Python基于Raw Socket实现TCP SYN端口扫描详解
本文详细介绍如何利用Python的Raw Socket实现TCP SYN半开放扫描。通过手动构造IP与TCP头部,程序可绕过操作系统网络栈直接发送SYN包并分析响应,从而判断目标端口状态。文中提供了完整的模块化代码示例,涵盖校验和计算、数据包封装及扫描逻辑,适用于安全测试与网络管理场景。
TCP SYN扫描原理概述
TCP SYN扫描
端口扫描技术主要用于探测服务器或主机开放的端口状态。系统管理员利用此技术验证安全策略的有效性,而攻击者则借此识别目标主机上运行的网络服务。其核心操作是向特定范围的服务器端口发送请求,以确认可用端口。尽管该技术本身并非恶意行为,但它常被网络攻击者用作探测目标服务并利用已知漏洞的关键手段。
TCP SYN扫描是众多端口扫描方式中的一种,其他常见方式包括TCP全连接扫描、UDP扫描、ACK扫描、窗口扫描以及FIN扫描等。
TCP SYN扫描属于另一种TCP扫描模式。此类端口扫描工具不依赖操作系统原生的网络功能,而是自行生成并发送IP数据包,同时监控返回的响应。这种模式被称为“半开放扫描”,因为扫描过程从不建立完整的TCP连接。具体流程为:扫描工具生成一个SYN包,若目标端口处于开放状态,目标主机将返回SYN-ACK包;此时扫描端回应一个RST包以终止连接,从而在握手完成前关闭连接。若端口关闭且未启用过滤,目标主机通常会持续返回RST包。
TCP SYN扫描的主要优点包括:
扫描工具拥有对数据包发送及响应等待时长的完全控制权,这允许进行更细致的响应分析。
SYN扫描机制确保不会建立完整的TCP连接,从而具有一定的隐蔽性。
Python Raw Socket实现代码
Python代码实现
以下示例展示了如何使用Raw Socket进行SYN扫描(注:原文提及“SYN洪泛”,但代码逻辑为常规扫描,此处按代码实际功能描述)。通过封装多个函数,使代码模块化且易于理解。利用Python结构体模块,可以方便地使用格式化字符串和变量列表来编码数据包。
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 必须以root权限运行
import socket
import sys
import time
from struct import *
# 计算校验和
def checksum(msg):
s = 0
# 每次取2个字节
for i in range(0,len(msg),2):
w = (ord(msg[i]) << 8) + (ord(msg[i+1]))
s = s+w
s = (s>>16) + (s & 0xffff)
s = ~s & 0xffff
return s
def CreateSocket(source_ip,dest_ip):
try:
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_RAW, socket.IPPROTO_TCP)
except socket.error, msg:
print 'Socket create error: ',str(msg[0]),'message: ',msg[1]
sys.exit()
# 设置手工提供IP头部
s.setsockopt(socket.IPPROTO_TCP, socket.IP_HDRINCL, 1)
return s
# 创建IP头部
def CreateIpHeader(source_ip, dest_ip):
packet = ''
# ip 头部选项
headerlen = 5
version = 4
tos = 0
tot_len = 20 + 20
id = random.randrange(18000,65535,1)
frag_off = 0
ttl = 255
protocol = socket.IPPROTO_TCP
check = 10
saddr = socket.inet_aton ( source_ip )
daddr = socket.inet_aton ( dest_ip )
hl_version = (version << 4) + headerlen
ip_header = pack('!BBHHHBBH4s4s', hl_version, tos, tot_len, id, frag_off, ttl, protocol, check, saddr, daddr)
return ip_header
# 创建TCP头部
def create_tcp_syn_header(source_ip, dest_ip, dest_port):
# tcp 头部选项
source = random.randrange(32000,62000,1) # 随机化一个源端口
seq = 0
ack_seq = 0
doff = 5
# tcp flags
fin = 0
syn = 1
rst = 0
psh = 0
ack = 0
urg = 0
window = socket.htons (8192) # 最大窗口大小
check = 0
urg_ptr = 0
offset_res = (doff << 4) + 0
tcp_flags = fin + (syn<<1) + (rst<<2) + (psh<<3) + (ack<<4) + (urg<<5)
tcp_header = pack('!HHLLBBHHH', source, dest_port, seq, ack_seq, offset_res, tcp_flags, window, check, urg_ptr)
# 伪头部选项
source_address = socket.inet_aton( source_ip )
dest_address = socket.inet_aton( dest_ip )
placeholder = 0
protocol = socket.IPPROTO_TCP
tcp_length = len(tcp_header)
psh = pack('!4s4sBBH', source_address, dest_address, placeholder, protocol, tcp_length);
psh = psh + tcp_header;
tcp_checksum = checksum(psh)
# 重新打包TCP头部,并填充正确地校验和
tcp_header = pack('!HHLLBBHHH', source, dest_port, seq, ack_seq, offset_res, tcp_flags, window, tcp_checksum, urg_ptr)
return tcp_header
def range_scan(source_ip, dest_ip, start_port, end_port) :
syn_ack_received = [] # 开放端口存储列表
for j in range (start_port, end_port) :
s = CreateSocket(source_ip, dest_ip)
ip_header = CreateIpHeader(source_ip, dest_ip)
tcp_header = create_tcp_syn_header(source_ip, dest_ip,j)
packet = ip_header + tcp_header
s.sendto(packet, (dest_ip, 0))
data = s.recvfrom(1024) [0][0:]
ip_header_len = (ord(data[0]) & 0x0f) * 4
ip_header_ret = data[0: ip_header_len - 1]
tcp_header_len = (ord(data[32]) & 0xf0)>>2
tcp_header_ret = data[ip_header_len:ip_header_len+tcp_header_len - 1]
if ord(tcp_header_ret[13]) == 0x12: # SYN/ACK flags
syn_ack_received.append(j)
return syn_ack_received
# 程序从这里开始:
open_port_list = []
ipsource = '192.168.1.95'
ipdest = '192.168.1.31'
start = 100
stop = 450
step = (stop-start)/10
scan_ports = range(start, stop, step)
if scan_ports[len(scan_ports)-1] < stop:
scan_ports.append(stop)
for i in range(len(scan_ports)-1):
opl = range_scan(ipsource, ipdest, scan_ports[i], scan_ports[i+1])
open_port_list.append(opl)
for i in range(len(open_port_list)):
print 'Process #: ',i,' Open ports: ',open_port_list[i]
print 'A list of all open ports found: '
for i in range(len(open_port_list)):
for j in range(len(open_port_list[i])):
print open_port_list[i][j],', '
以上关于使用Python Raw Socket进行TCP SYN扫描的实例分享完毕,希望能为读者提供参考,并欢迎大家支持相关技术社区。
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