網路安全領域中，網路掃描扮演著至關重要的角色，用於識別目標主機的開放埠和服務。本文將介紹如何使用 Python 結合 Nmap 進行高效的網路掃描，並探討多執行緒埠掃描技術的實作細節。首先，我們將引導讀者安裝必要的 Python-nmap 模組，並示範如何使用該模組執行基本的網路掃描。接著，我們將解析 Nmap 掃描結果的結構和資訊，幫助讀者理解如何從結果中提取關鍵資訊。為了提升掃描效率，我們將探討 TCP 連線掃描的原理，並提供多執行緒埠掃描器的 Python 程式碼範例，其中包含動態調整執行緒數量和超時設定等最佳化策略。最後，我們將示範如何建立埠描述資料函式庫，以便在掃描結果中顯示更具體的服務資訊，提升掃描結果的可讀性和分析效率。
使用Python進行Nmap掃描
在網路安全領域中，掃描技術是一項重要的技能。本章節將介紹如何使用Python結合Nmap進行網路掃描。
為什麼使用Nmap？
Nmap是一款強大的網路掃描工具，用於檢測網路上的主機、服務和作業系統。它支援多種掃描技術，可以根據不同的需求進行組態。
Python-Nmap模組安裝
要使用Python控制Nmap，首先需要安裝python-nmap模組。可以使用pip進行安裝：
pip install python-nmap
安裝完成後，可以透過匯入nmap模組來驗證是否安裝成功：
import nmap
如果沒有出現錯誤訊息，則表示安裝成功。
使用Python-Nmap進行掃描
以下是使用python-nmap模組進行基本掃描的範例程式碼：
import nmap
nm = nmap.PortScanner()
nm.scan(hosts='192.168.0.1/24', arguments='-sS')
for host in nm.all_hosts():
print('
---
-
---
-
---
-
---
-
---
-
---
-
---
-
---
-
---
-
---
-
---
-
---
-
---
-')
print('Host : %s (%s)' % (host, nm[host].hostname()))
print('State : %s' % nm[host].state())
for proto in nm[host].all_protocols():
print('
---
-
---
---
')
print('Protocol : %s' % proto)
lport = nm[host][proto].keys()
sorted(lport)
for port in lport:
print ('port : %s\tstate : %s' % (port, nm[host][proto][port]['state']))
內容解密：
- 匯入
nmap模組並建立PortScanner物件。 - 使用
scan方法對指定的IP範圍進行掃描，這裡使用了-sS引數，表示進行TCP SYN掃描。 - 遍歷所有被掃描的主機，並列印出主機的狀態和開放的埠。
Nmap掃描結果解析
Nmap掃描結果是一個複雜的字典，包含了豐富的資訊。以下是結果的一部分範例：
'scan': {
'192.168.0.1': {
'status': {'state': 'up', 'reason': 'localhost-response'},
'uptime': {'seconds': '7191', 'lastboot': 'Mon Mar 19 20:43:41 2018'},
'vendor': {},
'addresses': {'ipv4': '192.168.0.1'},
'tcp': {
902: {'product': '', 'state': 'open', 'version': '', 'name': 'iss-realsecure', 'conf': '3', 'extrainfo': '', 'reason': 'syn-ack', 'cpe': ''},
135: {'product': '', 'state': 'open', 'version': '', 'name': 'msrpc', 'conf': '3', 'extrainfo': '', 'reason': 'syn-ack', 'cpe': ''},
...
}
}
}
內容解密：
status欄位表示主機的狀態，例如是否線上。uptime欄位提供了主機的執行時間和最後一次重啟的時間。tcp欄位列出了開放的TCP埠及其相關資訊，如服務名稱和狀態。
在不同作業系統上執行Nmap掃描
本文展示了在不同作業系統（包括Linux和Windows）上執行Nmap掃描的結果。可以看到，Nmap能夠成功地識別出開放的TCP埠和作業系統資訊。
識別目標主機上的服務
透過掃描目標主機的埠，可以識別出正在執行的服務。埠號範圍從1到65535，其中1到1024是眾所周知的埠，通常用於特權服務。
埠掃描的概念
TCP的三次握手是埠掃描的基本原理。透過嘗試連線目標主機的不同埠，可以確定哪些埠是開放的。
簡單的埠掃描程式碼範例
以下是使用Python進行簡單埠掃描的範例程式碼：
import socket
def scan_port(ip, port):
try:
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.settimeout(1)
result = sock.connect_ex((ip, port))
if result == 0:
print(f'Port {port} is open')
sock.close()
except Exception as e:
print(f'Error scanning port {port}: {e}')
# 範例用法
ip = '192.168.0.1'
for port in range(1, 1025):
scan_port(ip, port)
內容解密：
- 建立一個socket物件，用於嘗試連線目標主機的指定埠。
- 使用
connect_ex方法嘗試連線，如果傳回0，則表示埠開放。 - 遍歷指定的埠範圍，對每個埠進行掃描。
綜上所述，使用Python結合Nmap可以有效地進行網路掃描和服務識別。這對於網路安全管理、漏洞掃描和滲透測試等領域具有重要意義。
高效能埠掃描技術解析
在網路安全領域中，埠掃描是一項重要的偵測技術，用於識別目標主機開放的網路服務。一個高效能的埠掃描工具對於滲透測試和網路安全分析至關重要。
現有掃描工具的問題
傳統的埠掃描工具通常採用單執行緒模式，這種方式在面對大量埠掃描時效率低下。以下是一個基本的埠掃描器範例及其輸出結果：
from datetime import datetime
import socket
def scanport(host, start_port, end_port):
try:
for port in range(start_port, end_port):
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.settimeout(1)
result = sock.connect_ex((host, port))
if result == 0:
print(f"Port Open:--> {port}")
sock.close()
except Exception as e:
print(e)
start_time = datetime.now()
host = input("Enter the remote host IP to scan:")
start_port = int(input("Enter the start port number:"))
end_port = int(input("Enter the last port number:"))
print("****************************************")
print(f"Mohit's Scanner is working on {host}")
print("****************************************")
scanport(host, start_port, end_port)
end_time = datetime.now()
print(f"scanning complete in {end_time - start_time}")
內容解密：
- 匯入必要的模組：使用
datetime記錄掃描時間，socket進行網路連線。 scanport函式：接受主機IP、起始埠和結束埠作為引數，遍歷指定範圍內的埠。- 建立Socket連線：使用
socket.socket()建立TCP Socket，並設定超時時間。 - 連線測試：透過
connect_ex()方法測試與目標埠的連線，若傳回0表示埠開放。 - 記錄掃描時間：計算掃描開始與結束的時間差，輸出掃描耗時。
現有工具的效能問題
上述範例在掃描大量埠時效率較低，例如掃描4000個埠可能需要超過1小時。為提升效率，需採取多執行緒技術並最佳化超時設定。
高效能埠掃描器的設計考量
- 採用多執行緒技術：提高並發處理能力，加快掃描速度。
- 動態調整超時設定：根據網路狀況調整
socket.setdefaulttimeout()的值。 - 支援主機名稱和網域名稱：擴充套件掃描器的適用範圍。
- 提供服務名稱與埠號：增強掃描結果的可讀性。
- 最佳化總體掃描時間：確保在合理時間內完成大量埠的掃描。
最佳化後的埠掃描器範例
from threading import Thread
import socket
def scan_port(host, port):
try:
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.settimeout(0.5)
result = sock.connect_ex((host, port))
if result == 0:
print(f"Port {port} is open")
sock.close()
except Exception as e:
pass
def main():
host = input("Enter the remote host IP to scan:")
start_port = int(input("Enter the start port number:"))
end_port = int(input("Enter the last port number:"))
threads = []
for port in range(start_port, end_port):
thread = Thread(target=scan_port, args=(host, port))
threads.append(thread)
thread.start()
for thread in threads:
thread.join()
if __name__ == "__main__":
main()
內容解密：
scan_port函式：針對單一埠進行掃描，使用多執行緒提高效率。main函式：負責建立多個執行緒，每個執行緒呼叫scan_port掃描不同埠。- 超時設定：將超時時間設為0.5秒，以平衡效率和準確性。
- 執行緒管理：透過
join()方法確保所有執行緒完成後再結束主程式。
網路掃描與多執行緒埠掃描技術深度解析
網路掃描的核心目的與技術挑戰
網路掃描是網路安全領域的重要技術手段，主要用於收集網路、主機及其服務的相關資訊。傳統的ping指令掃描方法雖然簡單易用，但容易受到ICMP封包過濾或防火牆阻擋的限制。在這種情況下，TCP三向交握掃描技術成為有效的替代方案。
TCP連線掃描的技術原理
TCP連線掃描的核心在於利用TCP/IP協定堆疊的特性，透過特定的埠連線嘗試來判斷目標主機的服務狀態。某些Windows系統的特定埠預設保持開放狀態，為掃描提供了可利用的技術切入點。
多執行緒埠掃描器的設計與實作
為提升掃描效率，多執行緒技術被廣泛應用於埠掃描器的設計中。以下是一個完整的Python實作範例：
import threading
import socket
# 資料函式庫檔案相關設定
database_file = "port_description.dat"
file_name = raw_input("Enter the file name: ")
# 開啟並讀取檔案內容
with open(file_name, 'r') as f:
# 處理檔案內容
dict1 = {}
for line in f:
key, value = line.strip().split(' ', 1)
dict1[int(key)] = value.strip()
# 將字典儲存為pickle檔案
import pickle
with open(database_file, 'wb') as pfile:
pickle.dump(dict1, pfile)
print("Dictionary is created")
# 多執行緒埠掃描器實作
class PortScanner(threading.Thread):
def __init__(self, target_ip, start_port, end_port):
threading.Thread.__init__(self)
self.target_ip = target_ip
self.start_port = start_port
self.end_port = end_port
def run(self):
for port in range(self.start_port, self.end_port + 1):
try:
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.settimeout(1)
result = sock.connect_ex((self.target_ip, port))
if result == 0:
print(f"Port Open:--> {port}")
sock.close()
except Exception as e:
print(f"Error scanning port {port}: {e}")
# 主程式執行邏輯
def main():
target_ip = input("Enter the IP Address to scan: ")
start_port = int(input("Enter the start port number: "))
end_port = int(input("Enter the last port number: "))
connectivity = input("For low connectivity press L and High connectivity Press H: ")
# 根據連線型別調整執行緒數量
if connectivity.lower() == 'l':
thread_count = 10
else:
thread_count = 50
# 計算每個執行緒負責的埠範圍
ports_per_thread = (end_port - start_port + 1) // thread_count
threads = []
for i in range(thread_count):
thread_start_port = start_port + i * ports_per_thread
thread_end_port = thread_start_port + ports_per_thread - 1
if i == thread_count - 1:
thread_end_port = end_port
thread = PortScanner(target_ip, thread_start_port, thread_end_port)
threads.append(thread)
thread.start()
for thread in threads:
thread.join()
if __name__ == "__main__":
main()
程式碼關鍵解析：
- 多執行緒設計：透過將埠範圍分配給多個執行緒，顯著提升掃描效率。
- 連線型別調整：根據使用者選擇的連線型別（低/高連線）動態調整執行緒數量。
- 埠範圍計算：精確計算每個執行緒負責的埠範圍，確保完整覆寫目標埠區間。
- 錯誤處理機制：實作了完善的例外處理，確保掃描過程的穩定性。
效能最佳化與實際應用
實驗結果表明，多執行緒埠掃描器相比單執行緒版本，在掃描效率上有顯著提升。在實際應用中，應根據目標網路環境和系統資源合理調整執行緒數量，以達到最佳的掃描效能。
資料函式庫檔案建立與應用
埠描述資料函式庫檔案的建立是透過將文字檔案中的埠資訊轉換為pickle格式實作的。這種二進位制儲存方式不僅提高了資料讀取效率，也為後續的埠資訊查詢提供了便利。
建立pickle資料函式庫檔案：
import pickle
# 開啟原始文字檔案並讀取內容
with open('port_descriptions.txt', 'r') as file:
port_dict = {}
for line in file:
# 解析並儲存埠描述資訊
key, value = line.strip().split(' ', 1)
port_dict[int(key)] = value.strip()
# 將字典儲存為pickle檔案
with open('port_description.dat', 'wb') as pfile:
pickle.dump(port_dict, pfile)
