自宅インフラを育てる (3) 遊ぶための環境を作って動かしてみる

はじめに

前回はサーバーを自作し、Proxmox を導入して仮想化しました。

seekt.hatenablog.com

今回は、遊ぶための環境をサーバー上に作ったのでそのメモを残したいと思います。

今回作った環境

今回作った環境

こんな環境を作りました。上段がホームネットワーク上の物理マシン (Windows10) で、中段と下段が Proxmox 上のVMです。

• 攻撃端末 (ParrotOS)
• 踏み台 (Ubuntu)
• クライアント (Fedora)
• サーバ (Fedora)

の4つのVMを Proxmox 上に立てて動かしています。

用途・使い方

用途・使い方はこんな感じです。

• クライアントからサーバに TCP または UDP の通信をする
• 攻撃端末は通信の盗聴・改ざんをする
• Windowsからクライアントおよびサーバを動かせるようにする
  • Windowsから踏み台サーバにSSH接続できるようにする
  • 踏み台からクライアントおよびサーバにSSH接続できるようにする
• 踏み台サーバでクライアントおよびサーバの負荷監視を行えるようにする

各VMの設定

ここでは、それぞれのVMの設定について簡単にまとめます。

ParrotOS

ParrotOS は、攻撃端末として使います。基本的にGUIで運用しますが、WindowsとSSH接続できるようにします。

インストール

公式サイト から ISO イメージをダウンロードして設定します。ここでは、Security Edition の ISO イメージを使っています。

VMのスペックはこんな感じにしています。

• CPU
  • 6 CPUs
• Memory
  • 8 GB
• Storage
  • 96 GB

初期設定

sudo apt update
sudo apt -y upgrade

realtek-rtl8188-dkms でエラーが出るので、エラーの解決をします。

community.parrotsec.org

sudo apt purge realtek-rtl8188eus-dkms
sudo parrot-upgrade
sudo apt autoremove
sudo parrot-upgrade

SSHを有効にします。

sudo apt install ssh
sudo systemctl start ssh
sudo systemctl enable ssh

必要なパッケージのインストール

通信の盗聴や改ざんには Python の Scapy と NetfilterQueue を使うので、必要なパッケージをインストールします。

パッケージのインストール

sudo apt install python3-venv
mkdir .venvs
python3 -m venv ~/.venvs/venv39
source ~/.venvs/venv39/bin/activate
(venv39) pip install --upgrade pip
(venv39) pip install scapy NetfilterQueue

テスト

(venv39) python
>>> import scapy
>>> from netfilterqueue import NetfilterQueue
(Ctrl + D)
(venv39) deactivate

もし NetfilterQueue でうまくいかなかったら、以下のコマンドを実行してもう一度試す。

sudo apt install build-essential python-dev python3-dev libnetfilter-queue-dev

アップデートの自動化

crontab を用います。具体的には、/etc/crontab に以下を追記します。

00 3    * * *   root    apt update && apt -y upgrade && apt -y autoremove

毎日朝3時に root 権限でアップデートが行われる¹。

ParrotOS の VM

Ubuntu

インストール

公式サイト から ISO イメージをダウンロードして設定します。ここでは、Ubuntu 22.04 を使っています。

VMのスペックはこんな感じにしています。

• CPU
  • 4 CPUs
• Memory
  • 8 GB
• Storage
  • 256 GB

初期設定

sudo apt update
sudo apt -y upgrade

SSHを有効にします。

sudo apt install ssh
sudo systemctl start ssh
sudo systemctl enable ssh

GUI は負荷が大きいので、CUI で運用することにする。

sudo systemctl set-default multi-user.target
reboot

アップデートの自動化

Parrot と同じ方法でアップデートを自動化する。

Ubuntu の VM

Fedora (Client, Server)

インストール

公式サイト から ISO イメージをダウンロードして設定します。ここでは、Fedora Server をダウンロードしました。

VMのスペック・設定はこんな感じにしています。

• CPU
  • 2 CPUs
• Memory
  • 2 GB
• Storage
  • 32 GB
• インストール時は 192.168.0.0/24 のみ接続し、インストール後に 192.168.50.0/24 を追加する。
• root ユーザを作る

初期設定

yum update

nmtui をインストールする

yum install NetworkManager-tui

nmtui で 192.168.50.0/24 のIP を固定 (下図は server の例)。

nmtui を使って IPアドレスを固定する

また、192.168.0.0/24 のネットワーク接続を切っておきます (nmtui で deactivate する)。

Fedora の VM (Client)

Fedora の VM (Server)

クライアント － サーバ間の通信

www.oreilly.co.jp

この本を参考に作っています。

UDP 通信

UDP のクライアントとサーバを作りました。

UDP クライアント

クライアント側で動かすプログラムです。

UDPクライアント (udp_client_sample.py)

import socket

MESSAGE_SIZE = 1024 

dstip = '192.168.50.3'   
dstport = 12590
dst_addr = (dstip, dstport)

# (1) create a socket
udp_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# (2) send a message
udp_client.sendto(b'ABCDEF', dst_addr)
udp_client.close()

UDP サーバ

サーバ側で動かすプログラムです。

UDPサーバ (udp_server_sample.py)

import socket 

MESSAGE_SIZE = 1024
host = '192.168.50.3'   # server's IP address
port = 12590

addr = (host, port)

def main():
    # (1) create a socket 
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, type=socket.SOCK_DGRAM)

    # (2) bind
    sock.bind(addr)
    print(f'[*] Listening on {host}:{port}')

    while True:
        try:
            # (3) receive a message
            rcv_data, client_addr = sock.recvfrom(MESSAGE_SIZE)
            print(f'[*] Received: {rcv_data.decode(encoding="utf-8")} from {client_addr[0]}:{client_addr[1]}')
            print('\n')
        
        except KeyboardInterrupt:
            print(f'[*] Finished')
            sock.close()
            break 

if __name__ == "__main__":
    main()

TCP 通信

TCP のクライアントとサーバを作りました。

TCP クライアント

クライアント側で動かすプログラムです。

TCPクライアント (tcp_client_sample.py)

import socket 

MESSAGE_SIZE = 1024 
host = '192.168.50.3'
port = 12600

addr = (host, port)
# create a socket
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# connect to server
client.connect(addr)
# send a message
client.send(b'ZYXWVU')
response = client.recv(MESSAGE_SIZE)

print(response.decode())
client.close()

TCP サーバ

サーバ側で動かすプログラムです。

TCPサーバ (tcp_server_sample.py)

import socket 
import threading 

MESSAGE_SIZE = 1024 
host = '192.168.50.3'
port = 12600

addr = (host, port)

def main():
    # (1) create a socket
    server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # (2) bind
    server.bind(addr)
    # (3) wait for client
    server.listen(5)
    print(f'[*] Listening on {host}:{port}')
    
    while True:
        try:
            # (4) obtain
            client, address = server.accept()
            print(f'[*] Accepted connection from {address[0]}:{address[1]}')
            client_handler = threading.Thread(target=handle_client, args=(client,))
            client_handler.start()
        except KeyboardInterrupt:
            print(f'[*] Finished')
            break 
    
def handle_client(client_socket):
    with client_socket as sock:
        request = sock.recv(MESSAGE_SIZE)
        print(f'[*] Received: {request.decode("utf-8")}')
        print('\n')
        sock.send(b'ACK')

if __name__ == "__main__":
    main()

通信のテスト

通信を行う前に、サーバ側のポートを開けます。今回は、12590/udp と 12600/tcp を開けます。

サーバ側 (192.168.50.3) に root でログインして、以下コマンドでポートを開けます。

# firewall-cmd --add-port=12590/udp
# firewall-cmd --add-port=12600/tcp

youtu.be

通信を実行している様子を動画にしました。

サーバ側 (右側) のプログラムを実行してからクライアント側 (左側) のプログラムを実行すると、サーバ側がメッセージを受け取る様子が見て取れます。

通信を定期的に行う

サーバを起動した状態で、クライアントのプログラムを数秒おきに実行すると、定期的な通信を模擬できます。

例えば、5秒おきに UDP の通信をしたいときは、

watch -n 5 python3 udp_client_sample.py

とすれば良いです。

負荷監視ログの取得

踏み台からクライアントとサーバの負荷監視ログを取得しようと思います。今回は、毎秒の vmstat のログを1時間とるようにしました。

こんなスクリプトを書けば実現できます。

サーバのログを取得するスクリプト (obtain_log_server.sh)

#!/bin/bash

HOST=192.168.50.3
USER=guest

ssh ${USER}@${HOST} < log_command.sh > ./log/log_server_`date "+%Y%m%d%H%M%S"`.vmstat

クライアントのログを取得するスクリプト (obtain_log_client.sh)

#!/bin/bash

HOST=192.168.50.4
USER=guest

ssh ${USER}@${HOST} < log_command.sh > ./log/log_client_`date "+%Y%m%d%H%M%S"`.vmstat

共通で使うスクリプト (log_command.sh, 上2つのスクリプトと同じディレクトリに置く)

#/bin/bash

vmstat -n -t 1 3600

./obtain_log_server.sh でサーバの、./obtain_log_client.sh でクライアントのログが取得できます。

やっていることは、SSH 接続先で log_command.sh を実行して、踏み台の log ディレクトリに log_client_YYYYmmddHHMMSS.vmstat として保存するということです。

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu----- -----timestamp-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st                 JST
 0  0      0 1478852   1668 313252    0    0     3     1   41   42  0  0 99  0  0 2022-09-04 11:17:21
 0  0      0 1478852   1668 313252    0    0     0     0  120  116  0  0 100  0  0 2022-09-04 11:17:22
 0  0      0 1478852   1668 313252    0    0     0     0  102  104  0  0 99  0  0 2022-09-04 11:17:23
 0  0      0 1478852   1668 313252    0    0     0     0   95   96  0  1 99  0  0 2022-09-04 11:17:24
 0  0      0 1478852   1668 313252    0    0     0    20  103  106  0  1 99  0  0 2022-09-04 11:17:25
 0  0      0 1478852   1668 313252    0    0     0     0   92   92  0  1 100  0  0 2022-09-04 11:17:26

こんな感じのログが取れます。

まとめ

ここでは、

• 遊ぶための環境について
• クライアント － サーバ間の通信について
• 踏み台サーバからのクライアントおよびサーバの負荷監視について

書きました。

時間があるときに通信の盗聴とか改ざんとかもこの環境で試そうと思っています。

---

1. cron-apt を使ってもいいと思う。↩