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Text File  |  2003-06-11  |  4.5 KB  |  82 lines
  1. ***********************************************************************
  2. ADVISORY: TCP packet fragment attacks against firewalls and filters
  3.   System: TCP/IP networks  
  4.   Source: http://all.net, Dr. Frederick B. Cohen
  5. ***********************************************************************
  6.  
  7. Packet Fragmentation Attacks
  8.  
  9. Introduction to Packet Fragmentation
  10.  
  11. Packet fragmentation is the part of the Internet Protocol (IP) suite of
  12. networking protocols that assures that IP datagrams can flow through any
  13. other sort of network. (For details, see Internet Request For Comments 791
  14. (rfc791) and are available and searchable in electronic form from Info-Sec
  15. heaven on the World-Wide-Web at http://all.net, through gopher service at
  16. all.net, or by ftp service from rs.internic.net.) Fragmentation works by
  17. allowing datagrams created as a single packet to be split into many smaller
  18. packets for transmission and reassembled at the receiving host.
  19.  
  20. Packet fragmentation is necessary because underlying the IP protocol, other
  21. physical and or logical protocols are used to transport packets through
  22. networks. A good example of this phenomena is on the difference between
  23. Ethernet packets (which are limited to 1024 bytes), ATM packets (which are
  24. limited to 56 bytes), and IP packets which have variable sizes up to about
  25. 1/2 million bytes in length.
  26.  
  27. The only exception to this rule is in the case of an internet datagram
  28. marked don't fragment . Any internet datagram marked in this way is
  29. supposed to not be fragmented under any circumstances. If internet
  30. datagrams marked don't fragment cannot be delivered to their destination
  31. without being fragmented, they are supposed to be discarded instead. Of
  32. course, this rule doesn't have to be obeyed by the IP software actually
  33. processing packets, but it is supposed to be.
  34.  
  35. How Packet Reassembly Attacks Work
  36.  
  37. The packet fragmentation mechanism leads to attacks that bypass many
  38. current Internet firewalls, but the reason these attacks work is not
  39. because of the way fragmentation is done, but rather because of the way
  40. datagrams are reassembled.
  41.  
  42. Datagrams are supposed to be fragmented into packets that leave the header
  43. portion of the packet intact except for the modification of the fragmented
  44. packet bit and the filling in of an offset field in the IP header that
  45. indicates at which byte in the whole datagram the current packet is
  46. supposed to start. In reassembly, the IP reassembler creates a temporary
  47. packet with the fragmented part of the datagram in place and adds incoming
  48. fragments by placing their data fields at the specified offsets within the
  49. datagram being reassembled. Once the whole datagram is reassembled, it is
  50. processed as if it came in as a single packet.
  51.  
  52. According to the IP specification, fragmented packets are to be reassembled
  53. at the receiving host. This presumably means that they are not supposed to
  54. be reassembled at intermediate sites such as firewalls or routers. This
  55. decision was made presumably to prevent repeated reassembly and
  56. refragmentation in intermediate networks. When routers and firewalls
  57. followed the rules, they found a peculiar problem.
  58.  
  59. The way firewalls and routers block specific services (such as telnet )
  60. while allowing other services (such as the world wide web http service) is
  61. by looking into the IP packet to determine which Transfer Control Protocol
  62. (TCP) port is being used. If the port corresponds to 80, the datagram is
  63. destined for http service, while port 23 is used for telnet . In normal
  64. datagrams, this works fine. But suppose we didn't follow the rules for
  65. fragmentation and created improper fragmented packets? Here's what one
  66. attacker did:
  67.  
  68.    *  Create an initial packet which claims to be the first fragment of a
  69.      multi-packet datagram. Specify TCP port 80 in the TCP header so it
  70.      looks like a datagram going to http service, which is allowed to pass
  71.      the firewall.
  72.    *  The firewall passes the packet to the host under attack and passes
  73.      subsequent packet fragments in order to allow the destination host to
  74.      reassemble the packet.
  75.    *  One of the subsequent packets has an offset of 0 which causes the
  76.      reassembler to overwrite the initial part of the IP packet. This is
  77.      the part of the IP packet that specifies the TCP port. The attacker
  78.      overwrites the IP port number which was originally 80 with a new port
  79.      number such as 23, and is now granted telnet access to the host under
  80.      attack despite the firewall that is supposed to block the service.
  81.  
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