NmapZmapMasscan

Posted 2020-10-23

网络扫描是信息收集的重要手段。通过扫描可以发现存活主机、开放端口，进而发现其运行的服务、操作系统等信息，为下一步的工作奠定基础。扫描工具的选取尤为重要。目前，有不少扫描工具可供选择，且各有特色。其中，Nmap以其强大而丰富的功能被绝大部分人所使用。除此之外，号称“45分钟扫描全网”的Zmap以及“6分钟扫描全网”的Masscan也有着较高的使用率。接下来，本文将对Nmap、Zmap、Masscan这三种扫描工具进行一些比较。

一、使用环境

Nmap可以在Linux、Windows、Mac OS下运行，并且有图形化界面Zenmap；

Zmap、Masscan可以在Linux、Mac OS下运行，同时也可以在Windows下使用，不过要借助Cygwin等工具。

二、功能

Zmap

Zmap采用了无状态的扫描技术，没有进行完整的TCP三次握手，因此扫描速度极大提升。Zmap的基本功能是扫描发现主机的开放端口。

l  一次扫描支持单端口，不支持在命令里设置目标IP。

l  设置黑白名单，由于Zmap设计为在全网范围内寻找主机，若想对特定网段进行扫描，可以利用白名单的方式；

l  设置扫描数量和扫描时间；

l  设置扫描速率，由于Zmap会以网络适配器支持的最快速率进行扫描，不会根据上游流量提供商自动调整发送速率，需要手动调整，来减少丢包和不正确的结果。可以通过设置每秒发包数量或带宽进行调整；

l  设置扫描源端口、源IP，伪造网关MAC地址进行伪装。

l  结果输出默认csv格式，经过额外的配置可输出redis和JSON；用户也可以用官方提供的API自己编写输出模块。

l  扫描模式，支持TCPSYN、ICMP echo、UDP三种扫描模式，用户也可以用官方提供的API自己编写探测模块。

l  Banner获取，Zmap并不直接提供Banner获取功能，需要编写扩展模块，不过开发者已经为我们提供了一个样本。详情见后文。

Masscan

Masscan与Zmap类似，同样采用了无状态的扫描技术。

l  允许自定义任意的地址范围和端口范围；

 l  设置黑白名单；

 l  设置扫描速率；

 l  指定发包的源IP地址、源端口和源MAC地址进行伪装。

 l  结果输出支持xml、binary、JSON、list等多种格式。

 l  为了配合用户的各种扫描需求，Masscan提供了重试次数、UA字段值、发出数据包的TTL值、发包后的等待时间等扫描设置。

 l  Banner获取直接在扫描命令里使用—banners即可。

Nmap

Nmap的功能非常强大，而且作为一个广泛使用的开源工具，全球的开发者都为其功能的丰富贡献了力量。因此，本文仅对其功能进行简单的描述。

        基本功能：主机发现，开放端口扫描，支持多端口、多网段，可对目标域名进行扫描；

        识别功能：识别端口服务类型及版本、操作系统、设备类型等；

        扫描模式：TCP SYN scan、TCP connectscan、UDP scan、No Ping scan等；

        规避检测：分片、IP伪装、MAC伪装。

三、扩展性

Zmap

Zmap的扩展模块需使用C语言编写，官方提供了两个扩展模块用于获取Banner。

1.      banner-grab-tcp

       原理是向扫描发现的IP进行二次发包抓取Banner，二次发包的内容需要自定义。

2.      forge-socket

            功能与前者一样，但需要先安装驱动。该模块以底层驱动方式，效率更高。

            除了以上两个扩展模块，用户也可以结合需求自行编写。

Nmap

Nmap有强大的脚本引擎框架，用户可以使用Lua语言编写扩展。目前官方提供了400多个扩展脚本，用于增强基础功能和扩展更多功能，如漏洞检测、口令爆破等。在扫描命令中使用—script=scriptname调用即可。

四、速度和效率

三种扫描工具在功能上各有长短，本文针对其最基本的端口扫描、主机发现功能进行了实验对比。

实验环境

         操作系统：CentOS 6.5    
         网络带宽：2000Kbps左右

实验过程

本文分别编写了三个Python脚本，执行扫描命令。选取来自美欧中非的几个网段，在一次扫描中，针对相同网段和15个常用端口进行扫描，并将结果最后转存到数据库中，对比Zmap、Masscan、Nmap三种工具在相同环境下执行扫描的速度和结果数量。

实验结果

网段		Zmap	Masscan	Nmap
144.76.183.0/24	时间	11min43s	1min27s	7min39s
	结果数量	323	315	317
125.56.212.0/24	时间	11min34s	54s	7min53s
	结果数量	496	496	496
129.232.174.0/24	时间	11min24s	53s	15min55s
	结果数量	416	427	429
125.71.28.0/24	时间	11min437s	50s	5min42s
	结果数量	47	47	47
125.65.110.0/24	时间	11min39s	56s	4min55s
	结果数量	275	254	275
134.213.61.0/24	时间	11min46s	56s	37min50s
	结果数量	167	168	168
138.186.177.0/24 105.198.227.0/24	时间	22min34s	1min29s	2h18min47s
	结果数量	363	183	368

时间方面，Zmap和Masscan扫描耗时与到扫描目标数量成正比，Zmap由于每次只能针对一个端口进行扫描，对于15个端口的情况需要在脚本中发起15次扫描，因此耗时高于Masscan；Nmap的耗时情况并不稳定，怀疑与目标网段网络环境有关。

结果数量方面，在对一个C段进行扫描的时候，三种工具的主机发现数量差距不大；而在对两个C段进行扫描的实验中，Masscan出现了明显的遗漏。

五、延伸工具

Masscan

         【Masscan Web Interface】可以导入XML文件，让用户方便地搜索扫描结果。

Nmap

         【Rainmap Lite】Web版Nmap，仅需安装Django，就可以建立新的扫描服务器，允许用户从他们的手机/平板电脑/网络浏览器启动Nmap扫描。

         【Dracnmap】将Nmap复杂的命令进行一定程度的集成与简化，使新用户更加容易上手。

         【LazyMap】可以自动进行Nmap扫描，并且能自动生成定制的Nessus策略。

         【DNmap】Nmap的分布式版本，采用C/S结构，由服务器接受命令分发到客户端执行扫描。

六、总结

以上三种扫描工具各有利弊，工具的选取应该结合具体情况决定。Zmap和Masscan采用了无状态的扫描技术，扫描速度非常可观。在信息收集的初级阶段，可以使用Zmap或Masscan进行目标的情势了解，扫描单一端口的情况考虑使用Zmap，而多端口的情况下Masscan则更为快速。在做完初步了解之后，则应该使用功能更加丰富的Nmap进行进一步的详细扫描。

七、参考文献

https://github.com/robertdavidgraham/masscan

https://zmap.io/documentation.html

https://nmap.org/

https://www.offensive-security.com/offsec/masscan-web-interface/

http://www.freebuf.com/sectool/115782.html

http://www.freebuf.com/sectool/117092.html

http://www.freebuf.com/sectool/114701.html

http://www.freebuf.com/sectool/29436.html