, 센서 위치 정보가 노출될 가능성도 있습니다. 주소 위조를 통해 기기를 사칭할 수도 있지만, 이는 추가적인 보안 조치(인증 및/또는 암호화)가 적용되지 않은 경우에만 가능합니다. 99.9% 이곳 사람들은 걱정할 것이 아무것도 없습니다.

MAC 주소는 보기보다 복잡하지만, 실제로는 생각보다 간단합니다.

출처 : habr.com