视频笔记：Go 抓包、分析、注入 - John Leon

by · 2017年09月23日 · 2190 Words · ~5min reading time | Improve on


原文链接： 视频笔记：Go 抓包、分析、注入 - John Leon

视频信息

Packet Capture, Analysis, and Injection with Go
by John Leon
at GopherCon 2016

{% owl youtube APDnbmTKjgM %}

https://www.youtube.com/watch?v=APDnbmTKjgM

代码：https://github.com/gophercon/2016-talks/tree/master/JohnLeon-PacketCapturingWithGo
博文：http://www.devdungeon.com/content/packet-capture-injection-and-analysis-gopacket

什么是抓包

抓包是分析网络上的流量。

有线网络和无线网络不同

有线网络会由交换机根据 MAC 地址决定是否将包转发给你，和你无关的包是不会转发给你，除非用的不是交换机而是古董的 Hub。而无线网络就很开放了，所有的包都无法控制发给谁，因此你是可以听到所有的包的。当然，需要设置为混淆模式，不然本地网络设备会过滤掉不是给自己的包。

抓包不会影响其它通讯，它只是被动监听，不是中间人的干扰。不过可以利用抓包来做一些事情。比如去年参加 DefCon 的时候，John 身边的几个俄罗斯的与会者，就写了个东西抓包监听。凡是听到 HTTP 请求，就抢先一步模拟 HTTP 响应，让访问者重定向到某个NSFW(色情网站)上去了。

如何应用

  • 应用开发：测试、验证加密
  • 对 API 进行逆向工程
  • 观察背景都是什么样的流量
  • 偷取登录信息
  • 网络管理
  • 查看网络上的恶意的流量（比如是不是有人在扫描你的端口）
  • 对犯罪现场进行调查
  • DefCon 的一个 Wall of Sheep

演讲者研究抓包的动机

  • Hacker by nature，就像 Richard Stallman 说的，你不做一遍这个东西，你就无法理解这个东西。
  • 总喜欢知道实物的内部是怎么工作的
  • 验证实际的认证机制是否真的加密了
  • 确保服务器上没有恶意流量
  • 理解开放 WiFi 的流量是否安全
  • 偷登录信息（当然，合法的偷，比如安全审计）

话题概况

  • 获得网络设备列表
  • 从网络设备抓包
  • 保存获得的包到一个文件
  • 从文件读取包
  • 分层分析包结构
  • 创建自定义的层
  • 使用 BPF 过滤
  • 注入包（发送包）
  • 观察流

常用工具

  • Wireshark/tshark：这可能是大家都用过的
  • tcpdump: 一些 Linux 下命令行操作的人应该用过
  • Driftnet: 只关心网络流量中的图片，会在屏幕上显示所有流量里的图片……😓
  • Firesheep: Firefox 插件用于截获、分析、插入 http 流量比如 cookie 之类东西的。

本讲座的需求

gopacket

子包：

  • github.com/google/gopacket
  • github.com/google/gopacket/pcap
  • github.com/google/gopacket/layers ：解析包用的最多的就是这个包
  • github.com/google/gopacket/pcapgo

类型：

  • Decoder
  • Flow
  • Layer
  • Packet
  • PacketSource
  • Payload

代码演示

获取 pcap 版本及网卡列表

import (
	"fmt"
	"github.com/google/gopacket/pcap"
)
func main() {
	//	获取 libpcap 的版本
	version := pcap.Version()
	fmt.Println(version)
	//	获取网卡列表
	var devices []pcap.Interface
	devices, _ := pcap.FindAllDevs()
}

pcap.Interface 的定义是

type Interface struct {
	Name	string
	Description string
	Address	[]InterfaceAddress
}

InterfaceAddress 的定义是：

type InterfaceAddress struct {
	IP	net.IP
	Netmask	net.IPMask
}

打开网络接口

这是在线捕获分析

handle, _ := pcap.OpenLive(
	"eth0",	// device
	int32(65535),	//	snapshot length
	false,	//	promiscuous mode?
	-1 * time.Second,	// timeout 负数表示不缓存，直接输出
)
defer handle.Close()

打开捕获的文件

对于一些抓到的包进行离线分析，可以用文件。

handle, _ := pcap.OpenOffline("dump.pcap")
defer handle.Close()

建立 packet source

packetSource := gopacket.NewPacketSource(
	handle,
	handle.LinkType()
)

从 packet source 读取抓的包

一个包

packet, _ := packetSource.NextPacket()
fmt.Println(packet)

所有包

for packet := range packetSource.Packets() {
	fmt.Println(packet)
}

过滤

默认是将所有捕获的包返回回来，而很多时候我们需要关注某个特定类型的包，这时候就需要设置过滤器。这里可以用 Berkeley Packet Filter 的语法：

handle.SetBPFFilter("tcp and port 80")

在 C 开发中，你必须独立的撰写 BPF，编译，然后再 attach 进来。而 Go 超方便，一行代码就好了。

例子

  • 过滤IP： 10.1.1.3
  • 过滤CIDR： 128.3/16
  • 过滤端口： port 53
  • 过滤主机和端口： host 8.8.8.8 and udp port 53
  • 过滤网段和端口： net 199.16.156.0/22 and port
  • 过滤非本机 Web 流量： (port 80 and port 443) and not host 192.168.0.1

将捕获到的包保存到文件

dumpFile, _ := os.Create("dump.pcap")
defer dumpFile.Close()

//	准备好写入的 Writer
packetWriter := pcapgo.NewWriter(dumpFile)
packetWriter.WriteFileHeader(
	65535,	//	Snapshot length
	layers.LinkTypeEthernet,
)
//	写入包
for packet := range packetSource.Packets() {
	packetWriter.WritePacket(
		packet.Metadata().CaptureInfo,
		packet.Data(),
	)
}

解析包

列出包的层

for _, layer := range packet.Layers() {
	fmt.Println(layer.LayerType())
}

包的分层就像俄罗斯套娃，上一层的 payload 是下一层完整的包，下一层解析完得出的 payload，是更下一层的包。

解析 IP 层

ipLayer := packet.Layer(layers.LayerTypeIPv4)
if ipLayer != nil {
	ip, _ := ipLayer.(*layers.IPv4)
	fmt.Println(ip.SrcIP, ip.DstIP)
	fmt.Println(ip.Protocol)
}

解析 TCP 层

tcpLayer := packet.Layer(layers.LayerTypeTCP)
if tcpLayer != nil {
	tcp, _ := tcpLayer.(*layers.TCP)
	fmt.Println(tcp.SrcPort)
	fmt.Println(tcp.DstPort)
}

直接解析各层

//	解析 ethernet 层
ethernetPacket := gopacket.NewPacket(
	packet, layers.LayerTypeEthernet, gopacket.Default)  // 复制一份包
//	解析 IP 层
ipPacket := gopacket.NewPacket(
	packet, layers.LayerTypeIPv6, gopacket.NoCopy) // 不复制，所以不要修改
//	解析 TCP 层
tcpPacket := gopacket.NewPacket(
	packet, layers.LayerTypeTCP, gopacket.Lazy)  // 等修改的时候再复制（不是thread safe）
)

更快的解析

之前说的都是每次创建一个新的包，除此以外，也可以创建一个，以后每次复用。

//	创建所有所需的变量
var eth layers.Ethernet
var ip4 layers.IPv4
var tcp layers.TCP
parser := gopacket.NewDecodingLayerParser(
	layers.LayerTypeEthernet, &eth, &ip4, &tcp)
decodedLayers := []gopacket.LayerType{}

//	解析
for packet := range packetSource.Packets() {
	parser.DecodeLayers(packet, &decodedLayers)
	for _, layerType := range decodedLayers {
		fmt.Println(layerType)
	}
}

这样做的好处是速度很快，因为复用了内存空间。缺点是只能检测定义的包，所以是个权衡。

其它所支持的层

  • ARP
  • CiscoDiscovery
  • DHCP
  • DNS
  • Dot11
  • ICMP
  • PPPoE
  • USB
  • 和其它包里支持的 118 种层

常见的包层

  • packet.LinkLayer() // 以太网
  • packet.NetworkLayer() // 网络层，通常也就是 IP 层
  • packet.TransportLayer() // 传输层，比如 TCP/UDP
  • packet.ApplicationLayer() // 应用层，比如 HTTP 层。
  • packet.ErrorLayer() // ……出错了

自定义包结构

如果有特殊的协议，无论是未公开的私有协议，还是包里没有提供支持的协议，可以自己定义包的结构以及解析方式。

//	注册自定义的层
var MyLayerType = gopacket.RegisterLayerType(
	12345,				//	唯一的 ID
	"MyLayerType",		//	唯一的名字
	gopacket.DecodeFunc(decodeMyLayer),	//	解析函数（稍后定义）
)

//	定义层的内容
type MyLayer struct {
	Header []byte
	payload []byte
}

//	定义解析函数
func decodeMyLayer(data []byte, p gopacket.PacketBuilder) error {
	p.AddLayer(&MyLayer{data[:4], data[4:]})
	return p.NextDecoder(layers.LayerTypeEthernet)
}

//	定义一些解析包所需的接口
func (m MyLayer) LayerType() LayerType {
	return MyLayerType
}
func (m MyLayer) LayerContents() []byte {
	return m.Header
}
func (m MyLayer) LayerPayload() []byte {
	return m.payload
}

//	然后就可以像其它内置层一样解析这个自定义的包了
decodedPacket := gopacket.NewPacket(
	data,
	MyLayerType,
	gopacket.Default,
)

构造包

buffer = gopacket.NewSerializeBuffer()
options := gopacket.SerializeOptions{}
gopacket.SerializeLayers(buffer, options, 
	&layers.Ethernet{},
	&layers.IPv4{},
	&layers.TCP{},
	gopacket.Payload([]byte{65, 66, 67}),
)

发送构造好的包

handle.WritePacketData(buffer.Bytes())

流和 Endpoint

可以指定一个特定的流的数据，当发现后，会通知你找到了这样的流，当然具体的包还需要你去提取。

someFlow := gopacket.NewFlow(
	layers.NewUDPPortEndpoint(1000),
	layers.NewUDPPortEndpoint(500))

t := packet.NetworkLayer()	//	Check nil
if t.TransportFlow() == someFlow {
	fmt.Println("UDP 1000 -> 500 found.")
}

潜在的应用

  • 检查在黑名单的 IP
  • 给网络服务捣乱啥的，看看是不是可以破坏
  • 监控网络流量
  • 端口扫描
  • 防火墙（有状态和无状态的防火墙对于连接的反应不同，所以可以分析防火墙的情况）
  • IDS 入侵检测
  • 移动手机应用API的逆向工程

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