伪造电子邮件以及制造电子邮件炸弹的攻防探讨

前言

想必熟悉 kali 或者接触过 smtp 相关分析的人都听说过 Swaks 这个工具。它号称 SMTP 界的瑞士军刀。工具会使固然厉害，但是不知道原理总觉得缺了点什么。于是我就用 Python 自己写了一个类似的工具，加上了邮件炸弹的功能，顺带分析一波原理。

SMTP 协议

SMTP 协议即简单邮件传输协议，属于 TCP/IP 协议簇，它是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则，由它来控制信件的中转方式。SMTP 服务器则是遵循 SMTP 协议的发送邮件服务器，用来发送或中转发出的电子邮件。

SMTP 模型如下：

简单的通信过程如下（以 163 邮箱为例；以下返回均为正常情况）：

第一步是请求建立连接：

telnet：

返回：

第二步是打开传输通道：

发送：或 。有什么区别呢？EHLO 更新一些，会返回 smtp 服务器支持的命令，相对比 HELO 要有用，所以基本用的都是 EHLO。HELO / EHLO 命令用于主机介绍它自己，可以被翻译为 Hello, I am .

返回： 或：

可以看到，EHLO 返回信息更加详细。

第三步是 MAIL 命令：

发送：

返回：

第四步是 RCPT 命令：

发送：

返回：

第五步是 DATA 命令：

发送：

返回：

然后就可以输入邮件内容了，包括主题，邮件正文等等。

第五步结束后，服务端会返回邮件发送成功与否的情况：

返回：

这样，一封简单的邮件就发出去了。当然，邮件服务器在这个过程中会做各种判断，以免轻易接受垃圾邮件。

完整的演示如下：

邮箱结果：

那么，说了这么多 Telnet 发邮件，和正常发邮件的的方式很不一样。我们都是通过 web 界面或者 GUI 发的，如下：

而我们使用 Telnet 直接发邮件，实际上是在模拟第二个 Send。

说清楚 SMTP 了，接下来说伪造邮件发件人。

伪造邮件发件人

回顾之前的 Telnet 发邮件的过程，我们可以看到，我们使用 mail from: 声称自己是 hr@h*ei.com，而且 SMTP 协议本身也不要求对此声明做认证，所以伪造就是这样达成的。那么，经过这么多年的发展，厂商有对此做出了什么努力来解决这一问题呢？

SPF：发送方策略框架

SPF 是为了防范垃圾邮件而提出来的一种 DNS 记录类型，它是一种 TXT 类型的记录，它用于登记某个域名拥有的用来外发邮件的所有 IP 地址。发送人向接收方发送一封电子邮件后，邮件接收服务器接收电子邮件并执行如下

操作：

检查哪一个域声称发送了该邮件并检查该域的 SPF 记录的 DNS。

确定发送服务器的 IP 地址是否与 SPF 记录中的某个已发布 IP 地址相匹配。

对电子邮件进行打分：如果 IP 地址匹配，则邮件通过身份验证并获得一个正分。如果 IP 地址不匹配，则邮件无法通过身份验证并获得一个负分。然后，对现有的防垃圾邮件筛选策略和启发式筛选应用这些结果。或者直接拒绝接受，返回 550 MI:SPF。

我们查一下 163 的 SPF 记录：

是什么意思呢？

SPF 记录包含在一个 TXT 记录之中，格式如下：

1、v=spf1：SPF 的版本。如果使用 Sender ID 的话，这个字段就应该是 v=spf2

2、pre：定义匹配时的返回值。可能的返回值包括：

+: 缺省值。在测试完成的时候表示通过。

-: 表示测试失败。这个值通常是 -all，表示没有其他任何匹配发生。

~: 表示软失败，通常表示测试没有完成。

?: 表示不置可否。这个值也通常在测试没有完成的时候使用。

3、type：定义使用的确认测试的类型：

include：包含一个给定的域名的测试。以 include:domain 的形式书写。

all：终止测试序列。比如，如果选项是 -all，那么到达这条记录也就意味着测试失败了。但是如果无法确定，可以使用”?all”来表示，这样，测试将被接受。

ip4：使用 IPv4 进行验证。这个可以以 ip4:ipv4 或 ip4:ipv4/cidr 的形式使用。

4、ext：定义对 type 的可选扩展。如果没有这个字段，那么仅使用单个记录进行问询。

5、mod：这是最后的类型指示，作为记录的一个修正值。

测试后有以下结果：

通过；SPF记录指定要允许发送的主机；接受

硬失败；SPF记录已将主机指定为不允许发送；拒绝

软失败；SPF记录已将主机指定为不被允许发送但正在转换；接受但标记

中性；SPF记录明确指出，对有效性无关；接受

没有；该域没有SPF记录，或者SPF记录不对结果进行评估；接受

DKIM 与 DMARC

DKIM 是一种防范电子邮件欺诈的验证技术，通过消息加密认证的方式对邮件发送域名进行验证。

DMARC 是一种基于现有的SPF和DKIM协议的可扩展电子邮件认证协议，在邮件收发双方建立了邮件反馈机制，便于邮件发送方和邮件接收方共同对域名的管理进行完善和监督。

感兴趣的话可以自行查阅资料。

漏网之鱼

又说了那么多，那么是否有了 SPF 可以一劳永逸呢？其实并不是。拿 163 与 qq 举例，查到发送方的 spf 记录，并且是标记的是硬失败，当然是最好的，直接进行判断。但是如果发送方用的是软失败甚至没有 spf 记录呢？比如 huawei.com 就是软失败：

如果出现这样的情况，就得看厂商怎么做了，一般来说都是放行。

邮件炸弹

说完了伪造发件人，再来说说邮件炸弹。

电子邮件炸弹是最古老的匿名攻击之一，通过设置一台机器不断的大量的向同一地址发送电子邮件，攻击者能够耗尽接受者网络的宽带。由于这种攻击方式简单易用，也有很多发匿名邮件的工具，而且只要对方获悉你的电子邮件地址就可以进行攻击，所以这是大家最值得防范的一个攻击手段。

既然能伪造发件人，那么发送邮件炸弹看上去也不难。事实上的确如此。另外，由于大量的请求以及链接，会触发接收方各种抵制。接下来通过邮件炸弹的三种不同的方式谈谈。

单线程

单线程，发就好了，拿起死循环就是干：

多线程：短连接

短连接就是我们最容易想到的，多线程，每个线程发起一次链接请求，发完一封就停止。线程数少点还好，一多就疯狂提示：421 Too many connections。在 ehlo antispam 的时候就被干掉了。实测大多数情况，100 线程发 能成功 20 封就已经很好了。而且发完一封就释放链接，蛮浪费的。而且在 smtp 服务器对频繁的连接请求很敏感的时候， ip 容易被 ban（如 qq）。

多线程：长连接

长连接：设定好线程数后，一旦 ehlo antispam 成功，就不停地重复 mail from 到 data，邮件发送成功后也不释放链接，一直发。若接收方 smtp 服务器强制释放此链接，则重新 ehlo antispam。这样的话，如果不手动停止，就会一直尝试链接、发邮件。轰炸效率 plus。

email_hack

根据上述的原理以及想法，我自己写了一个命令行的工具：email_hack

详细内容可以到 gayhub 看看：https://github.com/Macr0phag3/email_hack。

伪造邮件效果：

163：

qq：

邮件炸弹效果：

防御方法

伪造邮件发件人

厂商：对 spf 记录采用 硬失败 的标记。且验证时预到软失败标记的时候，尽可能拒绝。有可能的话， 上DKIM 与 DMARC

用户：对于很重要的邮件信息，不妨查看一下邮件原文。

若只有 一个 Received ，且列出的 IP 与宣称的地址不一致，则就是伪造的。虽然 Received 头可以伪造，但是新的 Received 头会添加在消息的头部，所以，如果存在伪造的 Received，那么它总是在后面。

若有多个 Received，第一个 Received 中 是正规的（网易、腾讯等等） SMTP 服务器 转发过的，那么肯定是经过验证的合法用户才能转发过来，因为这些厂商都不会开匿名转发，此时只需要看 IP 与宣称身份是否一致，一致就 OK。若看着就 不正规，则就要小心一些了。

举2个例子：

未被伪造：

伪造：

邮件炸弹

对大量并发的连接请求，不但要拒绝，而且要禁止其 IP 一段时间。经过测试，qq 在大量请求后会进行封禁，163只是拒绝连接，返回类似 “请15分钟后再试”，其实还是可以接着发起连接请求的… ╮(╯▽╰)╭。最后，在邮件多次发送失败的时候，直接断开连接，不要保留通道，强制发送端重新发起连接请求。