一. 摘要 Raw Socket: 原始套接字 可以用它来发送和接收 IP 层以上的原始数据包, 如 ICMP, TCP, UDP... int sockRaw = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW); 这样我们就创建了一个 Raw Socket Sniffer: 嗅探器 关于嗅探器的原理我想大多数人可能都知道 1. 把网卡置于混杂模式; 2. 捕获数据包; 3. 分析数据包. 但具体的实现知道的人恐怕就不是那么多了. 好, 现在让我们用 Raw Socket 的做一个自已的 Sniffer. 二. 把网卡置于混杂模式 在正常的情况下，一个网络接口应该只响应两种数据帧: 一种是与自己硬件地址相匹配的数据帧 一种是发向所有机器的广播数据帧 如果要网卡接收所有通过它的数据, 而不管是不是发给它的, 那么必须把网卡置于混杂模式. 也就是说让 它的思维混乱, 不按正常的方式工作. 用 Raw Socket 实现代码如下: setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, (char*)&flag, sizeof(flag); //设置 IP 头操作选项 bind(sockRaw, (PSOCKADDR)&addrLocal, sizeof(addrLocal); //把 sockRaw 绑定到本地网卡上 ioctlsocket(sockRaw, SIO_RCVALL, &dwValue); //让 sockRaw 接受所有的数据 flag 标志是用来设置 IP 头操作的, 也就是说要亲自处理 IP 头: bool flag = ture; addrLocal 为本地地址: SOCKADDR_IN addrLocal; dwValue 为输入输出参数, 为 1 时执行, 0 时取消: DWORD dwValue = 1; 没想到这么简单吧? 三. 捕获数据包 你的 sockRaw 现在已经在工作了, 可以在局域网内其它的电脑上用 Sniffer 检测工具检测一下, 看你的 网卡是否处于混杂模式(比如 DigitalBrain 的 ARPKiller). 不能让他白白的浪费资源啊, 抓包! recv(sockRaw, RecvBuf, BUFFER_SIZE, 0); //接受任意数据包 #define BUFFER_SIZE 65535 char RecvBuf[BUFFER_SIZE]; 越来越发现 Sniffer 原来如此的简单了, 这么一个函数就已经完成抓取数据包的任务了. 四. 分析数据包 这回抓来的包和平常用 Socket 接受的包可就不是一回事儿了, 里面包含 IP, TCP 等原始信息. 要分析它 首先得知道这些结构. 数据包的总体结构: ---------------------------------------------- | ip header | tcp header(or x header) | data | ---------------------------------------------- IP header structure: 4 8 16 32 bit |--------|--------|----------------|--------------------------------| | Ver | IHL |Type of service | Total length | |--------|--------|----------------|--------------------------------| | Identification | Flags | Fragment offset | |--------|--------|----------------|--------------------------------| | Time to live | Protocol | Header checksum | |--------|--------|----------------|--------------------------------| | Source address | |--------|--------|----------------|--------------------------------| | Destination address | |--------|--------|----------------|--------------------------------| | Option + Padding | |--------|--------|----------------|--------------------------------| | Data | |--------|--------|----------------|--------------------------------| TCP header structure: 16 32 bit |--------------------------------|--------------------------------| | Source port | Destination port | |--------------------------------|--------------------------------| | Sequence number | |--------------------------------|--------------------------------| | Acknowledgement number | |--------------------------------|--------------------------------| | Offset | Resrvd |U|A|P|R|S|F| Window | |--------------------------------|--------------------------------| | Checksum | Urgent pointer | |--------------------------------|--------------------------------| | Option + Padding | |--------------------------------|--------------------------------| | Data | |--------------------------------|--------------------------------| 五. 实现 Sniffer OK! 现在都清楚了, 还等什么. 下面是我用 BCB6 写的一个 Simple Sniffer 的代码, 仅供参考. （需要在工程文件里加入WS2_32.LIB这个文件） //*************************************************************************// //* CPP File: WMain.cpp //* Simple Sniffer by shadowstar //* http://shadowstar.126.com/ //*************************************************************************// #include <vcl.h> #pragma hdrstop #include <winsock2.h> #include <ws2tcpip.h> #include <mstcpip.h> #include <netmon.h> #include "WMain.h" //--------------------------------------------------------------------------- #pragma package(smart_init) #pragma resource "*.dfm" TMainForm *MainForm; //--------------------------------------------------------------------------- __fastcall TMainForm::TMainForm(TComponent* Owner) : TForm(Owner) { WSADATA WSAData; BOOL flag = true; int nTimeout = 1000; char LocalName[16]; struct hostent *pHost; //检查 Winsock 版本号 if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &WSAData) != 0) throw Exception("WSAStartup error!"); //初始化 Raw Socket if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW)) == INVALID_SOCKET) throw Exception("socket setup error!"); //设置IP头操作选项 if (setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, (char*)&flag, sizeof(flag)) == SOCKET_ERROR) throw Exception("setsockopt IP_HDRINCL error!"); //获取本机名 if (gethostname((char*)LocalName, sizeof(LocalName)-1) == SOCKET_ERROR) throw Exception("gethostname error!"); //获取本地 IP 地址 if ((pHost = gethostbyname((char*)LocalName)) == NULL) throw Exception("gethostbyname error!"); addr_in.sin_addr = *(in_addr *)pHost->h_addr_list[0]; //IP addr_in.sin_family = AF_INET; addr_in.sin_port = htons(57274); //把 sock 绑定到本地地址上 if (bind(sock, (PSOCKADDR)&addr_in, sizeof(addr_in)) == SOCKET_ERROR) throw Exception("bind error!"); iSortDirection = 1; } //--------------------------------------------------------------------------- __fastcall TMainForm::~TMainForm() { WSACleanup(); } //--------------------------------------------------------------------------- void __fastcall TMainForm::btnCtrlClick(TObject *Sender) { TListItem *Item; DWORD dwValue; int nIndex = 0; if (btnCtrl->Caption == "&Start") { dwValue = 1; //设置 SOCK_RAW 为SIO_RCVALL，以便接收所有的IP包 if (ioctlsocket(sock, SIO_RCVALL, &dwValue) != 0) throw Exception("ioctlsocket SIO_RCVALL error!"); bStop = false; btnCtrl->Caption = "&Stop"; lsvPacket->Items->Clear(); } else { dwValue = 0; bStop = true; btnCtrl->Caption = "&Start"; //设置SOCK_RAW为SIO_RCVALL，停止接收 if (ioctlsocket(sock, SIO_RCVALL, &dwValue) != 0) throw Exception("WSAIoctl SIO_RCVALL error!"); } while (!bStop) { if (recv(sock, RecvBuf, BUFFER_SIZE, 0) > 0) { nIndex++; ip = *(IP*)RecvBuf; tcp = *(TCP*)(RecvBuf + (ip.HdrLen & IP_HDRLEN_MASK)); Item = lsvPacket->Items->Add(); Item->Caption = nIndex; Item->SubItems->Add(GetProtocolTxt(ip.Protocol)); Item->SubItems->Add(inet_ntoa(*(in_addr*)&ip.SrcAddr)); Item->SubItems->Add(inet_ntoa(*(in_addr*)&ip.DstAddr)); Item->SubItems->Add(tcp.SrcPort); Item->SubItems->Add(tcp.DstPort); Item->SubItems->Add(ntohs(ip.TotalLen)); } Application->ProcessMessages(); } } //--------------------------------------------------------------------------- AnsiString __fastcall TMainForm::GetProtocolTxt(int Protocol) { switch (Protocol) { case IPPROTO_ICMP : //1 /* control message protocol */ return PROTOCOL_STRING_ICMP_TXT; case IPPROTO_TCP : //6 /* tcp */ return PROTOCOL_STRING_TCP_TXT; case IPPROTO_UDP : //17 /* user datagram protocol */ return PROTOCOL_STRING_UDP_TXT; default : return PROTOCOL_STRING_UNKNOWN_TXT; } } //--------------------------------------------------------------------------- //*************************************************************************// //* Header File: WMain.h for WMain.cpp class TMainForm //*************************************************************************// //--------------------------------------------------------------------------- #ifndef WMainH #define WMainH //--------------------------------------------------------------------------- #define BUFFER_SIZE 65535 #include <Classes.hpp> #include <Controls.hpp> #include <StdCtrls.hpp> #include <Forms.hpp> #include <ComCtrls.hpp> #include <ExtCtrls.hpp> #include <winsock2.h> #include "netmon.h" //--------------------------------------------------------------------------- class TMainForm : public TForm { __published: // IDE-managed Components TPanel *Panel1; TButton *btnCtrl; TListView *lsvPacket; TLabel *Label1; void __fastcall btnCtrlClick(TObject *Sender); void __fastcall lsvPacketColumnClick(TObject *Sender, TListColumn *Column); void __fastcall lsvPacketCompare(TObject *Sender, TListItem *Item1, TListItem *Item2, int Data, int &Compare); void __fastcall Label1Click(TObject *Sender); private: // User declarations AnsiString __fastcall GetProtocolTxt(int Protocol); public: // User declarations SOCKET sock; SOCKADDR_IN addr_in; IP ip; TCP tcp; PSUHDR psdHeader; char RecvBuf[BUFFER_SIZE]; bool bStop; int iSortDirection; int iColumnToSort; __fastcall TMainForm(TComponent* Owner); __fastcall ~TMainForm(); }; //--------------------------------------------------------------------------- extern PACKAGE TMainForm *MainForm; //--------------------------------------------------------------------------- #endif 偷了个懒, IP, TCP 头及一些宏定义用了 netmon.h 的头, 这个文件在 BCB6 的 include 目录下可以找得 到, 其中与本程序相关内容如下: //*************************************************************************// //* Header File: netmon.h //*************************************************************************// // // IP Packet Structure // typedef struct _IP { union { BYTE Version; BYTE HdrLen; }; BYTE ServiceType; WORD TotalLen; WORD ID; union { WORD Flags; WORD FragOff; }; BYTE TimeToLive; BYTE Protocol; WORD HdrChksum; DWORD SrcAddr; DWORD DstAddr; BYTE Options[0]; } IP; typedef IP * LPIP; typedef IP UNALIGNED * ULPIP; // // TCP Packet Structure // typedef struct _TCP { WORD SrcPort; WORD DstPort; DWORD SeqNum; DWORD AckNum; BYTE DataOff; BYTE Flags; WORD Window; WORD Chksum; WORD UrgPtr; } TCP; typedef TCP *LPTCP; typedef TCP UNALIGNED * ULPTCP; // upper protocols #define PROTOCOL_STRING_ICMP_TXT "ICMP" #define PROTOCOL_STRING_TCP_TXT "TCP" #define PROTOCOL_STRING_UDP_TXT "UDP" #define PROTOCOL_STRING_SPX_TXT "SPX" #define PROTOCOL_STRING_NCP_TXT "NCP" #define PROTOCOL_STRING_UNKNOW_TXT "UNKNOW" 这个文件也有人声称没有. //*************************************************************************// //* Header File: mstcpip.h //*************************************************************************// // Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved. #if _MSC_VER > 1000 #pragma once #endif /* Argument structure for SIO_KEEPALIVE_VALS */ struct tcp_keepalive { u_long onoff; u_long keepalivetime; u_long keepaliveinterval; }; // New WSAIoctl Options #define SIO_RCVALL _WSAIOW(IOC_VENDOR,1) #define SIO_RCVALL_MCAST _WSAIOW(IOC_VENDOR,2) #define SIO_RCVALL_IGMPMCAST _WSAIOW(IOC_VENDOR,3) #define SIO_KEEPALIVE_VALS _WSAIOW(IOC_VENDOR,4) #define SIO_ABSORB_RTRALERT _WSAIOW(IOC_VENDOR,5) #define SIO_UCAST_IF _WSAIOW(IOC_VENDOR,6) #define SIO_LIMIT_BROADCASTS _WSAIOW(IOC_VENDOR,7) #define SIO_INDEX_BIND _WSAIOW(IOC_VENDOR,8) #define SIO_INDEX_MCASTIF _WSAIOW(IOC_VENDOR,9) #define SIO_INDEX_ADD_MCAST _WSAIOW(IOC_VENDOR,10) #define SIO_INDEX_DEL_MCAST _WSAIOW(IOC_VENDOR,11) // Values for use with SIO_RCVALL* options #define RCVALL_OFF 0 #define RCVALL_ON 1 #define RCVALL_SOCKETLEVELONLY 2 现在我们自已的 Sniffer 就做好了, Run, Start......哇, 这么多数据包, 都是从这一台机器上发出的, 它在干什么? 原来 Adminstrator 密码为空, 中了尼姆达病毒! 六. 小结 优点: 实现简单, 不需要做驱动程序就可实现抓包. 缺点: 数据包头不含帧信息, 不能接收到与 IP 同层的其它数据包, 如 ARP, RARP... 这里提供的程序仅仅是一个 Sniffer 的例子, 没有对数据包进行进一步的分析. 写此文的目的在于熟悉 Raw Socket 编程方法, 了解 TCP/IP 协议结构原理以及各协议之间的关系. 作者水平有限, 不足之处请批评指正.
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