主機(jī)掃描程序設(shè)計(jì)

1、4/6/2020,1,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù),第,2,章,主機(jī)掃描程序設(shè)計(jì),張曉明,北京石油化工學(xué)院計(jì)算機(jī)系,4/6/2020,2,引子,主機(jī)安全,?,4.,萬事俱備，你的使命是什么？,主機(jī),端口,服務(wù),使命,？,2.,如何獲得一個活動主機(jī)的端口？,1.,如何獲得一個活動的主機(jī)？,3.,已知一個活動主機(jī)的端口，如何獲得其開放的服務(wù)？,4/6/2020,3,本章的主要內(nèi)容,?,如何探測主機(jī)的活動狀態(tài)？,?,ICMP,協(xié)議原理與編程技術(shù),?,端口掃描器,？,?,端口掃描技術(shù)分類與工作原理,?,基于,TCP,全連接的掃描編程技術(shù),?,高級端口掃描編程技術(shù),4/6/2020,4,2.1,活動主機(jī)探測技術(shù),

2、?,PING,命令的用途？,4/6/2020,5,2.1.1 ICMP,協(xié)議介紹,（,1,）,ICMP,的功能,?,ICMP(Internet control message protocol),網(wǎng)際控制報,文協(xié)議,?,ICMP,就是一個“錯誤偵測與回報機(jī)制,?,偵測遠(yuǎn)端主機(jī)是否存在；,?,建立及維護(hù)路由資料；,?,重導(dǎo)資料傳送路徑；,?,資料流量控制,4/6/2020,6,(2) ICMP,與,IP,的關(guān)系,I,P,數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)字段,收到的,I,P,數(shù)據(jù)報,I,P,數(shù)據(jù)報首部,8,字節(jié),I,CM,P,的,前,8,字節(jié),I,P,數(shù)據(jù)報首部,8,字節(jié),首部,I,CM,P,差錯報告報文,I,P,數(shù)

3、據(jù)報,I,CM,P,差錯報告報文,裝入,I,CM,P,報文的,I,P,數(shù)據(jù)報,4/6/2020,7,(3) ICMP,數(shù)據(jù)報格式,IC,M,P,類型,（,1B,）,IC,M,P,代碼,（,1B,）,檢驗(yàn)和,（,2B,）,標(biāo)識符（,2B,）,序列碼（,2B,）,IC,M,P,數(shù)據(jù),4/6/2020,8,(4) ICMP,類型與代碼描述,(,部分）,類型,代碼,描,述,查詢,差錯報告,0,0,Echo Reply,回顯應(yīng)答（,ping,應(yīng)答）,?,3,0,Network Unreachable,網(wǎng)絡(luò)不可達(dá),?,3,1,Host Unreachable,主機(jī)不可達(dá),?,3,2,Protocol Un

4、reachable,協(xié)議不可達(dá),?,3,3,Port Unreachable,端口不可達(dá),?,3,4,Fragmentation needed but no frag. bit set,需要進(jìn)行分,片但設(shè)置不分片比特,?,3,5,Source routing failed,源站選路失敗,?,3,6,Destination network unknown,目的網(wǎng)絡(luò)未知,?,3,7,Destination host unknown,目的主機(jī)未知,?,4/6/2020,9,ICMP,類型與代碼描述,(,續(xù)）,類型,代碼,描,述,查詢,差錯報,告,8,0,Echo request,回顯請求（,ping

5、,請求）,?,9,0,Router advertisement,路由器通告,10,0,Route solicitation,路由器請求,11,0,TTL equals 0 during transit,傳輸期間生存時間為,0,?,11,1,TTL equals 0 during reassembly,在數(shù)據(jù)報組裝期間生存時間為,0,?,12,0,IP header bad (catchall error),壞的,IP,首部（包括各種差錯）,?,12,1,Required options missing,缺少必需的選項(xiàng),?,13,0,Timestamp request (obsolete),時間

6、戳請求（作廢不用）,?,14,Timestamp reply (obsolete),時間戳應(yīng)答（作廢不用）,?,15,0,Information request (obsolete),信息請求（作廢不用）,?,16,0,Information reply (obsolete),信息應(yīng)答（作廢不用）,?,17,0,Address mask request,地址掩碼請求,?,18,0,Address mask reply,地址掩碼應(yīng)答,?,4/6/2020,10,PING,命令,?,ping,是響應(yīng)請求（類型,=8,）和應(yīng)答（類型,=0,）。,?,一臺主機(jī)向一個節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個類型,=8,的,ICMP

7、,報文，如果途中沒有異,常（例如，被路由器丟棄、目標(biāo)不回應(yīng),ICMP,或傳輸失?。瑒t目標(biāo),返回類型,=0,的,ICMP,報文，說明這臺主機(jī)存在。,Ping,百度網(wǎng),百度網(wǎng)的地址從何得來？,4/6/2020,11,tracert,命令,通過計(jì)算,ICMP,報文通過的節(jié)點(diǎn)來確定主機(jī)與目標(biāo)之間的網(wǎng)絡(luò)距離。,4/6/2020,12,Tracert,百度網(wǎng),4/6/2020,13,(5) ICMP,與網(wǎng)絡(luò)安全,?,ICMP,協(xié)議對于網(wǎng)絡(luò)安全具有極其重要的意義。,ICMP,協(xié)議本身的,特點(diǎn)決定了它非常容易被用于攻擊網(wǎng)絡(luò)上的路由器和主機(jī)。,?,“,Ping of Death”,攻擊,利用操作系統(tǒng)規(guī)定的,I

8、CMP,數(shù)據(jù)包最大尺寸不超過,64,這一規(guī)定，,向主機(jī)發(fā)起“,Ping of Death”,（死亡之,Ping,）攻擊。,“,Ping of Death”,的攻擊原理,是：如果,ICMP,數(shù)據(jù)包的尺寸超過,64KB,上限時，主機(jī)就會出現(xiàn)內(nèi)存分配錯誤，導(dǎo)致,TCP/IP,堆棧崩,潰，致使主機(jī)死機(jī)。（現(xiàn)在的操作系統(tǒng)已經(jīng)限制了發(fā)送,ICMP,數(shù)據(jù),包的大小，解決了這個漏洞。）,?,ICMP,風(fēng)暴,向目標(biāo)主機(jī)長時間、連續(xù)、大量地發(fā)送,ICMP,數(shù)據(jù)包，使得目標(biāo),主機(jī)耗費(fèi)大量的,CPU,資源處理。也會最終使系統(tǒng)癱瘓。,4/6/2020,14,2.1.2,基于,ICMP,的探測原理,?,直接對,IP,和,

9、ICMP,包進(jìn)行操作，實(shí)驗(yàn)中使用,RAW,模式的,SOCKET,編程。,?,定義,ICMP,報文。,IcmpPacket,類,?,客戶機(jī)發(fā)送封裝,ICMP,回顯請求報文的,IP,數(shù)據(jù)包。創(chuàng)建,Socket,實(shí)例，,再調(diào)用其,SendTo(),方法。,?,客戶機(jī)接收封裝,ICMP,應(yīng)答報文的,IP,數(shù)據(jù)包,:,調(diào)用,Socket,實(shí)例中的,ReceiveFrom(),方法。,4/6/2020,15,2.1.3,活動主機(jī)程序設(shè)計(jì),?,使用界面,?,設(shè)計(jì)流程,否,否,否,否,否,是,是,是,是,是,開始,輸入地址,地址是否為空,?,地址欄不可為空,地址格式是否正確,?,生成并發(fā)送報文,報文是否出錯,

10、?,無法辨識主機(jī),報文出現(xiàn)錯誤,接收報文,接收報文是否出錯,?,超時,計(jì)算傳輸時間并輸出,循環(huán)是否完成,?,退出,4/6/2020,16,2.2,端口掃描技術(shù),?,作用,?,如預(yù)攻擊探測,2.2.1,主機(jī)掃描過程,掃描器,尋找目標(biāo),主機(jī)是活動的,端口掃描,HTTP,服務(wù)在執(zhí)行,HTTP,脆弱性檢查,IIS 5,有漏洞,!,輸出報告,掃描,引擎,4/6/2020,17,Q/A,?,如何實(shí)現(xiàn)高速掃描,?,?,多連接,?,多線程,?,先探測主機(jī)的活動狀態(tài),只掃描活動主機(jī),;,?,4/6/2020,18,2.2.2,端口掃描技術(shù)分類,端口掃描,全連接掃描,(TCP Connect,掃描,),半連接掃描

11、,(TCP SYN,掃描,),秘密掃描,其它掃描,TCP FIN,掃描,TCP ACK,掃描,NULL,掃描,XMAS,掃描,SYN/ACK,掃描,UDP,掃描,IP,分段掃描,慢速掃描,亂序掃描,4/6/2020,19,(1) TCP connect(),掃描,ACK,SYN,SYN/ACK,服務(wù)器,客戶機(jī),RST,SYN,RST/ACK,服務(wù)器,客戶機(jī),(a),連接建立成功,(b),連接不成功,4/6/2020,20,(2) TCP SYN,掃描,:,半開放掃描,(a) TCP SYN,掃描成功,(b) TCP SYN,掃描不成功,RST,SYN,SYN/ACK,服務(wù)器,客戶機(jī),SYN,R

12、ST/ACK,服務(wù)器,客戶機(jī),4/6/2020,21,(3) TCP FIN,掃描,(a) TCP FIN,掃描目標(biāo)端口打開,(b) TCP FIN,掃描目標(biāo)端口關(guān)閉,FIN,服務(wù)器,客戶機(jī),FIN,RST,服務(wù)器,客戶機(jī),4/6/2020,22,(4) TCP ACK,掃描,(a) TCP ACK,掃描目標(biāo)端口打開,(b) TCP ACK,掃描目標(biāo)端口關(guān)閉,ACK,RST(TTL=64),服務(wù)器,客戶機(jī),ACK,RST(WINDOW,字段非零,),服務(wù)器,客戶機(jī),4/6/2020,23,(5) NULL,掃描,(a) NULL,掃描目標(biāo)端口打開,(b) NULL,掃描目標(biāo)端口關(guān)閉,NULL(

13、,所有標(biāo)志全都置空,),服務(wù)器,客戶機(jī),RST,NULL(,所有標(biāo)志全都置空,),服務(wù)器,客戶機(jī),4/6/2020,24,(6) XMAS,掃描,(a) XMAS,掃描目標(biāo)端口打開,(b) XMAS,掃描目標(biāo)端口關(guān)閉,XMAS(,所有標(biāo)志全都置,1),服務(wù)器,客戶機(jī),RST,XMAS(,所有標(biāo)志全都置,1),服務(wù)器,客戶機(jī),4/6/2020,25,(7) SYN/ACK,掃描,(a) SYN/ACK,掃描目標(biāo)端口打開,(b) SYN/ACK,掃描目標(biāo)端口關(guān)閉,RST,SYN,和,ACK,標(biāo)志置,1,服務(wù)器,客戶機(jī),SYN,和,ACK,標(biāo)志置,1,服務(wù)器,客戶機(jī),4/6/2020,26,2.3

14、TCP,全連接,掃描程序設(shè)計(jì),(1),基本流程,否,是,是,否,i+,初始化,(,獲取主機(jī)地址,);,i=0,i=,結(jié)束端口號,?,掃描完畢,調(diào)用,socket(),函數(shù)針對端口,i,創(chuàng)建新套接字,調(diào)用,connect(),函數(shù)嘗試建立連接,連接建立是否成功,?,輸出端口號,并調(diào)用,shutdown(),函數(shù),4/6/2020,27,(2),常規(guī)掃描程序,private void NormalScan(Object state),Int32 port=(Int32)state;,string tMsg=;,TcpClient tcp=new TcpClient();,try,tcp.Conne

15、ct(scanHost,port);,portSum+;,?杳瀽牯?潔瑓楲杮?尫,端口開放。,;,portList.Items.Add(tMsg);,tcp.Close();,catch,tcp.Close();,4/6/2020,28,(3),多線程掃描程序,/,設(shè)置最大線程數(shù),ThreadPool.SetMaxThreads(setThreadNum,setThreadNum);,for(Int32 threadNum=startPort;threadNum=endPort;threadNum+),ThreadPool.QueueUserWorkItem(new,WaitCallback(

16、StartScan),threadNum);,4/6/2020,29,多線程掃描程序段,public void StartScan(Object state),Int32 port=(Int32) state;,string tMsg=;,string getData=;,connState+; /,判斷線程數(shù)目,try,TcpClient tcp=new TcpClient();,tcp.Connect(scanHost,port);,portSum+;,?杳瀽牯?潔瑓楲杮?尫,端口開放。,;,portListArrayportSum-1=tMsg;,Stream sm=tcp.GetStr

17、eam();,sm.Write(Encoding.Default.GetBytes(tMsg.ToCharArray(),0,tMsg.Length);,StreamReader sr=new StreamReader(tcp.GetStream(), Encoding.Default);,try,getData=sr.ReadLine();,if(getData.Length!=0),?杳瀽牯?潔瑓楲杮?尫,端口數(shù)據(jù),:+getData.ToString();,portListArrayportSum-1=tMsg;,4/6/2020,30,全連接掃描程序界面,(a),常規(guī)掃描界面,(b),

18、多線程掃描界面,4/6/2020,31,2.4,高級端口掃描程序設(shè)計(jì),?,高級端口掃描主要指的是半連接掃描和秘密掃描。,?,NMAP,工具的高級端口掃描,:,4/6/2020,32,基于,SYN,和,FIN,的掃描程序,?,設(shè)計(jì)界面,?,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括,:,?,ICMP,?,IP_HEADER,?,TCP_HEADER,?,UDP_HEADER,?,FAKE_ HEADER,?,IPPort,?,DataInfo,4/6/2020,33,本章小結(jié)思考,?,如何使活動主機(jī)不被掃描到,?,?,如何防護(hù)自己的主機(jī),不被掃描到端口及其服務(wù),?,?,當(dāng)主機(jī)被掃描時,如何獲得其掃描痕跡,?,?,如何關(guān)閉不需要的服務(wù),以免黑客掃描,?,?,4/6/2020,34,基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,1,TCP,全連接端口掃描功能的增強(qiáng)設(shè)計(jì),：,（,1,）要求自動獲取被掃描主機(jī)的,IP,地址，并增加,DNS,功能，將主機(jī),IP,地址更換為主機(jī)名。,（,2,）設(shè)