使用Python进行TCP数据包注入（伪造）

admin

数据包注入是对已经建立的网络连接通过构建任意协议（TCP…UDP…）然后用原始套接字发送的方式进行妨碍的过程，这种方法被广泛使用在网络渗透测试中，比如DDOS，端口扫描等。

一个数据包由IP头部信息、TCP/UDP头部信息和数据构成：

1. Packet = IP Header + TCP/UDP Header + Data

复制代码

大多数操作系统的socket API都支持包注入（尤其是基于Berkeley Sockets的），微软在windows xp之后为了避免包嗅探限制了原始套接字的能力。这篇文章只适用于UNIX/类UNIX系统。

TCP协议被广泛运用于互联网上的数据传输，它是一种面向连接（连接导向）的、可靠的、基于IP的传输层协议。

TCP的首部格式：

1. 0                   1                   2                   3  
   
2. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   
3. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   
4. |          Source Port          |       Destination Port        |
   
5. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   
6. |                        Sequence Number                        |
   
7. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   
8. |                    Acknowledgment Number                      |
   
9. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   
10. |  Data |           |U|A|P|R|S|F|                               |
    
11. | Offset| Reserved  |R|C|S|S|Y|I|            Window             |
    
12. |       |           |G|K|H|T|N|N|                               |
    
13. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
    
14. |           Checksum            |         Urgent Pointer        |
    
15. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
    
16. |                    Options                    |    Padding    |
    
17. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
    
18. |                             data                              |
    
19. -+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-

复制代码

—Source Port是源端口，16位。

—Destination Port是目的端口，16位。

—Sequence Number是发送数据包中的第一个字节的序列号，32位。

—Acknowledgment Number是确认序列号，32位。

—Data Offset是数据偏移，4位，该字段的值是TCP首部（包括选项）长度乘以4。

—标志位： 6位，URG表示Urgent Pointer字段有意义：

ACK表示Acknowledgment Number字段有意义

PSH表示Push功能，RST表示复位TCP连接

SYN表示SYN报文（在建立TCP连接的时候使用）

FIN表示没有数据需要发送了（在关闭TCP连接的时候使用）

Window表示接收缓冲区的空闲空间，16位，用来告诉TCP连接对端自己能够接收的最大数据长度。

—Checksum是校验和，16位。

—Urgent Pointers是紧急指针，16位，只有URG标志位被设置时该字段才有意义，表示紧急数据相对序列号（Sequence Number字段的值）的偏移。

更多TCP协议的详细信息可以在网上轻易找到，在这里不再赘述。

为了建立一个可以自己构造数据的包，我们使用"SOCK_RAW"这种socket格式，使用"IPPROTO_RAW"协议，它会告诉系统我们将提供网络层和传输层。

1. s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_RAW,)

复制代码

通过这个简单的类，我们可以进行IP头部信息构造

1. class ip(object):
   
2.     def __init__(self, source, destination):
   
3.         self.version = 4
   
4.         self.ihl = 5 # Internet Header Length
   
5.         self.tos = 0 # Type of Service
   
6.         self.tl = 0 # total length will be filled by kernel
   
7.         self.id = 54321
   
8.         self.flags = 0 # More fragments
   
9.         self.offset = 0
   
10.         self.ttl = 255
    
11.         self.protocol = socket.IPPROTO_TCP
    
12.         self.checksum = 0 # will be filled by kernel
    
13.         self.source = socket.inet_aton(source)
    
14.         self.destination = socket.inet_aton(destination)
    
15.     def pack(self):
    
16.         ver_ihl = (self.version << 4) + self.ihl
    
17.         flags_offset = (self.flags << 13) + self.offset
    
18.         ip_header = struct.pack("!BBHHHBBH4s4s",
    
19.                     ver_ihl,
    
20.                     self.tos,
    
21.                     self.tl,
    
22.                     self.id,
    
23.                     flags_offset,
    
24.                     self.ttl,
    
25.                     self.protocol,
    
26.                     self.checksum,
    
27.                     self.source,
    
28.                     self.destination)

复制代码

"pack"方法会对IP头部元素进行打包并返回它

1. ipobj = ip("127.0.0.1", "127.0.0.2") # Creating an ip object instancei
   
2. pobj.source = "localhost" # Changing IP element value

复制代码

构造TCP头部信息

TCP类允许我们轻易地操作TCP头部元素并打包它们

1. class tcp(object):
   
2.     def __init__(self, srcp, dstp):
   
3.         self.srcp = srcp
   
4.         self.dstp = dstp
   
5.         self.seqn = 0
   
6.         self.ackn = 0
   
7.         self.offset = 5 # Data offset: 5x4 = 20 bytes
   
8.         self.reserved = 0
   
9.         self.urg = 0
   
10.         self.ack = 0
    
11.         self.psh = 1
    
12.         self.rst = 0
    
13.         self.syn = 0
    
14.         self.fin = 0
    
15.         self.window = socket.htons(5840)
    
16.         self.checksum = 0
    
17.         self.urgp = 0
    
18.         self.payload = ""
    
19.     def pack(self, source, destination):
    
20.         data_offset = (self.offset << 4) + 0
    
21.         flags = self.fin + (self.syn << 1) + (self.rst << 2) + (self.psh << 3) + (self.ack << 4) + (self.urg << 5)
    
22.         tcp_header = struct.pack('!HHLLBBHHH',
    
23.                      self.srcp,
    
24.                      self.dstp,
    
25.                      self.seqn,
    
26.                      self.ackn,
    
27.                      data_offset,
    
28.                      flags,
    
29.                      self.window,
    
30.                      self.checksum,
    
31.                      self.urgp)
    
32.         #pseudo header fields
    
33.         source_ip = source
    
34.         destination_ip = destination
    
35.         reserved = 0
    
36.         protocol = socket.IPPROTO_TCP
    
37.         total_length = len(tcp_header) + len(self.payload)
    
38.         # Pseudo header
    
39.         psh = struct.pack("!4s4sBBH",
    
40.               source_ip,
    
41.               destination_ip,
    
42.               reserved,
    
43.               protocol,
    
44.               total_length)
    
45.         psh = psh + tcp_header + self.payload
    
46.         tcp_checksum = checksum(psh)
    
47.         tcp_header = struct.pack("!HHLLBBH",
    
48.                   self.srcp,
    
49.                   self.dstp,
    
50.                   self.seqn,
    
51.                   self.ackn,
    
52.                   data_offset,
    
53.                   flags,
    
54.                   self.window)
    
55.         tcp_header+= struct.pack('H', tcp_checksum) + struct.pack('!H', self.urgp)

复制代码

我们知道，TCP协议是一种面向连接（连接导向）的、可靠的、基于IP的传输层协议，提供一种面向连接的、可靠的字节流服务，面向连接意味着两个使用TCP的应用（通常是一个客户和一个服务器）在彼此交换数据包之前必须先建立一个TCP连接。

伪造的头部信息有五个不同的区域且包含了source ip和destination ip

1. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   
2. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   
3. |                          Source IP address                    |
   
4. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   
5. |                        Destination IP address                 |
   
6. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   
7. |     Reserved  |   Protocol    |          Total Length         |
   
8. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   
9. •Source IP address (32 bits): 发送者的IP地址
   
10. •Destination IP address (32 bits): 接受者的IP地址
    
11. •Reserved (8 bits): 清零
    
12. •Protocol (8 bits): 传输协议(6为TCP, 17为UDP)

复制代码

在TCP头部校验计算中，校验和字段必须清零。一旦值被计算出，在发送包之前必须插入字段中。

构造头部字段

1. source_ip = source
   
2. destination_ip = destination
   
3. reserved = 0
   
4. protocol = socket.IPPROTO_TCP

复制代码

打包伪造的头部并且将它插入TCP头部和数据中：

1. # 伪造头部
   
2. psh = struct.pack("!4s4sBBH",
   
3.               source_ip,
   
4.               destination_ip,
   
5.               reserved,
   
6.               protocol,
   
7.               total_length)
   
8. psh = psh + tcp_header + self.payload

复制代码

校验函数：

1. def checksum(data):
   
2.     s = 0
   
3.     n = len(data) % 2
   
4.     for i in range(0, len(data)-n, 2):
   
5.         s+= ord(data[i]) + (ord(data[i+1]) << 8)
   
6.     if n:
   
7.         s+= ord(data[i+1])
   
8.     while (s >> 16):
   
9.         print("s >> 16: ", s >> 16)
   
10.         s = (s & 0xFFFF) + (s >> 16)
    
11.     print("sum:", s)
    
12.     s = ~s & 0xffff

复制代码

一个小列子：

1. s = socket.socket(socket.AF_INET,
   
2.                   socket.SOCK_RAW,
   
3.                   socket.IPPROTO_RAW)
   
4. src_host = "10.0.2.15"
   
5. dest_host = socket.gethostbyname("www.reddit.com")
   
6. data = "TEST!!"
   
7. # IP Header
   
8. ipobj = ip(src_host, dest_host)
   
9. iph = ip_object.pack()
   
10. # TCP Header
    
11. tcpobj = tcp(1234, 80)
    
12. tcpobj.data_length = len(data)  # Used in pseudo header
    
13. tcph = tcpobj.pack(ipobj.source,
    
14.                    ipobj.destination)
    
15. # Injection
    
16. packet = iph + tcph + data
    
17. Pinject.py
    
18. Running the script:
    
19. python pinject.py --src=10.0.2.15 --dst=www.reddit.com
    
20. [+] Local Machine: 10.0.2.15
    
21. [+] Remote Machine: 198.41.209.142
    
22. [+] Raw scoket created
    
23. [+] Data to inject: TEST!!
    
24. [+] Constructing IP Header
    
25. [+] Constructing TCP Heade

复制代码

项目地址：https://github.com/offensive-python/Pinject

来源：网络转载