端口扫描器的设计与实现Word文档下载推荐.docx

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课程设计要求

本课程设计的目标是设计并实现一个网络扫描器，它通过与目标主机TCP/IP端口建立连接并请求某些服务，记录目标主机的应答，分析目标主机相关信息，从而发现目标主机某些内在的安全弱点。

扫描器通常分两类：

漏洞扫描器和端口扫描器。

端口扫描器用来扫描目标机开放的服务端口以及端口相关信息。

漏洞扫描器检查目标中可能包含的大量已知的漏洞，如果发现潜在的漏洞可能性，就报告给扫描者。

网络漏洞端口扫描器对目标系统进行检测时，首先探测目标系统的存活主机，对存活主机进行端口扫描，确定系统开放的端口，同时根据协议指纹技术识别出主机的操作系统类型。

然后扫描器对开放的端口进行网络服务类型的识别，确定其提供的网络服务。

漏洞扫描器根据目标系统的操作系统平台和提供的网络服务，调用漏洞资料库中已知的各种漏洞进行逐一检测，通过对探测响应数据包的分析判断是否存在漏洞。

在分析总结目前现有的扫描软件，在掌握扫描器的原理基础上，首先设计、实现一种端口扫描程序，存储扫描结果。

在此基础上，有余力的同学对已经开放的重要端口有具体漏洞分析检测。

程序具体要求实现以下任一程序：

高效端口扫描器设计与实现：

参照常见端口扫描器，在局域网内，能对所有计算机进行常用端口的高速扫描，给出扫描结果。

另外根据配置不同的网段，实现正对校园网络的基于网段的高速扫描。

高效的漏洞扫描器的设计与实现：

设计网络漏洞扫描仪的结构，建立常见的漏洞库，并基于该漏洞库，实现高效的基于网段的漏洞扫描器。

主机脆弱性分析系统：

将漏洞和端口扫描结合起来，实现针对主机的脆弱性分析系统。

三：

相关知识

1.端口的基本概念：

我们这里所说的端口，不是计算机硬件的i/o端口，而是软件形式上的概念。

服务器可以向外提供多种服务，比如，一台服务器可以同时是web服务器，也可以是ftp服务器，同时，它也可以是邮件服务器。

为什么一台服务器可以同时提供那么多的服务呢？

其中一个很主要的方面，就是各种服务采用不同的端口分别提供不同的服务。

根据提供服务类型的不同，端口分为两种，一种是tcp端口，一种是udp端口。

计算机之间相互通信的时候，分为两种方式：

一种是发送信息以后，可以确认信息是否到达，也就是有应答的方式，这种方式大多采用tcp协议；

一种是发送以后就不管了，不去确认信息是否到达，这种方式大多采用udp协议。

对应这两种协议的服务提供的端口，也就分为tcp端口和udp端口。

那么，如果攻击者使用软件扫描目标计算机，得到目标计算机打开的端口，也就了解了目标计算机提供了那些服务。

2.常见端口介绍

端口：

21服务：

FTP

说明：

FTP服务器所开放的端口，用于上传、下载。

最常见的攻击者用于寻找打开anonymous的FTP服务器的方法。

这些服务器带有可读写的目录。

木马DolyTrojan、Fore、InvisibleFTP、WebEx、WinCrash和BladeRunner所开放的端口。

23服务：

Telnet

远程登录，入侵者在搜索远程登录UNIX的服务。

大多数情况下扫描这一端口是为了找到机器运行的*作系统。

还有使用其他技术，入侵者也会找到密码。

木马TinyTelnetServer就开放这个端口

25服务：

SMTP

SMTP服务器所开放的端口，用于发送邮件。

入侵者寻找SMTP服务器是为了传递他们的SPAM。

入侵者的帐户被关闭，他们需要连接到高带宽的E-MAIL服务器上，将简单的信息传递到不同的地址。

木马Antigen、EmailPasswordSender、HaebuCoceda、ShtrilitzStealth、WinPC、WinSpy都开放这个端口

80服务：

HTTP

用于网页浏览。

木马Executor开放此端口。

3.端口扫描器功能简介：

服务器上所开放的端口就是潜在的通信通道，也就是一个入侵通道。

对目标计算机进行端口扫描，能得到许多有用的信息，进行端口扫描的方法很多，可以是手工进行扫描、也可以用端口扫描软件进行。

扫描器通过选用远程TCP/IP不同的端口的服务，并记录目标给予的回答，通过这种方法可以搜集到很多关于目标主机的各种有用的信息，例如远程系统是否支持匿名登陆、是否存在可写的FTP目录、是否开放TELNET服务和HTTPD服务等。

4.常用端口扫描技术：

1、TCPconnect（）扫描：

这是最基本的TCP扫描，操作系统提供的connect（）系统调用可以用来与每一个感兴趣的目标计算机的端口进行连接。

如果端口处于侦听状态，那么connect（）就能成功。

否则，这个端口是不能用的，即没有提供服务。

这个技术的一个最大的优点是，你不需要任何权限。

系统中的任何用户都有权利使用这个调用。

另一个好处就是速度，如果对每个目标端口以线性的方式，使用单独的connect（）调用，那么将会花费相当长的时间，使用者可以通过同时打开多个套接字来加速扫描。

使用非阻塞I/O允许你设置一个低的时间用尽周期，同时观察多个套接字。

但这种方法的缺点是很容易被察觉，并且被防火墙将扫描信息包过滤掉。

目标计算机的logs文件会显示一连串的连接和连接出错消息，并且能很快使它关闭。

2、TCPSYN扫描：

这种技术通常认为是“半开放”扫描，这是因为扫描程序不必要打开一个完全的TCP连接。

扫描程序发送的是一个SYN数据包，好象准备打开一个实际的连接并等待反应一样（参考TCP的三次握手建立一个TCP连接的过程）。

一个SYN|ACK的返回信息表示端口处于侦听状态：

返回RST表示端口没有处于侦听态。

如果收到一个SYN|ACK，则扫描程序必须再发送一个RST信号，来关闭这个连接过程。

这种扫描技术的优点在于一般不会在目标计算机上留下记录，但这种方法的缺点是必须要有root权限才能建立自己的SYN数据包。

3、TCPFIN扫描：

SYN扫描虽然是“半开放”方式扫描，但在某些时候也不能完全隐藏扫描者的动作，防火墙和包过滤器会对管理员指定的端口进行监视，有的程序能检测到这些扫描。

相反，FIN数据包在扫描过程中却不会遇到过多问题，这种扫描方法的思想是关闭的端口会用适当的RST来回复FIN数据包。

另一方面，打开的端口会忽略对FIN数据包的回复。

这种方法和系统的实现有一定的关系，有的系统不管端口是否打开都会回复RST，在这种情况下此种扫描就不适用了。

另外这种扫描方法可以非常容易的区分服务器是运行Unix系统还是NT系统。

4、IP段扫描：

这种扫描方式并不是新技术，它并不是直接发送TCP探测数据包，而是将数据包分成两个较小的IP段。

这样就将一个TCP头分成好几个数据包，从而过滤器就很难探测到。

但必须小心：

一些程序在处理这些小数据包时会有些麻烦。

5、TCP反向ident扫描：

ident协议允许（rfc1413）看到通过TCP连接的任何进程的拥有者的用户名，即使这个连接不是由这个进程开始的。

例如扫描者可以连接到http端口，然后用identd来发现服务器是否正在以root权限运行。

这种方法只能在和目标端口建立了一个完整的TCP连接后才能看到。

6、FTP返回攻击：

FTP协议的一个有趣的特点是它支持代理（proxy）FTP连接，即入侵者可以从自己的计算机和目标主机的FTPserver-PI（协议解释器）连接，建立一个控制通信连接。

然后请求这个server-PI激活一个有效的server-DTP（数据传输进程）来给Internet上任何地方发送文件。

对于一个User-DTP，尽管RFC明确地定义请求一个服务器发送文件到另一个服务器是可以的，但现在这个方法并不是非常有效。

这个协议的缺点是“能用来发送不能跟踪的邮件和新闻，给许多服务器造成打击，用尽磁盘，企图越过防火墙”。

四：

实验流程

步骤：

1.先输入想要扫描的网段；

2.然后将输入的网段转化为可排序的ip数组

3.建立多个线程，每个线程扫描一个ip。

每个线程内先建立数据流套接字，然后绑定ip端口进行扫描。

将扫描端口保存到g_map_ScanResult。

4.清理结束后进程，输出结果。

5.计算所用时间。

程序中主要的函数：

intmain（）//主函数

InitProc（）;

//初始化

UserInput（）;

//输入

ScanIp（g_startIp,g_endIp,g_map_ScanResult）;

//开始扫描

CleanProc（）;

//清理结束后进程

OutPutScanInfo（）;

//输出结果

DWORDWINAPIThreadFunc（LPVOIDth_para）//扫描线程每一个ip

unsignedlongInvertIp（unsignedlongsrcIp）//将ip化为可比较的

intGetIpToScan（conststring&

StartIp,conststring&

EndIp,vector<

unsignedlong>

&

vec_ip）//将所有ip排序放在一个数组内

流程图：

ThreadFunc函数：

主流程图：

五：

结果

开始界面：

扫描界面：

结果界面：

六：

总结

通过这次端口扫描器的实验深化了信息对抗，信息安全的意识。

对于网络扫描器有了整体上的认识。

了解了socket函数的基本用法和端口扫描的基本原理，更加熟练掌握了c++语言。

在这次设计中在处理线程上遇到了很大麻烦，不过通过上网查找和书本，基本解决，还有就是刚开始在socket的运用上很是不懂，经过上网查找也顺利解决。

总之这次设计，不仅是对以前只是的巩固，也学习到了许多新知识。

七：

源程序

源程序：

#pragmacomment（lib,"

ws2_32.lib"

）

#pragmawarning（disable:

4786）

#include<

iostream>

strstream>

winsock2.h>

string>

vector>

map>

fstream>

time.h>

//#include"

IpScan.h"

usingnamespacestd;

//全局变量:

//待扫描的端口

Shortg_portsTOscan[]={20,21,22,23,25,42,43,47,53,63,67,68,79,80,95,106,107,109,110,113,135,137,138,139,143,

144,161,162,443,445,1024,1080,1433,1434,1755,3306,4000,5010,5190,5631,5632,8000,8080};

constshortPORTSNUM=sizeof（g_portsTOscan）/sizeof（short）;

//端口个数

//等扫描的IP

vector<

g_vec_IpToScan;

stringg_startIp;

stringg_endIp;

//开启的线程数,目前为1个IP1个线程

longg_runThreadNum;

//socket相关

TIMEVALg_timeout;

//阻塞等待时间

//FD_SETg_mask;

//socket模式设置,储存socket信息

constshortTIMEOUT=1;

WSADATAg_wsadata;

//socket版本信息

//线程中的互斥体

HANDLEg_PortMutex;

HANDLEg_ThreadNumMutex;

HANDLEg_ResultMutex;

//输入结果的互斥量

//保存IP扫描的结果

multimap<

unsignedlong,string>

g_map_ScanResult;

//-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

//线程函数,扫描每一个IP

DWORDWINAPIThreadFunc（LPVOIDth_para）

{

//获取需要扫描的IP

//char*pStrIp=（char*）th_para;

unsignedlongulScanIp=*（unsignedlong*）th_para;

intindex=0;

//端口索引

SOCKETlink_sock;

//SOCKET

FD_SETset_flag;

//SOCKET描述

shortselect_ret;

//select异步返回值

shortport;

//正在扫描的端口

while（index<

PORTSNUM）

{

port=g_portsTOscan[index];

//创建数据流套接字

link_sock=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;

if（link_sock==INVALID_SOCKET）

//cout<

<

"

创建link_socksocket失败:

错误号为:

<

GetLastError（）<

endl;

WaitForSingleObject（g_ThreadNumMutex,INFINITE）;

g_runThreadNum--;

ReleaseMutex（g_ThreadNumMutex）;

***还有_"

g_runThreadNum<

_个扫描线程进行中**"

return-1;

}

FD_ZERO（&

set_flag）;

//将指定文件描述符清空

FD_SET（link_sock,&

//用于在文件描述符集合中增加一个新的文件描述符

//设置连接地址

SOCKADDR_INscan_addr;

scan_addr.sin_family=AF_INET;

scan_addr.sin_addr.s_addr=ulScanIp;

scan_addr.sin_port=htons（port）;

unsignedlongsock_set=1;

ioctlsocket（link_sock,FIONBIO,&

sock_set）;

//设置套接字为非阻塞模式,第3个参数非0为非阻塞

connect（link_sock,（structsockaddr*）&

scan_addr,sizeof（scan_addr））;

//连接指定IP端口

select_ret=select（0,NULL,&

set_flag,NULL,&

g_timeout）;

//异步返回值

if（select_ret==0||select_ret==-1）

++index;

continue;

else

strstreamstream_result;

structin_addripaddr;

ipaddr.s_addr=ulScanIp;

char*pStrIp=inet_ntoa（ipaddr）;

stream_result<

\t主机地址为:

"

pStrIp<

\t找到开放的端口:

port<

'

\0'

;

stringstr_result（stream_result.str（））;

//将扫描结果储存到输出变量中去

WaitForSingleObject（g_ResultMutex,INFINITE）;

g_map_ScanResult.insert（make_pair（ulScanIp,str_result））;

ReleaseMutex（g_ResultMutex）;

//扫描完一个线程

shutdown（link_sock,0）;

closesocket（link_sock）;

****还有_"

_个扫描线程进行中****"

return0;

}

//----------------------------------------------------------------------------------------------------------

//将IP转化成能直接递增和递减的地址

unsignedlongInvertIp（unsignedlongsrcIp）

{

unsignedcharfirst;

unsignedcharsecond;

unsignedcharthird;

unsignedcharfourth;

first=srcIp&

0x00FF;

second=（srcIp>

>

8）&

third=（srcIp>

16）&

fourth=（srcIp>

24）&

return（first<

24）|（second<

16）|（third<

8）|fourth;

}

//------------------------------------------------------------------------------------------------

//将IP内的IP转化成一个一个unsignedlong类型存在数组中

vec_ip）

//判断输入的IP是否合法

unsignedlongulStartIp=inet_addr（StartIp.c_str（））;

unsignedlongulEndIp=inet_addr（EndIp.c_str（））;

if（

INADDR_NONE==ulStartIp

||

INADDR_NONE==ulEndIp

）

cout<

请输入合法的IP"

//////////////判断查询的是一个IP还是IP段/////////////////////////////////////

if（ulStartIp==ulEndIp&

&

ulStartIp!

=0）

vec_ip.push_back（ulStartIp）;

if（ulStartIp==0&

ulEndIp==0）

if（ulStartIp==0）

vec_ip.push_back（ulEndIp）;

if（ulEndIp==0）

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

//将IP转换成可以递增比较的类型

ulStartIp=InvertIp（ulStartIp）;

ulEndIp=InvertIp（ulEndIp）;

//指定前后顺序,ulEndIp较大

unsignedlongmax_ip;

if（ulStartIp>

ulEndIp）

max_ip=ulStartIp;

ulStartIp=ulEndIp;

ulEndIp=max_ip;

intipnums=