O VirtualBox permite que os adaptadores de rede de uma VM sejam vinculados a interfaces específicas no host. Eu conectei um adaptador de VM a um adaptador de host e outro adaptador de VM a outro adaptador de host - como aking1012 disse, a funcionalidade de bridging fornecida pelo Windows não é necessária nem útil aqui.
No convidado Linux, eu corri os seguintes comandos:
brctl addbr br0
brctl addif br0 eth0
brctl addif br0 eth1
ifconfig eth0 0.0.0.0 promisc up
ifconfig eth1 0.0.0.0 promisc up
ifconfig br0 <lan ip> netmask <netmask> broadcast <broadcast>
iptables -A FORWARD -p all -i br0 -j ACCEPT
iptables -t mangle -A FORWARD -m physdev --physdev-in eth0 -j NFQUEUE --queue-num 0
iptables -t mangle -A FORWARD -m physdev --physdev-in eth1 -j NFQUEUE --queue-num 1
Isso pode não ser necessariamente correto ou o método mais eficiente, mas parece funcionar para mim. Muito obrigado a aking1012 por me apontar na direção certa.