怎样用C语言实现网络抓包？

Posted 2023-02-21

第一法则：站在巨人肩膀上 && 不要重复造轮子。

对于这种复杂的过程，第一选择是使用现成的，节约时间，提升效率。

Wireshark（前称Ethereal）是一个网络封包分析软件。网络封包分析软件的功能是撷取网络封包，并尽可能显示出最为详细的网络封包资料。Wireshark使用WinPCAP作为接口，直接与网卡进行数据报文交换。
网络封包分析软件的功能可想像成 "电工技师使用电表来量测电流、电压、电阻" 的工作 - 只是将场景移植到网络上，并将电线替换成网络线。在过去，网络封包分析软件是非常昂贵，或是专门属于营利用的软件。Ethereal的出现改变了这一切。在GNUGPL通用许可证的保障范围底下，使用者可以以免费的代价取得软件与其源代码，并拥有针对其源代码修改及客制化的权利。Ethereal是目前全世界最广泛的网络封包分析软件之一。

第二法则：学习 && 提升。

如果是单纯的学习知识，可以直接尝试写一些具有部分功能的程序，过程会有点艰难，但非常有意义。学习网络编程，需要了解 开放系统互连参考模型的的七层每一层的意义以及现实当中实现的四层的网络协议。然后就可以知道抓包的包位于模型当中的传输层协议，包括UDP和TCP的协议。进一步要学习每种协议的格式，表头，数据包等等。一句话，冰冻三尺非一日之寒。

Windows下的抓包及简单的编程。


Windows2000在TCP/IP协议组件上做了很多改进，功能也有增强。比如在协议栈上的调整，增大了默认窗口大小，以及高延迟链接新算法。同时在安全性上，可应用IPSec加强安全性，比NT下有不少的改进。
 Microsoft TCP/IP 组件包含“核心协议”、“服务”及两者之间的“接口”。传输驱动程序接口 (TDI) 与网络设备接口规范 (NDIS) 是公用的。 此外，还有许多用户模型应用程序的更高级接口。最常用的接口是 Windows Sockets、远程过程调用 (RPC) 和 NetBios。
 Windows Sockets 是一个编程接口，它是在加州大学伯克利分校开发的套接字接口的基础上定义的。它包括了一组扩展件，以充分利用 Microsoft Windows 消息驱动的特点。规范的 1.1 版是在 1993 年 1 月发行的，2.2.0 版在 1996 年 5 月发行。Windows 2000 支持 Winsock 2.2 版。在Winsock2中，支持多个传输协议的原始套接字，重叠I/O模型、服务质量控制等。
这里介绍Windows Sockets的一些关于原始套接字(Raw Socket)的编程。同Winsock1相比，最明显的就是支持了Raw Socket套接字类型，通过原始套接字，我们可以更加自如地控制Windows下的多种协议，而且能够对网络底层的传输机制进行控制。
1、创建一个原始套接字，并设置IP头选项。

SOCKET sock;
sock = socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP);
或者：
s = WSASoccket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED);
 这里，我们设置了SOCK_RAW标志，表示我们声明的是一个原始套接字类型。创建原始套接字后，IP头就会包含在接收的数据中，如果我们设定 IP_HDRINCL 选项，那么，就需要自己来构造IP头。注意，如果设置IP_HDRINCL 选项，那么必须具有 administrator权限，要不就必须修改注册表：
HKEY_LOCAL_MACHINE\\System\\CurrentControlSet\\Services\\Afd\\Parameter\\
修改键：DisableRawSecurity（类型为DWORD），把值修改为 1。如果没有，就添加。
BOOL blnFlag=TRUE;
setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, (char *)&blnFlag, sizeof(blnFlag);
 对于原始套接字在接收数据报的时候，要注意这么几点：
a、如果接收的数据报中协议类型和定义的原始套接字匹配，那么，接收的所有数据就拷贝到套接字中。
b、如果绑定了本地地址，那么只有接收数据IP头中对应的远端地址匹配，接收的数据就拷贝到套接字中。
c、如果定义的是外部地址，比如使用connect()，那么，只有接收数据IP头中对应的源地址匹配，接收的数据就拷贝到套接字中。




2、构造IP头和TCP头
这里，提供IP头和TCP头的结构：
// Standard TCP flags
#define URG 0x20
#define ACK 0x10
#define PSH 0x08
#define RST 0x04
#define SYN 0x02
#define FIN 0x01
typedef struct _iphdr //定义IP首部

unsigned char h_lenver; //4位首部长度+4位IP版本号
unsigned char tos; //8位服务类型TOS
unsigned short total_len; //16位总长度（字节）
unsigned short ident; //16位标识
unsigned short frag_and_flags; //3位标志位
unsigned char ttl; //8位生存时间 TTL
unsigned char proto; //8位协议 (TCP, UDP 或其他)
unsigned short checksum; //16位IP首部校验和
unsigned int sourceIP; //32位源IP地址
unsigned int destIP; //32位目的IP地址
IP_HEADER;

typedef struct psd_hdr //定义TCP伪首部

unsigned long saddr; //源地址
unsigned long daddr; //目的地址
char mbz;
char ptcl; //协议类型
unsigned short tcpl; //TCP长度
PSD_HEADER;

typedef struct _tcphdr //定义TCP首部

USHORT th_sport; //16位源端口
USHORT th_dport; //16位目的端口
unsigned int th_seq; //32位序列号
unsigned int th_ack; //32位确认号
unsigned char th_lenres;   //4位首部长度/6位保留字
unsigned char th_flag; //6位标志位
USHORT th_win; //16位窗口大小
USHORT th_sum; //16位校验和
USHORT th_urp; //16位紧急数据偏移量
TCP_HEADER;

TCP伪首部并不是真正存在的，只是用于计算检验和。校验和函数：

USHORT checksum(USHORT *buffer, int size)

 unsigned long cksum=0;
 while (size > 1)
 
   cksum += *buffer++;
   size -= sizeof(USHORT);  
 
 if (size)
 
   cksum += *(UCHAR*)buffer;  
 
 cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);
 cksum += (cksum >>16);
 return (USHORT)(~cksum);


 当需要自己填充IP头部和TCP头部的时候，就同时需要自己计算他们的检验和。

3、发送原始套接字数据报

 填充这些头部稍微麻烦点，发送就相对简单多了。只需要使用sendto()就OK。

sendto(sock, (char*)&tcpHeader, sizeof(tcpHeader), 0, (sockaddr*)&addr_in,sizeof(addr_in));

下面是一个示例程序，可以作为SYN扫描的一部分。

#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>

#define SOURCE_PORT 7234
#define MAX_RECEIVEBYTE 255

typedef struct ip_hdr //定义IP首部

unsigned char h_verlen; //4位首部长度,4位IP版本号
unsigned char tos; //8位服务类型TOS
unsigned short total_len; //16位总长度（字节）
unsigned short ident; //16位标识
unsigned short frag_and_flags; //3位标志位
unsigned char ttl; //8位生存时间 TTL
unsigned char proto; //8位协议 (TCP, UDP 或其他)
unsigned short checksum; //16位IP首部校验和
unsigned int sourceIP; //32位源IP地址
unsigned int destIP; //32位目的IP地址
IPHEADER;

typedef struct tsd_hdr //定义TCP伪首部

unsigned long saddr; //源地址
unsigned long daddr; //目的地址
char mbz;
char ptcl; //协议类型
unsigned short tcpl; //TCP长度
PSDHEADER;

typedef struct tcp_hdr //定义TCP首部

USHORT th_sport; //16位源端口
USHORT th_dport; //16位目的端口
unsigned int th_seq; //32位序列号
unsigned int th_ack; //32位确认号
unsigned char th_lenres; //4位首部长度/6位保留字
unsigned char th_flag; //6位标志位
USHORT th_win; //16位窗口大小
USHORT th_sum; //16位校验和
USHORT th_urp; //16位紧急数据偏移量
TCPHEADER;

//CheckSum:计算校验和的子函数
USHORT checksum(USHORT *buffer, int size)

unsigned long cksum=0;
while(size >1)

cksum+=*buffer++;
size -=sizeof(USHORT);

if(size )

cksum += *(UCHAR*)buffer;


cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);
cksum += (cksum >>16);
return (USHORT)(~cksum);


void useage()

printf("******************************************\\n");
printf("TCPPing\\n");
printf("\\t Written by Refdom\\n");
printf("\\t Email: [e-mail]\\n");
printf("Useage: TCPPing.exe Target_ip Target_port \\n");
printf("*******************************************\\n");


int main(int argc, char* argv[])

WSADATA WSAData;
SOCKET sock;
SOCKADDR_IN addr_in;
IPHEADER ipHeader;
TCPHEADER tcpHeader;
PSDHEADER psdHeader;

char szSendBuf[60]=0;
BOOL flag;
int rect,nTimeOver;

useage();

if (argc!= 3)
return false;

if (WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &WSAData)!=0)

printf("WSAStartup Error!\\n");
return false;


if ((sock=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_RAW,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED))==INVALID_SOCKET)

printf("Socket Setup Error!\\n");
return false;

flag=true;
if (setsockopt(sock,IPPROTO_IP, IP_HDRINCL,(char *)&flag,sizeof(flag))==SOCKET_ERROR)

printf("setsockopt IP_HDRINCL error!\\n");
return false;


nTimeOver=1000;
if (setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char*)&nTimeOver, sizeof(nTimeOver))==SOCKET_ERROR)

printf("setsockopt SO_SNDTIMEO error!\\n");
return false;

addr_in.sin_family=AF_INET;
addr_in.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
addr_in.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr(argv[1]);

//
//
//填充IP首部
ipHeader.h_verlen=(4<<4 | sizeof(ipHeader)/sizeof(unsigned long));
// ipHeader.tos=0;
ipHeader.total_len=htons(sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader));
ipHeader.ident=1;
ipHeader.frag_and_flags=0;
ipHeader.ttl=128;
ipHeader.proto=IPPROTO_TCP;
ipHeader.checksum=0;
ipHeader.sourceIP=inet_addr("本地地址");
ipHeader.destIP=inet_addr(argv[1]);

//填充TCP首部
tcpHeader.th_dport=htons(atoi(argv[2]));
tcpHeader.th_sport=htons(SOURCE_PORT); //源端口号
tcpHeader.th_seq=htonl(0x12345678);
tcpHeader.th_ack=0;
tcpHeader.th_lenres=(sizeof(tcpHeader)/4<<4|0);
tcpHeader.th_flag=2; //修改这里来实现不同的标志位探测，2是SYN，1是FIN，16是ACK探测 等等
tcpHeader.th_win=htons(512);
tcpHeader.th_urp=0;
tcpHeader.th_sum=0;

psdHeader.saddr=ipHeader.sourceIP;
psdHeader.daddr=ipHeader.destIP;
psdHeader.mbz=0;
psdHeader.ptcl=IPPROTO_TCP;
psdHeader.tcpl=htons(sizeof(tcpHeader));

//计算校验和
memcpy(szSendBuf, &psdHeader, sizeof(psdHeader));
memcpy(szSendBuf+sizeof(psdHeader), &tcpHeader, sizeof(tcpHeader));
tcpHeader.th_sum=checksum((USHORT *)szSendBuf,sizeof(psdHeader)+sizeof(tcpHeader));

memcpy(szSendBuf, &ipHeader, sizeof(ipHeader));
memcpy(szSendBuf+sizeof(ipHeader), &tcpHeader, sizeof(tcpHeader));
memset(szSendBuf+sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader), 0, 4);
ipHeader.checksum=checksum((USHORT *)szSendBuf, sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader));

memcpy(szSendBuf, &ipHeader, sizeof(ipHeader));

rect=sendto(sock, szSendBuf, sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader),
0, (struct sockaddr*)&addr_in, sizeof(addr_in));
if (rect==SOCKET_ERROR)

printf("send error!:%d\\n",WSAGetLastError());
return false;

else
printf("send ok!\\n");

closesocket(sock);
WSACleanup();

return 0;


4、接收数据
 和发送原始套接字数据相比，接收就比较麻烦了。因为在WIN我们不能用recv()来接收raw socket上的数据，这是因为，所有的IP包都是先递交给系统核心，然后再传输到用户程序，当发送一个raws socket包的时候（比如syn），核心并不知道，也没有这个数据被发送或者连接建立的记录，因此，当远端主机回应的时候，系统核心就把这些包都全部丢掉，从而到不了应用程序上。所以，就不能简单地使用接收函数来接收这些数据报。

 要达到接收数据的目的，就必须采用嗅探，接收所有通过的数据包，然后进行筛选，留下符合我们需要的。可以再定义一个原始套接字，用来完成接收数据的任务，需要设置SIO_RCVALL，表示接收所有的数据。

SOCKET sniffersock;
sniffsock = WSASocket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_IP, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED);

DWORD lpvBuffer = 1;
DWORD lpcbBytesReturned = 0 ;
WSAIoctl(sniffersock, SIO_RCVALL, &lpvBuffer, sizeof(lpvBuffer), NULL, 0, & lpcbBytesReturned, NULL, NULL);

 创建一个用于接收数据的原始套接字，我们可以用接收函数来接收数据包了。然后在使用一个过滤函数达到筛选的目的，接收我们需要的数据包。

如果在XP以上的操作系统，微软封杀了Raw Soccket，只能用wincpap之类的开发包了。

参考技术A 很明白你想干什么
不过不是三言两语可以做到的
首先，你想抓包，需要依赖一个库（windows下叫winpcap, linux下叫libpcap）
这个包提供了很多接口，运行后你可以进行抓包
然后介绍你一本书：《网络安全开发包详解》，当年做网络安全的入门级书啊
这本书目前市面上已经绝版了（只有印刷版和二手的能买，如果你经常需要用，建议买一本，比电子书方便），不过你可以下载到电子版的，如果需要我也能传给你一份

然后你想实现的例子，只需要把书看前几章就可以了，看到介绍winpcap/libpcap怎么用就可以了追问

谢谢，这就是我要的答案， 能把资料传给我一份吗？ 非常感谢

追答

留个邮箱，我邮件给你吧

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实现像wireshark 一样的软件 怎样用C语言实现 没有头绪