Windows 2000下的Raw Socket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_MacHINESystemCurrentControlSetServicesAfdParameter 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： 1、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。 2、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。 3、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('TCPPingn'); printf('t Written by Refdomn'); printf('t Email: refdom@263.netn'); 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!:%dn',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。 在 http://www.xici.net/board/doc.asp?id=5891453&sub=15 提供了一个完整的发送和接收的程序，可以参考。 ------------------------------------------------------------ reference： 1、《MS Windows 2000 TCP-IP Implementation Details》 2、ziss《Raw Sockets in Windows 2000/XP》 3、MSDN Platform SDK：《Windows Sockets 2》