Python：实现端口扫描

一、常见端口扫描的原理

0、秘密扫描

秘密扫描是一种不被审计工具所检测的扫描技术。

它通常用于在通过普通的防火墙或路由器的筛选（filtering）时隐藏自己。

秘密扫描能躲避IDS、防火墙、包过滤器和日志审计，从而获取目标端口的开放或关闭的信息。由于没有包含TCP 3次握手协议的任何部分，所以无法被记录下来，比半连接扫描更为隐蔽。

但是这种扫描的缺点是扫描结果的不可靠性会增加，而且扫描主机也需要自己构造IP包。现有的秘密扫描有TCP FIN扫描、TCP ACK扫描、NULL扫描、XMAS扫描和SYN/ACK扫描等。

1、Connect()扫描

此扫描试图与每一个TCP端口进行“三次握手”通信。如果能够成功建立接连，则证明端口开发，否则为关闭。准确度很高，但是最容易被防火墙和IDS检测到，并且在目标主机的日志中会记录大量的连接请求以及错误信息。

TCP connect端口扫描服务端与客户端建立连接成功（目标端口开放）的过程：

① Client端发送SYN；

② Server端返回SYN/ACK，表明端口开放；

③ Client端返回ACK，表明连接已建立；

④ Client端主动断开连接。

建立连接成功（目标端口开放）

TCP connect端口扫描服务端与客户端未建立连接成功（目标端口关闭）过程：

① Client端发送SYN；

② Server端返回RST/ACK，表明端口未开放。

优点：实现简单，对操作者的权限没有严格要求（有些类型的端口扫描需要操作者具有root权限），系统中的任何用户都有权力使用这个调用，而且如果想要得到从目标端口返回banners信息，也只能采用这一方法。

另一优点是扫描速度快。如果对每个目标端口以线性的方式，使用单独的connect()调用，可以通过同时打开多个套接字，从而加速扫描。

缺点：是会在目标主机的日志记录中留下痕迹，易被发现，并且数据包会被过滤掉。目标主机的logs文件会显示一连串的连接和连接出错的服务信息，并且能很快地使它关闭。

2、SYN扫描

扫描器向目标主机的一个端口发送请求连接的SYN包，扫描器在收到SYN/ACK后，不是发送的ACK应答而是发送RST包请求断开连接。这样，三次握手就没有完成，无法建立正常的TCP连接，因此，这次扫描就不会被记录到系统日志中。这种扫描技术一般不会在目标主机上留下扫描痕迹。但是，这种扫描需要有root权限。

·端口开放：（1）Client发送SYN；（2）Server端发送SYN/ACK；（3）Client发送RST断开（只需要前两步就可以判断端口开放）

·端口关闭：（1）Client发送SYN；（2）Server端回复RST（表示端口关闭）

优点：SYN扫描要比TCP Connect()扫描隐蔽一些，SYN仅仅需要发送初始的SYN数据包给目标主机，如果端口开放，则相应SYN-ACK数据包；如果关闭，则响应RST数据包；

3、NULL扫描

反向扫描—-原理是将一个没有设置任何标志位的数据包发送给TCP端口，在正常的通信中至少要设置一个标志位，根据FRC 793的要求，在端口关闭的情况下，若收到一个没有设置标志位的数据字段，那么主机应该舍弃这个分段，并发送一个RST数据包，否则不会响应发起扫描的客户端计算机。也就是说，如果TCP端口处于关闭则响应一个RST数据包，若处于开放则无相应。但是应该知道理由NULL扫描要求所有的主机都符合RFC 793规定，但是windows系统主机不遵从RFC 793标准，且只要收到没有设置任何标志位的数据包时，不管端口是处于开放还是关闭都响应一个RST数据包。但是基于Unix(*nix,如Linux)遵从RFC 793标准，所以可以用NULL扫描。经过上面的分析，我们知道NULL可以辨别某台主机运行的操作系统是什么操作系统。

端口开放：Client发送Null，server没有响应

端口关闭：（1）Client发送NUll；（2）Server回复RST

说明：Null扫描和前面的TCP Connect（）和SYN的判断条件正好相反。在前两种扫描中，有响应数据包的表示端口开放，但在NUll扫描中，收到响应数据包表示端口关闭。反向扫描比前两种隐蔽性高些，当精确度也相对低一些。

用途：判断是否为Windows系统还是Linux。

4、FIN扫描

与NULL有点类似，只是FIN为指示TCP会话结束，在FIN扫描中一个设置了FIN位的数据包被发送后，若响应RST数据包，则表示端口关闭，没有响应则表示开放。此类扫描同样不能准确判断windows系统上端口开发情况。

·端口开放：发送FIN，没有响应

·端口关闭：（1）发送FIN；（2）回复RST

5、ACK扫描

扫描主机向目标主机发送ACK数据包。根据返回的RST数据包有两种方法可以得到端口的信息。方法一是：若返回的RST数据包的TTL值小于或等于64，则端口开放，反之端口关闭。

6、Xmas-Tree扫描

通过发送带有下列标志位的tcp数据包。

·URG：指示数据时紧急数据，应立即处理。

·PSH：强制将数据压入缓冲区。

·FIN：在结束TCP会话时使用。

正常情况下，三个标志位不能被同时设置，但在此种扫描中可以用来判断哪些端口关闭还是开放，与上面的反向扫描情况相同，依然不能判断windows平台上的端口。

·端口开放：发送URG/PSH/FIN，没有响应

·端口关闭：（1）发送URG/PSH/FIN，没有响应；（2）响应RST

XMAS扫描原理和NULL扫描的类似，将TCP数据包中的ACK、FIN、RST、SYN、URG、PSH标志位置1后发送给目标主机。在目标端口开放的情况下，目标主机将不返回任何信息。

7、Dump扫描

也被称为Idle扫描或反向扫描，在扫描主机时应用了第三方僵尸计算机扫描。由僵尸主机向目标主机发送SYN包。目标主机端口开发时回应SYN|ACK，关闭时返回RST，僵尸主机对SYN|ACK回应RST，对RST不做回应。从僵尸主机上进行扫描时，进行的是一个从本地计算机到僵尸主机的、连续的ping操作。查看僵尸主机返回的Echo响应的ID字段，能确定目标主机上哪些端口是开放的还是关闭的。

二、Python 代码实现

1、利用Python的Socket包中的connect方法，直接对目标IP和端口进行连接并且尝试返回结果，而无需自己构建SYN包。

Python：实现端口扫描