Clase 012 — DNS, DHCP y ARP: funcionamiento y riesgos

Parte: 0 — Fundamentos y prerrequisitos · Fuente: RFC 1035 (DNS), RFC 2131 (DHCP), RFC 826 (ARP) ⏱️ Duración estimada: 100 min · Nivel: Fundamentos


🎯 Objetivo

Comprender los tres protocolos de infraestructura que hacen funcionar cualquier red local e Internet: DNS (resolución de nombres), DHCP (asignación automática de direcciones) y ARP (mapeo entre IP y MAC). Los tres comparten un mismo pecado original: se diseñaron para redes confiables, sin autenticación, lo que los convierte en los vectores clásicos de ataque dentro de una red local. Entender cómo funcionan por dentro es entender por qué el man-in-the-middle en LAN sigue siendo tan efectivo décadas después.

📚 Resultados de aprendizaje

Al finalizar, el alumno podrá:

  1. Describir el proceso de resolución DNS jerárquica y sus tipos de registro.
  2. Explicar el intercambio DHCP (DORA) y por qué su ausencia de autenticación habilita servidores rogue.
  3. Detallar cómo ARP resuelve una MAC a partir de una IP dentro del segmento local.
  4. Identificar los ataques ARP spoofing, DNS spoofing y DHCP rogue, y su relación con el MITM.
  5. Observar y detectar estos ataques en el laboratorio con evidencia.
  6. Seleccionar defensas reales (DHCP snooping, DAI, DNSSEC) y justificar qué ataque frena cada una.

🗺️ Temas

# Tema Por qué importa
1 Resolución DNS Cómo un nombre se convierte en una IP
2 Tipos de registro A, AAAA, CNAME, MX, TXT, NS y su uso
3 Caché y recursión Rendimiento y superficie de envenenamiento
4 DHCP DORA Discover, Offer, Request, Ack
5 ARP El puente entre la capa 3 y la capa 2
6 ARP spoofing La base del MITM en LAN
7 DNS/DHCP rogue Redirección y control del tráfico
8 Defensas DHCP snooping, DAI, DNSSEC, DoH/DoT

🧠 Explicación en profundidad

DNS: la agenda telefónica jerárquica de Internet

Cuando escribes example.com, tu máquina no sabe dónde está ese servidor; solo sabe hablar con números. DNS es el sistema distribuido y jerárquico que traduce nombres legibles en direcciones IP. La resolución recorre un árbol: tu resolver (normalmente el de tu ISP o uno público como 8.8.8.8) pregunta a un servidor raíz, que lo remite al servidor autoritativo del TLD (.com), que a su vez remite al servidor autoritativo del dominio, que finalmente entrega la IP. Para no repetir este viaje cada vez, cada nivel cachea las respuestas durante el tiempo que marca el TTL del registro. Esa caché es a la vez la clave del rendimiento de Internet y la superficie del ataque más famoso de DNS: el envenenamiento de caché, en el que un atacante inyecta una respuesta falsa que el resolver almacena y sirve a muchas víctimas.

example.com?

?

pregunta al TLD .com

?

pregunta al autoritativo

?

A = 93.184.216.34

respuesta + cachea

Cliente

Resolver recursivo

Servidor raiz

Servidor TLD .com

Servidor autoritativo

Los tipos de registro definen qué se pregunta: A (IPv4) y AAAA (IPv6) son los más consultados; CNAME crea un alias de un nombre a otro; MX indica el servidor de correo del dominio; NS delega la zona a sus servidores autoritativos; y TXT guarda texto arbitrario, usado hoy para SPF, DKIM y verificaciones de propiedad. DNS viaja normalmente sobre UDP/53 por rapidez, y recurre a TCP/53 para respuestas grandes y transferencias de zona.

DHCP: cómo una máquina obtiene identidad antes de tenerla

Un equipo que se conecta a una red no tiene IP, ni sabe cuál es su gateway ni su servidor DNS. DHCP resuelve la paradoja de comunicarse sin dirección mediante un intercambio de cuatro mensajes conocido por su acrónimo DORA: el cliente emite un Discover en broadcast ("¿hay algún servidor DHCP?"), uno o varios servidores responden con una Offer (una IP propuesta y parámetros), el cliente elige una y confirma con un Request, y el servidor cierra con un Acknowledge que concede la concesión (lease). El punto débil está a la vista: el cliente confía en el primer servidor que responde, sin comprobar su identidad. Un atacante que levante un servidor DHCP falso (rogue) más rápido que el legítimo puede entregar a las víctimas una configuración maliciosa: su propia IP como gateway y como DNS, convirtiéndose en el hombre en el medio de todo el tráfico saliente.

ARP: el eslabón olvidado entre IP y el hardware

Dentro de un segmento Ethernet, los paquetes no se entregan por IP sino por dirección MAC. Cuando tu máquina quiere enviar algo a 10.10.10.1 y no conoce su MAC, emite una petición ARP en broadcast: "¿quién tiene 10.10.10.1? Dímelo a mi MAC". El dueño responde con su MAC y tu equipo la guarda en la caché ARP. El problema es de raíz: ARP no tiene estado, ni número de secuencia, ni autenticación. Cualquier máquina del segmento puede enviar una respuesta ARP no solicitada (gratuitous ARP), y la víctima la creerá. Eso es el ARP spoofing: el atacante anuncia "10.10.10.1 (el gateway) está en MI MAC", y a partir de ese momento todo el tráfico que la víctima cree enviar al gateway pasa por el atacante.

GatewayAtacanteVictimaGatewayAtacanteVictimaCache ARP envenenada en ambos extremosARP falso: "gateway 10.10.10.1 esta en MAC del atacante"ARP falso: "victima esta en MAC del atacante"Trafico destinado al gatewayReenvio (con ip_forward activo)RespuestaReenvio: el MITM es transparente

El hilo común: ausencia de autenticación y sus defensas

Los tres protocolos fallan por la misma razón histórica: nacieron en los años 80 para redes de confianza, donde todos los nodos eran amigos. Añadir seguridad después es siempre más difícil que diseñarla de origen, y por eso las defensas son parches a nivel de infraestructura más que rediseños. Contra el DHCP rogue existe DHCP snooping, que configura el switch para aceptar ofertas DHCP solo desde puertos marcados como confiables. Sobre esa base, Dynamic ARP Inspection (DAI) valida cada respuesta ARP contra la tabla de concesiones DHCP y descarta las falsificadas. Y contra el envenenamiento DNS, DNSSEC firma criptográficamente las respuestas para garantizar su integridad y autenticidad de origen, aunque no las cifra. El cifrado del canal lo aportan DoH (DNS sobre HTTPS) y DoT (DNS sobre TLS), que protegen la confidencialidad frente a un observador, pero no sustituyen a DNSSEC ni resuelven por sí solos los ataques dentro de la LAN.

📖 Definiciones y características

📔 Glosario

Término Definición concisa
DNS Servicio que traduce nombres de dominio a direcciones IP.
Resolver Servidor recursivo que resuelve consultas en nombre del cliente.
Autoritativo Servidor que posee los datos oficiales de una zona DNS.
TTL (DNS) Tiempo que una respuesta puede permanecer en caché.
Registro A Mapeo de nombre a dirección IPv4.
CNAME Alias que apunta un nombre a otro nombre canónico.
DHCP Protocolo de asignación automática de direcciones y parámetros de red.
DORA Discover, Offer, Request, Acknowledge: el intercambio DHCP.
Lease Concesión temporal de una IP a un cliente DHCP.
ARP Protocolo que asocia una IP local con su dirección MAC.
Caché ARP Tabla local de correspondencias IP-MAC aprendidas.
MITM Man-in-the-middle: atacante interpuesto que intercepta el tráfico.
DHCP snooping Control de switch que solo confía en puertos DHCP autorizados.
DAI Dynamic ARP Inspection: valida respuestas ARP contra concesiones DHCP.
DNSSEC Firma criptográfica de respuestas DNS para garantizar integridad.
DoH / DoT DNS cifrado sobre HTTPS o TLS para proteger la confidencialidad.

🧰 Herramientas y preparación

En Kali dispones de dig y nslookup para consultar DNS, arp e ip neigh para inspeccionar la caché ARP, y dhclient para renovar concesiones DHCP. Para las prácticas ofensivas de laboratorio usarás ettercap o bettercap y arpspoof (del paquete dsniff), y Wireshark para observar cada fase. Necesitas al menos tres nodos en tu red interna aislada: atacante, víctima y gateway o servidor. Antes de empezar, anota las MAC e IP legítimas de cada nodo: sin esa foto inicial no podrás demostrar después que el envenenamiento ocurrió.

🧪 Laboratorio guiado

  1. Consultas DNS. Observa la resolución jerárquica y distintos registros:

bash dig A example.com +short dig MX example.com dig +trace example.com

  1. Ver la caché ARP de tu equipo y anotar la MAC legítima del gateway:

bash ip neigh show

  1. Observar DHCP. Captura mientras renuevas la concesión en la VM e identifica los cuatro mensajes DORA:

bash sudo tcpdump -i eth0 -n port 67 or port 68 & sudo dhclient -v eth0

  1. ARP spoofing controlado (solo laboratorio). Habilita el reenvío y envenena entre víctima y gateway:

bash echo 1 | sudo tee /proc/sys/net/ipv4/ip_forward sudo arpspoof -i eth0 -t 10.10.10.6 10.10.10.1

  1. Verifica el MITM. En la víctima, ip neigh mostrará ahora la MAC del atacante asociada a la IP del gateway. Captura su tráfico en Wireshark desde el atacante.
  2. Detección. En la víctima, observa entradas ARP duplicadas o que cambian de MAC: esa inconsistencia es la firma del ataque.

⚠️ Nota ética: ARP, DNS y DHCP spoofing se practican exclusivamente en tu laboratorio aislado, entre tus propias VMs. Ejecutarlos en una red real ajena constituye interceptación ilegal de comunicaciones.

✍️ Ejercicios

  1. Explica paso a paso qué ocurre desde que escribes un dominio hasta que recibes su IP, nombrando cada servidor implicado.
  2. Da un ejemplo de uso real de cada registro: A, MX, TXT, CNAME y NS.
  3. Describe cómo un servidor DHCP rogue puede convertirse en el gateway efectivo de las víctimas.
  4. ¿Por qué ARP es tan fácil de falsificar? ¿Qué propiedad de seguridad le falta al protocolo?
  5. Investiga DHCP snooping y Dynamic ARP Inspection e indica qué ataque concreto frena cada uno.
  6. Explica qué protege DNSSEC y qué no protege, y compáralo con lo que aportan DoH/DoT.
  7. Propón un método para detectar automáticamente ARP spoofing observando la caché ARP en el tiempo.

📝 Reto verificable

Monta en tu laboratorio un ataque de ARP spoofing entre dos VMs y demuéstralo con evidencia: captura la tabla ARP de la víctima antes y después del ataque, y muestra en Wireshark tráfico de la víctima pasando por el atacante. Después, describe una defensa que lo habría impedido.

Criterio de aceptación: la tabla ARP de la víctima muestra la MAC del atacante asociada a la IP del gateway tras el ataque, y existe una captura que evidencia el tráfico interceptado. La sección de defensa nombra un control real (DAI o ARP estático) y explica por qué habría frustrado el ataque.

⚠️ Errores comunes

Síntoma / mensaje Causa y cómo arreglar
El ARP spoofing corta la conexión de la víctima No habilitaste ip_forward. Actívalo para reenviar el tráfico y mantener el MITM transparente.
dig devuelve SERVFAIL Resolver mal configurado o fallo de validación DNSSEC. Prueba otro servidor con @8.8.8.8.
La víctima no cae en el spoofing Tiene ARP estático o DAI activo. Es exactamente la defensa funcionando.
No veo los cuatro mensajes DHCP La concesión aún es válida. Fuérzalo con dhclient -r y renueva.
DNS spoofing no redirige La víctima usa DoH/DoT o tiene la respuesta en caché. Considera el cifrado del canal y el TTL.
La caché ARP no muestra la MAC esperada Aún no hubo tráfico hacia esa IP. Genera un ping para poblar la entrada.

❓ Preguntas frecuentes

❓ ¿Por qué estos protocolos no tienen autenticación? Se diseñaron en los años 80 para redes confiables. Añadir seguridad después (DNSSEC, DAI) es más difícil que haberla incluido de origen; es una lección de diseño que se repite en toda la historia de las redes.

❓ ¿DNS over HTTPS (DoH) lo resuelve todo? Añade confidencialidad e integridad del canal entre cliente y resolver, dificultando el spoofing y la vigilancia, pero no autentica la zona como DNSSEC ni protege por sí solo dentro de la LAN.

❓ ¿ARP spoofing funciona en redes conmutadas modernas? Sí, porque explota la ausencia de autenticación del protocolo, no el medio físico. Las mitigaciones son a nivel de switch (DAI) y mediante segmentación de la red.

❓ ¿Cómo detecto un servidor DHCP rogue? Monitorizando ofertas DHCP inesperadas en la red y activando DHCP snooping en los switches, que solo confía en los puertos autorizados a servir DHCP.

🔗 Referencias

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Clase 011 — Protocolos de red: IP, TCP, UDP e ICMP en profundidad

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