当涉及到对一些目标网络的侦察时，出发点无疑是首先发现宿主主机。这个任务还可能包含嗅探和解析网络中数据包的能力。
几周前，我曾经谈到了如何使用Wireshark来进行数据包嗅探，但如果你没有wireshark，你如何去监控网络流量呢？
这一次，Python提供了几种解决方案，今天我将一步步演示如何建立一个UDP主机发现工具。首先，我们要看我们如何处理原始套接字来编写一个简单的嗅探器，它能够查看和解析网络数据包。然后，我们将在子网内多线程运行该进程，结果将在我们的扫描仪上。
原始套接字酷之所在是它能够访问底层网络的信息。比如，我们可以用它来检查IP和ICMP报头，这是在OSI模型的第三层（网络层）。
使 用UDP数据报最酷的事情是：当发送信息穿越子网时，不同于TCP，它不太多的开销（还记得TCP握手吧）。我们需要做的就是等待ICMP回应，对方主机 是否可用或关闭（不可访问）。记住，ICMP协议本质上是一个特殊的控制协议，它指示错误报告和控制机器数据传输的的行为。
编写网络包嗅探器
我们从一个小功能开始：用 Python 的 socket 库来编写一个简单的网络包嗅探器。
在这个嗅探器中，我们创建一个原始 socket 并将它绑定到一个外部网卡。这个网卡要启用混淆模式（promiscuous mode），也就是说获经过这个网卡的所有数据包都会被捕获，包括那些目标地址不是它的数据包。
使用 Windows 时要注意一点：我们需要发送一个 IOCTL 包才能将网卡设置为混淆模式。另外，虽然 linux 需要使用 ICMP，Windows 却可以以一种独立于协议的方式来嗅探收到的数据包。
import socket
import os
# host to listen
HOST = '192.168.1.114'
def sniffing ( host , win , socket_prot ) :
while 1 :
sniffer = socket . socket ( socket . AF_INET , socket . SOCK_RAW , socket_prot )
sniffer . bind (( host , 0 ))
# include the IP headers in the captured packets
sniffer . setsockopt ( socket . IPPROTO_IP , socket . IP_HDRINCL , 1 )
if win == 1 :
sniffer . ioctl ( socket . SIO_RCVALL , socket_RCVALL_ON )
# read in a single packet
print sniffer . recvfrom ( 65565 )
def main ( host ) :
if os . name == 'nt' :
sniffing ( host , 1 , socket . IPPROTO_IP )
else :
sniffing ( host , 0 , socket . IPPROTO_ICMP )
if __name__ == '__main__' :
main ( HOST )
在终端中运行如下命令进行测试:
$ sudo python sniffer.py
在另一个终端中 ping 或 traceroute 某些地址，如 www.google.com 会得到如下结果：
$ sudo python raw_socket . py
( 'E\x00\x00T\xb3\xec\x00\x005\x01\xe4\x13J}\xe1\x11\xc0\xa8\x01r\x00\x00v\xdfx\xa2\x00\x01sr\x98T\x00\x00\x00\x008\xe3\r\x00\x00\x00\x00\x00\x10\x11\x12\x13\x14\x15\x16\x17\x18\x19\x1a\x1b\x1c\x1d\x1e\x1f !"#$%&\'()*+,-./01234567' , ( '74.125.225.17' , 0 ))
( 'E\x00\x00T\xb4\x1b\x00\x005\x01\xe3\xe4J}\xe1\x11\xc0\xa8\x01r\x00\x00~\xd7x\xa2\x00\x02tr\x98T\x00\x00\x00\x00/\xea\r\x00\x00\x00\x00\x00\x10\x11\x12\x13\x14\x15\x16\x17\x18\x19\x1a\x1b\x1c\x1d\x1e\x1f !"#$%&\'()*+,-./01234567' , ( '74.125.225.17' , 0 ))
很明显需要对这些头信息进行解码。
IP ICMP层解码
IP 头
典型的 IP 头有如下结构，每个字段都对应一个变量 (这个头最初是用 C 编写的):
ICMP头
同样，ICMP 由于内容的不同其消息类型也不同，但每个消息都包括三个一致的元素：type，code (告知接收主机这个 ICMP 消息的解码类型）和 checksum。
对于我们的扫描器，如果得到的 type 和 code 值是3，这意味着 Destination Unreachable(目标不可达)和 Port Unreachable (端口不可达) ICMP 消息错误
为描述 ICMP 消息头，我们用 python 的 ctypes 库来创建一个类
import ctypes
class ICMP ( ctypes . Structure ) :
_fields_ = [
( 'type' , ctypes . c_ubyte ),
( 'code' , ctypes . c_ubyte ),
( 'checksum' , ctypes . c_ushort ),
( 'unused' , ctypes . c_ushort ),
( 'next_hop_mtu' , ctypes . c_ushort )
]
def __new__ ( self , socket_buffer ) :
return self . from_buffer_copy ( socket_buffer )
def __init__ ( self , socket_buffer ) :
pass
编写消息头解码器
现在可以着手编写 IP/ICMP 消息头解码器了。下面的脚本创建了一个 sniffer socket（正如前面做的那样)，然后在一个循环中持续读取数据包并进行解码。
注意代码中将 IP 头的前20个字节读取到了缓存，然后再打印消息头的变量。ICMP 头数据如下：
import struct
from ICMPHeader import ICMP
# host to listen on
def main () :
socket_protocol = socket . IPPROTO_ICMP
sniffer = socket . socket ( socket . AF_INET , socket . SOCK_RAW , socket_protocol )
sniffer . bind (( HOST , 0 ))
raw_buffer = sniffer . recvfrom ( 65565 )[ 0 ]
ip_header = raw_buffer [ 0 : 20 ]
iph = struct . unpack ( '!BBHHHBBH4s4s' , ip_header )
# Create our IP structure
version_ihl = iph [ 0 ]
version = version_ihl >> 4
ihl = version_ihl & 0xF
iph_length = ihl * 4
ttl = iph [ 5 ]
protocol = iph [ 6 ]
s_addr = socket . inet_ntoa ( iph [ 8 ]);
d_addr = socket . inet_ntoa ( iph [ 9 ]);
print 'IP -> Version:' + str ( version ) + ', Header Length:' + str ( ihl ) + \
', TTL:' + str ( ttl ) + ', Protocol:' + str ( protocol ) + ', Source:' \
+ str ( s_addr ) + ', Destination:' + str ( d_addr )
# Create our ICMP structure
buf = raw_buffer [ iph_length : iph_length + ctypes . sizeof ( ICMP )]
icmp_header = ICMP ( buf )
print "ICMP -> Type:%d, Code:%d" % ( icmp_header . type , icmp_header . code ) + '\n'
main ()
测试解码器
在一个终端中运行该脚本，然后在另一个终端运行一个 ping 命令会得到如下结果（注意 ICMP type 值为 0）：
$ ping www . google . com
PING www . google . com ( 74.125.226.16 ) 56 ( 84 ) bytes of data .
64 bytes from lga15s42 - in - f16 . 1e100.net ( 74.125.226.16 ) : icmp_seq = 1 ttl = 56 time = 15.7 ms
64 bytes from lga15s42 - in - f16 . 1e100.net ( 74.125.226.16 ) : icmp_seq = 2 ttl = 56 time = 15.0 ms (...)
$ sudo python ip_header_decode . py
IP -> Version : 4 , Header Length : 5 , TTL : 56 , Protocol : 1 , Source : 74.125.226.16 , Destination : 192.168.1.114
ICMP -> Type : 0 , Code : 0
ICMP -> Type : 0 , Code : 0 (...)
另外，如果我们运行 traceroute：
$ traceroute www . google . com
traceroute to www . google . com ( 74.125.226.50 ), 30 hops max , 60 byte packets
1 * * *
2 * * *
3 67.59.255.137 ( 67.59.255.137 ) 17.183 ms 67.59.255.129 ( 67.59.255.129 ) 70.563 ms 67.59.255.137 ( 67.59.255.137 ) 21.480 ms
4 451be075.cst.lightpath.net ( 65.19.99.117 ) 14.639 ms rtr102 . wan . hcvlny . cv . net ( 65.19.99.205 ) 24.086 ms 451be075.cst.lightpath.net ( 65.19.107.117 ) 24.025 ms
5 64.15.3.246 ( 64.15.3.246 ) 24.005 ms 64.15.0.218 ( 64.15.0.218 ) 23.961 ms 451be0c2.cst.lightpath.net ( 65.19.120.194 ) 23.935 ms
6 72.14.215.203 ( 72.14.215.203 ) 23.872 ms 46.943 ms *
7 216.239.50.141 ( 216.239.50.141 ) 48.906 ms 46.138 ms 46.122 ms
8 209.85.245.179 ( 209.85.245.179 ) 46.108 ms 46.095 ms 46.074 ms
9 lga15s43 - in - f18 . 1e100.net ( 74.125.226.50 ) 45.997 ms 19.507 ms 16.607 ms
会得到这种输出 (注意 ICMP 的响应类型):
sudo python ip_header_decode . py
IP -> Version : 4 , Header Length : 5 , TTL : 252 , Protocol : 1 , Source : 65.19.99.117 , Destination : 192.168.1.114
ICMP -> Type : 11 , Code : 0 (...) IP -& gt ; Version : 4 , Header Length : 5 , TTL : 250 , Protocol : 1 , Source : 72.14.215.203 , Destination : 192.168.1.114
ICMP -> Type : 11 , Code : 0
IP -> Version : 4 , Header Length : 5 , TTL : 56 , Protocol : 1 , Source : 74.125.226.50 , Destination : 192.168.1.114
ICMP -> Type : 3 , Code : 3
IP -> Version : 4 , Header Length : 5 , TTL : 249 , Protocol : 1 , Source : 216.239.50.141 , Destination : 192.168.1.114
ICMP -> Type : 11 , Code : 0 (...) IP -& gt ; Version : 4 , Header Length : 5 , TTL : 56 , Protocol : 1 , Source : 74.125.226.50 , Destination : 192.168.1.114
编写扫描器
安装 netaddr
在编写完整的扫描器前首先要安装 netaddr，它是一个用于表示和处理网络地址的 python 库。
Netaddr 提供了操作 IPv4，IPv6 和子网 Mac 等地址的能力。它非常有用，因为我们会用到子网掩码，如192.168.1.0/24
$ sudo pip install netaddr
我们可以使用如下的代码段来测试这个库 (成功会打印“OK”)：
import netaddr
ip = '192.168.1.114'
if ip in netaddr . IPNetwork ( '192.168.1.0/24' ) :
print ( 'OK!' )
深入扫描器
我们会将上面所提到的组织在一起来完成我们的扫描器，然后添加一个循环来向目标子网内的所有地址发送 UDP 数据报。
import threading
import time
from netaddr import IPNetwork , IPAddress
# subnet to target (iterates through all IP address in this subnet)
SUBNET = '192.168.1.0/24'
# string signature
MESSAGE = 'hellooooo'
# sprays out the udp datagram
def udp_sender ( SUBNET , MESSAGE ) :
time . sleep ( 5 )
sender = socket . socket ( socket . AF_INET , socket . SOCK_DGRAM )
for ip in IPNetwork ( SUBNET ) :
try :
sender . sendto ( MESSAGE , ( "%s" % ip , 65212 ))
except :
t = threading . Thread ( target = udp_sender , args = ( SUBNET , MESSAGE ))
t . start ()
# continually read in packets and parse their information
src_addr = socket . inet_ntoa ( iph [ 8 ]);
# check for the type 3 and code and within our target subnet
if icmp_header . code == 3 and icmp_header . type == 3 :
if IPAddress ( src_addr ) in IPNetwork ( SUBNET ) :
if raw_buffer [ len ( raw_buffer ) - len ( MESSAGE ) : ] == MESSAGE :
print ( "Host up: %s" % src_addr )
运行后得到的结果如下:
$ sudo python scanner . py
Host up : 192.168.1.114 (...)
非常棒！
另外，可以将扫描得到的结果与路由器 DHCP 表中的 IP 地址作对比，它们应该是相同的。