編寫自己的網(wǎng)絡(luò)嗅探器

編寫自己的網(wǎng)絡(luò)嗅探器1國(guó)家計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵防范中心陳深龍、劉奇旭主要內(nèi)容2實(shí)驗(yàn)介紹開發(fā)前準(zhǔn)備工作配置開發(fā)環(huán)境用WinPcap捕獲數(shù)據(jù)包分析數(shù)據(jù)包實(shí)驗(yàn)過程中可能遇到的問題實(shí)驗(yàn)要求一、實(shí)驗(yàn)介紹3實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)內(nèi)容當(dāng)前流行的嗅探器以前學(xué)生開發(fā)的嗅探器實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^開發(fā)基于WinPcap的嗅探器，掌握嗅探器的工作原理，熟悉WinPcap的使用，掌握基于WinPcap網(wǎng)絡(luò)嗅探器的開發(fā)過程。4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開發(fā)出一個(gè)Windows平臺(tái)上的Sniffer工具，能顯示所捕獲的數(shù)據(jù)包并能做相應(yīng)的分析和統(tǒng)計(jì)。主要內(nèi)容如下：列出監(jiān)測(cè)主機(jī)的所有網(wǎng)卡，選擇一個(gè)網(wǎng)卡，設(shè)置為混雜模式進(jìn)行監(jiān)聽。捕獲所有流經(jīng)網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)包，并利用WinPcap函數(shù)庫(kù)設(shè)置過濾規(guī)則。分析捕獲到的數(shù)據(jù)包的包頭和數(shù)據(jù)，按照各種協(xié)議的格式進(jìn)行格式化顯示。將所開發(fā)工具的捕獲和分析結(jié)果與常用的Sniffer進(jìn)行比較，完善程序代碼。5當(dāng)前流行的嗅探器當(dāng)前公認(rèn)的比較好的嗅探器有WiresharkSniffer

Pro6Wireshark主界面7控制列封包總覽封包內(nèi)容十六進(jìn)制碼Sniffer

Pro主界面8控制列封包總覽封包內(nèi)容十六進(jìn)制碼以前學(xué)生的嗅探器優(yōu)秀作品1主界面設(shè)置過濾器優(yōu)秀作品29優(yōu)秀作品1—主界面10優(yōu)秀作品1—設(shè)置過濾器11作秀作品212數(shù)據(jù)包統(tǒng)計(jì)信息數(shù)據(jù)包分析十六進(jìn)制碼數(shù)據(jù)包列表二、開發(fā)前準(zhǔn)備工作13開發(fā)工具不可或缺的環(huán)境WinPcap簡(jiǎn)介WinPcap功能WinPcap架構(gòu)WinPcap入門參考資源WinPcap經(jīng)典論文開發(fā)工具開發(fā)語言：C++集成開發(fā)環(huán)境vc6.02003~201014不可或缺的環(huán)境WinPcapV4.1.2：/install/bin/WinPcap_4_1_2.exe驅(qū)動(dòng)程序、Dll文件WinPcapV4.1.2Developer’sPack：/install/bin/WpdPack_4_1_2.zip庫(kù)文件、頭文件、簡(jiǎn)單的示例程序代碼和幫助文件15WinPcap簡(jiǎn)介WinPcap(WindowsPacketCapture)是Windows平臺(tái)下的鏈路層網(wǎng)絡(luò)訪問工具，其目的在于為Windows應(yīng)用程序提供訪問網(wǎng)絡(luò)底層的能力。官方網(wǎng)站：當(dāng)前的版本Stablerelease

WinPcap4.1.2Latestrelease

WinPcap4.1.2

16WinPcap的功能獲得網(wǎng)卡設(shè)備列表及其高級(jí)信息打開一個(gè)網(wǎng)卡適配器并將其設(shè)置成混雜模式捕獲數(shù)據(jù)包設(shè)置過濾器將數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)為文件并處理離線文件發(fā)送數(shù)據(jù)包收集網(wǎng)絡(luò)通信流量的統(tǒng)計(jì)信息但是，WinPcap不能修改數(shù)據(jù)包或者攔截?cái)?shù)據(jù)包17WinPcap架構(gòu)NPF，NetgroupPacketFilter，內(nèi)核級(jí)的數(shù)據(jù)報(bào)過濾器packet.dll，底層的動(dòng)態(tài)連接庫(kù)wpcap.dll，架構(gòu)在packet.dll之上，提供了更方便、更直接的編程方法18架構(gòu)圖

19WinPcap架構(gòu)之NPFNPF是WinPcap的核心部件，它處理網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，并向應(yīng)用層提供捕捉、發(fā)送和分析數(shù)據(jù)包的服務(wù)20WinPcap架構(gòu)之packet.dllpacket.dll是一個(gè)提供了一系列底層函數(shù)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，功能包括：安裝、啟動(dòng)和停止NPF驅(qū)動(dòng)設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行嗅探發(fā)送原始的數(shù)據(jù)報(bào)獲取網(wǎng)卡列表和每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)信息對(duì)網(wǎng)卡查詢和設(shè)置底層參數(shù)21WinPcap架構(gòu)之wpcap.dllWpcap.dll是一個(gè)含有WinPcap公共API的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，它導(dǎo)出一系列函數(shù)供捕獲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包和分析網(wǎng)絡(luò)，功能包括：對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行嗅探發(fā)送原始的數(shù)據(jù)報(bào)獲取網(wǎng)卡列表和每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)信息將數(shù)據(jù)包信息保存到磁盤在更高層上創(chuàng)建包過濾規(guī)則并應(yīng)用到底層22WinPcap入門參考資源WinPcap技術(shù)手冊(cè)V4.1.2(anofflineversioncanbefoundinthedeveloper'spack)：/docs/docs_412/index.htmlWinPcap中文技術(shù)手冊(cè)V4.01（翻譯版）：/WinPcap/23Winpcap經(jīng)典論文[1]FulvioRisso,LorisDegioanni,AnArchitectureforHighPerformanceNetworkAnalysis.Proceedingforthe6thIEEESymposiumonComputersandCommunications(ISCC2001).HammmametJuly2001[2]LorisDegioanni,MarioBaldi,FulvioRisso,andGianlucaVarenn.ProfilingandOptimizationofSoftware-BasedNetworkAnalysisApplications24三、配置開發(fā)環(huán)境25在此我們用VC6.0所建的工程為例進(jìn)行講解添加頭文件目錄添加庫(kù)文件目錄增加與WinPcap有關(guān)的預(yù)處理定義添加pcap.h頭文件添加wpcap.lib庫(kù)文件編譯并運(yùn)行測(cè)試代碼添加頭文件目錄添加頭文件目錄：ToolsOptionsDerectoriesIncludefiles添加WinPcap開發(fā)包中的Include目錄26添加庫(kù)文件目錄添加庫(kù)文件目錄：ToolsOptionsDerectoriesLibraryfiles添加WinPcap開發(fā)包中的Lib目錄27增加與WinPcap有關(guān)的預(yù)處理定義增加預(yù)處理定義：WPCAP和HAVE_REMOTEProjectSettingC/C++Preprocessor28添加pcap.h頭文件在使用WinPcap函數(shù)的所有源文件中添加pcap.h“#include"pcap.h”29添加Wpcap.lib庫(kù)文件添加wpcap.lib庫(kù)文件Projectsettinglink加入wpcap.lib30編譯并運(yùn)行測(cè)試代碼測(cè)試代碼：/docs/docs_412/html/group__wpcapsamps.html（使用PacketDump代碼）請(qǐng)根據(jù)你所建的工程類型修改這段代碼如果建的是MFCApplication，那么請(qǐng)修改printf等函數(shù)如果建的是ConsoleApplication，那么可以不用修改31編譯并運(yùn)行測(cè)試代碼（續(xù)）在ConsoleApplication下，運(yùn)行結(jié)果如圖所示，這說明環(huán)境已經(jīng)配置成功。32四、用WinPcap捕獲數(shù)據(jù)包33用WinPcap捕獲數(shù)據(jù)包的流程打開網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)置過濾器捕獲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包釋放該設(shè)備列表用WinPcap捕獲數(shù)據(jù)包的流程34pcap_freealldevs打開網(wǎng)絡(luò)接口35pcap_t*pcap_open_live(constchar*

device,int

snaplen,int

promisc,int

to_ms,char*

ebuf};設(shè)置過濾器intpcap_setfilter(

pcap_t*p, structbpf_program*fp )36intpcap_compile(

pcap_t*p, structbpf_program*fp, char*str, intoptimize, bpf_u_int32netmask )捕獲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包37intpcap_next_ex( pcap_t*p, structpcap_pkthdr**pkt_header, u_char**pkt_data};釋放該設(shè)備列表38voidpcap_freealldevs(pcap_if_t*alldevsp);五、分析數(shù)據(jù)包39TCP/IP分層體系結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)中數(shù)據(jù)包的封裝以太網(wǎng)幀格式IP數(shù)據(jù)報(bào)格式TCP數(shù)據(jù)報(bào)格式字節(jié)順序以太網(wǎng)幀和IP數(shù)據(jù)報(bào)的結(jié)構(gòu)定義例：提取源IP地址和目的IP地址TCP/IP分層體系結(jié)構(gòu)40以太網(wǎng)中數(shù)據(jù)包的封裝41Wireshark對(duì)數(shù)據(jù)包各層協(xié)議的分析：以太網(wǎng)幀格式目的地址：目的MAC地址 6Byte源地址：源MAC地址 6Byte類型：表示上層協(xié)議類型 2Byte0800H：IP0806H：ARP8035H：RARP數(shù)據(jù)字段：用于攜帶上層數(shù)據(jù)

長(zhǎng)度可變CRC：幀校驗(yàn)字段 4Byte42以太網(wǎng)幀格式以下是Wireshark對(duì)數(shù)據(jù)包以太幀頭的分析：43IP數(shù)據(jù)報(bào)格式441：ICMP；6：TCP；17：UDPIP數(shù)據(jù)報(bào)格式以下是Wireshark對(duì)數(shù)據(jù)包的IP數(shù)據(jù)報(bào)頭的分析：45TCP數(shù)據(jù)報(bào)格式46TCP數(shù)據(jù)報(bào)格式以下是Wireshark對(duì)數(shù)據(jù)包的TCP數(shù)據(jù)報(bào)頭的分析：47以太網(wǎng)幀和IP數(shù)據(jù)報(bào)的結(jié)構(gòu)定義48typedefstructFrameHeader_t{//幀首部

BYTE DesMAC[6]; //目的地址

BYTESrcMAC[6]; //源地址

WORDFrameType; //幀類型}FrameHeader_t;typedefstructIPHeader_t{//IP首部

BYTE Ver_HLen; BYTE TOS; WORD TotalLen; WORD ID; WORD Flag_Segment; BYTE TTL; BYTE Protocol; WORD Checksum; ULONG SrcIP; ULONG DstIP;}IPHeader_t;typedefstructData_t{ //包含幀首部和IP首部的數(shù)據(jù)包

FrameHeader_t FrameHeader; IPHeader_t IPHeader;}Data_t;六、實(shí)驗(yàn)過程中可能遇到的問題多線程給窗口發(fā)送消息數(shù)據(jù)包分片重組嗅探到網(wǎng)頁(yè)時(shí)，漢字的顯示問題字節(jié)順序網(wǎng)絡(luò)序→主機(jī)序u_shortntohs(u_shortnetshort)u_longntohl(u_longnetlong)主機(jī)序→網(wǎng)絡(luò)序u_shorthtons(u_shorthostshort)u_longhtonl(u_longhostlong)49例：提取源IP地址和目的IP地址50Data_t *IPPacket;ULONG SourceIP,DestinationIP;……IPPacket=(Data_t*)pkt_data;……SourceIP=ntohl(IPPacket->IPHeader.SrcIP);DestinationIP=ntohl(IPPacket->IPHeader.DstIP);……字節(jié)順序網(wǎng)絡(luò)序→主機(jī)序u_shortntohs(u_shortnetshort)u_longntohl(u_longnetlong)主機(jī)序→網(wǎng)絡(luò)序u_shorthtons(u_shorthostshort)u_longhtonl(u_longhostlong)51七、實(shí)驗(yàn)要求52程序要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求程序要