端口扫描器SATAN

端口扫描器SATAN

一:TCP/IP相关问题
连接端及标记
IP地址和端口被称作套接字，它代表一个TCP连接的一个连接端。为了获得TCP服务，必须在发送机的一个端口上和接收机的一个端口上建立连接。TCP连接用两个连接端来区别，也就是(连接端1，连接端2)。连接端互相发送数据包。
一个TCP数据包包括一个TCP头，后面是选项和数据。一个TCP头包含6个标志位。它们的意义分别为:
SYN: 标志位用来建立连接，让连接双方同步序列号。如果SYN=1而ACK=0，则表示该数据包为连接请求，如果SYN=1而ACK=1则表示接受连接。
FIN: 表示发送端已经没有数据要求传输了，希望释放连接。
RST: 用来复位一个连接。RST标志置位的数据包称为复位包。一般情况下，如果TCP收到的一个分段明显不是属于该主机上的任何一个连接，则向远端发送一个复位包。
URG: 为紧急数据标志。如果它为1，表示本数据包中包含紧急数据。此时紧急数据指针有效。
ACK: 为确认标志位。如果为1，表示包中的确认号时有效的。否则，包中的确认号无效。
PSH: 如果置位，接收端应尽快把数据传送给应用层。

TCP连接的建立
TCP是一个面向连接的可靠传输协议。面向连接表示两个应用端在利用TCP传送数据前必须先建立TCP连接。 TCP的可靠性通过校验和，定时器，数据序号和应答来提供。通过给每个发送的字节分配一个序号，接收端接收到数据后发送应答，TCP协议保证了数据的可靠传输。数据序号用来保证数据的顺序，剔除重复的数据。在一个TCP会话中，有两个数据流(每个连接端从另外一端接收数据，同时向对方发送数据)，因此在建立连接时，必须要为每一个数据流分配ISN(初始序号)。为了了解实现过程，我们假设客户端C希望跟服务器端S建立连接，然后分析连接建立的过程(通常称作三阶段握手):
1: C --SYN XXà S
2: C ?-SYN YY/ACK XX+1------- S
3: C ----ACK YY+1--à S
1:C发送一个TCP包(SYN 请求)给S，其中标记SYN(同步序号)要打开。SYN请求指明了客户端希望连接的服务器端端口号和客户端的ISN(XX是一个例子)。
2:服务器端发回应答，包含自己的SYN信息ISN(YY)和对C的SYN应答，应答时返回下一个希望得到的字节序号(YY+1)。
3:C 对从S 来的SYN进行应答，数据发送开始。

一些实现细节
大部分TCP/IP实现遵循以下原则:
1:当一个SYN或者FIN数据包到达一个关闭的端口，TCP丢弃数据包同时发送一个RST数据包。
2:当一个RST数据包到达一个监听端口，RST被丢弃。
3:当一个RST数据包到达一个关闭的端口，RST被丢弃。
4:当一个包含ACK的数据包到达一个监听端口时，数据包被丢弃，同时发送一个RST数据包。
5:当一个SYN位关闭的数据包到达一个监听端口时，数据包被丢弃。
6:当一个SYN数据包到达一个监听端口时，正常的三阶段握手继续，回答一个SYN ACK数据包。
7:当一个FIN数据包到达一个监听端口时，数据包被丢弃。"FIN行为"(关闭得端口返回RST，监听端口丢弃包)，在URG和PSH标志位置位时同样要发生。所有的URG，PSH和FIN，或者没有任何标记的TCP数据包都会引起"FIN行为"。

二:全TCP连接和SYN扫描器
全TCP连接
全TCP连接是长期以来TCP端口扫描的基础。扫描主机尝试(使用三次握手)与目的机指定端口建立建立正规的连接。连接由系统调用connect()开始。对于每一个监听端口，connect()会获得成功，否则返回-1，表示端口不可访问。由于通常情况下，这不需要什么特权，所以几乎所有的用户(包括多用户环境下)都可以通过connect来实现这个技术。
这种扫描方法很容易检测出来(在日志文件中会有大量密集的连接和错误记录)。Courtney,Gabriel和TCP Wrapper监测程序通常用来进行监测。另外，TCP Wrapper可以对连接请求进行控制，所以它可以用来阻止来自不明主机的全连接扫描。
TCP SYN扫描
在这种技术中，扫描主机向目标主机的选择端口发送SYN数据段。如果应答是RST，那么说明端口是关闭的，按照设定就探听其它端口;如果应答中包含SYN和ACK，说明目标端口处于监听状态。由于所有的扫描主机都需要知道这个信息，传送一个RST给目标机从而停止建立连接。由于在SYN扫描时，全连接尚未建立，所以这种技术通常被称为半打开扫描。SYN扫描的优点在于即使日志中对扫描有所记录，但是尝试进行连接的记录也要比全扫描少得多。缺点是在大部分操作系统下，发送主机需要构造适用于这种扫描的IP包，通常情况下，构造SYN数据包需要超级用户或者授权用户访问专门的系统调用。

三:秘密扫描与间接扫描
秘密扫描技术
由于这种技术不包含标准的TCP三次握手协议的任何部分，所以无法被记录下来，从而不比SYN扫描隐蔽得多。另外，FIN数据包能够通过只监测SYN包的包过滤器。
秘密扫描技术使用FIN数据包来探听端口。当一个FIN数据包到达一个关闭的端口，数据包会被丢掉，并且回返回一个RST数据包。否则，当一个FIN数据包到达一个打开的端口，数据包只是简单的丢掉(不返回RST)。
Xmas和Null扫描是秘密扫描的两个变种。Xmas扫描打开FIN，URG和PUSH标记，而Null扫描关闭所有标记。这些组合的目的是为了通过所谓的FIN标记监测器的过滤。
秘密扫描通常适用于UNIX目标主机，除过少量的应当丢弃数据包却发送reset信号的操作系统(包括CISCO，BSDI，HP/UX，MVS和IRIX)。在Windows95/NT环境下，该方法无效，因为不论目标端口是否打开，操作系统都发送RST。
跟SYN扫描类似，秘密扫描也需要自己构造IP 包。
间接扫描
间接扫描的思想是利用第三方的IP(欺骗主机)来隐藏真正扫描者的IP。由于扫描主机会对欺骗主机发送回应信息，所以必须监控欺骗主机的IP行为，从而获得原始扫描的结果。间接扫描的工作过程如下:
假定参与扫描过程的主机为扫描机，隐藏机，目标机。扫描机和目标记的角色非常明显。隐藏机是一个非常特殊的角色，在扫描机扫描目的机的时候，它不能发送任何数据包(除了与扫描有关的包)。