视频信息 #
Packet Capture, Analysis, and Injection with Go
by John Leon
at GopherCon 2016
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）
- Facebook 很长一段时间都不用 SSL
- OKCupid 也一样
- https://httpshaming.tumblr.com
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 #
- 支持 libpcap，但是也支持其它的，如 pfring 和 afpacket
- https://github.com/google/gopacket
- http://www.devdungeon.com/content/packet-capture-injection-and-analysis-gopacket
子包：
github.com/google/gopacketgithub.com/google/gopacket/pcapgithub.com/google/gopacket/layers：解析包用的最多的就是这个包github.com/google/gopacket/pcapgo
类型：
DecoderFlowLayerPacketPacketSourcePayload
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, ð, &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/UDPpacket.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
