数据包处理利器——Scapy基础知识

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本文转载自微信公众号「运维开发故事」，作者wanger。转载本文请联系运维开发故事公众号。

什么 是scapy

Scapy是功能强大的交互式数据包处理程序。它能够伪造或解码各种协议的数据包，在线发送，捕获，匹配请求和响应等。它可以轻松处理大多数经典任务，例如扫描，跟踪路由，探测，单元测试，攻击或网络发现，它可以代替hping，arpspoof，arp-sk，arping，p0f甚至Nmap，tcpdump和tshark的某些部分。。它在其他工具无法处理的许多其他特定任务上也表现出色，例如发送无效帧，组合技术(VLAN跳变+ ARP缓存中毒，WEP加密通道上的VOIP解码等等)

安装scapy

直接pip安装即可，我使用的是python3

pip3 install scapy 

scapy基本使用

输入scapy回车进入scapy的shell 可以使用ls()来查看scapy支持的协议

使用lsc()查看scapy支持的函数

还可以使用ls()获取协议包含的参数

 

发送和接收数据包

send

- 在第3层发送数据包(Scapy创建第2层标头)，不接收任何数据包。

• loop 参数默认为0，如果它的值不是0，那么数据包将一直循环发送，直到按CTRL-C为止。
• count 可用于设置要发送的数据包的确切数量。
• inter 可用于设置每个数据包之间的秒数。

>>> send(IP(dst='8.8.8.8')/TCP(dport=53, flags='S')) 
. 
Sent 1 packets. 
>>>  
>>> send(IP(dst='8.8.8.8')/TCP(dport=53, flags='S'), count=10) 
.......... 
Sent 10 packets. 
>>> 
>>> send(IP(dst='8.8.8.8')/TCP(dport=53, flags='S'), loop=1) 
......................... [... snipped ...] 
Sent 1503 packets. 

sendp

• 与send()相同，但在第2层发送数据包(必须提供第2层标头)，不接收任何数据包。
• 使用iface到设置界面上发送数据包。(如果未设置，将使用conf.iface的值)

>>> sendp(Ether()/IP(dst="1.2.3.4",ttl=(1,4)), iface="eth0") 
.... 
Sent 4 packets. 
 
>>> sendp("I’m travelling on Ethernet", iface="eth0", loop=1, inter=0.2) 
 
>>> sendp(rdpcap("/tmp/pcapfile")) # tcpreplay 
........... 
Sent 11 packets. 

sr

• 发送数据包并接收响应。
• sr()返回两个列表，第一个列表包含响应的，第二个列表包含未响应的。

>>> sr(IP(dst="60.205.177.168")/TCP(dport=[21,22,23])) 
Begin emission: 
Finished sending 3 packets. 
...**...............................^C 
Received 36 packets, got 2 answers, remaining 1 packets 
(<Results: TCP:2 UDP:0 ICMP:0 Other:0>, 
 <Unanswered: TCP:1 UDP:0 ICMP:0 Other:0>) 
>>> ans,unans=_ 
>>> unans.summary() 
IP / TCP 172.17.51.80:ftp_data > 60.205.177.168:telnet S 
>>> ans[0] 
(<IP  frag=0 proto=tcp dst=60.205.177.168 |<TCP  dport=ftp |>>, 
 <IP  version=4 ihl=5 tos=0x0 len=40 id=53978 flags=DF frag=0 ttl=64 proto=tcp chksum=0x9a1e src=60.205.177.168 dst=172.17.51.80 |<TCP  sport=ftp dport=ftp_data seq=0 ack=1 dataofs=5 reserved=0 flags=RA window=0 chksum=0xe1cf urgptr=0 |>>) 
>>> ans[0][0] 
<IP  frag=0 proto=tcp dst=60.205.177.168 |<TCP  dport=ftp |>> 

sr1

• 发送所有数据包并仅记录第一个响应。

>>> p=sr1(IP(dst="www.baidu.com")/ICMP()/"asdqwe") 
Begin emission: 
Finished sending 1 packets. 
.* 
Received 2 packets, got 1 answers, remaining 0 packets 

srloop

• 循环发送，接收响应并显示响应。
• 该函数返回几个数据包和响应，以及未响应的。

>>> packet = IP(dst='60.205.177.168')/ICMP() 
>>> srloop(packet) 
RECV 1: IP / ICMP 60.205.177.168 > 172.17.51.80 echo-reply 0 
RECV 1: IP / ICMP 60.205.177.168 > 172.17.51.80 echo-reply 0 
RECV 1: IP / ICMP 60.205.177.168 > 172.17.51.80 echo-reply 0 
RECV 1: IP / ICMP 60.205.177.168 > 172.17.51.80 echo-reply 0 
^C         
Sent 4 packets, received 4 packets. 100.0% hits. 
(<Results: TCP:0 UDP:0 ICMP:9 Other:0>, 
 <PacketList: TCP:0 UDP:0 ICMP:0 Other:0>) 

使用Scapy创建数据包

• Scapy数据包的创建与网络中的分层方法一致。
• 数据包的基本构建块是一层，而整个数据包则是通过将各个层堆叠在一起而构建的。
• scapy通过在TCP / IP的不同层上为每个协议定义数据包头，然后按顺序堆叠这些层，来构造数据包。

在一行中创建数据包

>>> packet = Ether()/IP(dst='8.8.8.8')/TCP(dport=53,flags='S') 

分别创建每个图层并使用'/'运算符将它们堆叠

>>> l2 = Ether() 
>>> l3 = IP(dst='8.8.8.8/30') 
>>> l4 = TCP(dport=53, flags = 'S') 
>>> packet = l2/l3/l4 

Scapy IP表示法

Scapy接受普通的IP表示法，CIDR表示法，主机名。

>>> packet = IP(dst = '8.8.8.8') 
>>> packet = IP(dst = 'scanme.nmap.org') 
>>> packet = IP(dst = '8.8.8.8/30') 
>>> [a for a in packet] 
[<IP  dst=8.8.8.8 |>, <IP  dst=8.8.8.9 |>, <IP  dst=8.8.8.10 |>, <IP  dst=8.8.8.11 |>] 
>>> packet = IP(dst = 'egadz.metasploit.com/30') 

创建一组数据包

我们可以使用Scapy创建一组数据包

>>> pkts = IP(ttl=[1,3,5,(7,10)])/TCP() 
>>> [pkt for pkt in pkts] 
[<IP  frag=0 ttl=1 proto=tcp |<TCP  |>>, 
 <IP  frag=0 ttl=3 proto=tcp |<TCP  |>>, 
 <IP  frag=0 ttl=5 proto=tcp |<TCP  |>>, 
 <IP  frag=0 ttl=7 proto=tcp |<TCP  |>>, 
 <IP  frag=0 ttl=8 proto=tcp |<TCP  |>>, 
 <IP  frag=0 ttl=9 proto=tcp |<TCP  |>>, 
 <IP  frag=0 ttl=10 proto=tcp |<TCP  |>>] 
 >>> packet=IP(dst="192.168.*.1-10")/TCP(dport=(0,100)) 
 >>> [a for a in packet] 
[<IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=0 |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=tcpmux |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=compressnet |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=3 |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=4 |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=rje |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=6 |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=echo |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=8 |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=discard |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=10 |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=systat |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=12 |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=daytime |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=14 |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=netstat |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=16 |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=qotd |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=msp |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=chargen |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=ftp_data |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=ftp |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=ssh |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=telnet |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=lmtp |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=smtp |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=26 |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=nsw_fe |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=28 |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=msg_icp |>>, 
 <IP  frag=0 proto=tcp dst=192.168.1.1 |<TCP  dport=30 |>>, 
... 

检查数据包

获取数据包的详细说明以及数据类型

>>> packet = IP()/TCP() 
>>> ls(packet) 
version    : BitField             = 4               (4) 
ihl        : BitField             = None            (None) 
tos        : XByteField           = 0               (0) 
len        : ShortField           = None            (None) 
id         : ShortField           = 1               (1) 
flags      : FlagsField           = 0               (0) 
frag       : BitField             = 0               (0) 
ttl        : ByteField            = 64              (64) 
proto      : ByteEnumField        = 6               (0) 
chksum     : XShortField          = None            (None) 
src        : Emph                 = '127.0.0.1'     (None) 
dst        : Emph                 = '127.0.0.1'     ('127.0.0.1') 
options    : PacketListField      = []              ([]) 
[-- snipped --] 

show

显示详细的包头

>>> packet.show() 
###[ IP ]###  
  version= 4 
  ihl= None 
  tos= 0x0 
  len= None 
  id= 1 
  flags=  
  frag= 0 
  ttl= 64 
  proto= tcp 
  chksum= None 
  src= 127.0.0.1 
  dst= 127.0.0.1 
  \options\ 
###[ TCP ]###  
     sport= ftp_data 
     dport= http 
     seq= 0 
     ack= 0 
     dataofs= None 
     reserved= 0 
     flags= S 
     window= 8192 
     chksum= None 
     urgptr= 0 
     options= [] 

show2

与show()类似，但可以组装数据包并计算校验和和IHL(报头长度，最小值是5)。

>>> packet.show2() 
###[ IP ]###  
  version= 4 
  ihl= 5 
  tos= 0x0 
  len= 40 
  id= 1 
  flags=  
  frag= 0 
  ttl= 64 
  proto= tcp 
  chksum= 0x7ccd 
  src= 127.0.0.1 
  dst= 127.0.0.1 
  \options\ 
###[ TCP ]###  
     sport= ftp_data 
     dport= http 
     seq= 0 
     ack= 0 
     dataofs= 5 
     reserved= 0 
     flags= S 
     window= 8192 
     chksum= 0x917c 
     urgptr= 0 
     options= [] 

summary

显示数据包的简短的摘要

>>> packet.summary() 
'IP / TCP 127.0.0.1:ftp_data > 127.0.0.1:http S' 

与数据包内部的字段进行交互

>>> Ether(dst="d8:55:a3:fe:80:78")/IP(dst="8.8.8.8") 
<Ether  dst=d8:55:a3:fe:80:78 type=IPv4 |<IP  dst=8.8.8.8 |>> 
>>> packet=_ 
>>> packet.dst 
'd8:55:a3:fe:80:78' 
>>> packet[IP].dst 
'8.8.8.8' 

检查数据包中是否存在层

haslayer方法

>>> if packet.haslayer(IP): 
...:     print (packet[IP].dst) 
...:  
8.8.8.8 

使用in构造

>>> pkt = IP()/TCP()/DNS() 
>>> DNS in pkt 
True 

Scapy的sprintf

• sprintf()方法是Scapy的强大功能之一，在编写自定义工具时非常方便。
• sprintf 用数据包中的值填充格式字符串，就像C语言库中的sprintf一样，不同的是这里用数据包中的字段值填充格式字符串。

>>> packet.sprintf("Ethernet source is %Ether.src% and IP proto is %IP.proto%") 
'Ethernet source is 00:16:3e:0c:d1:ad and IP proto is tcp' 
>>> a.sprintf("%dst% %IP.dst% vlan=%Dot1Q.vlan%") 
'00:00:d4:ae:3f:71 192.168.0.1 vlan=42' 
>>> 
>>>a.sprintf(" %TCP.flags% | %5s,TCP.flags% | %#05xr,TCP.flags%") 
' RA | RA    | 0x014' 

数据包处理程序

我们可以使用lambda函数编写处理TCP数据包的数据包处理程序，但该功能仅适用于TCP数据包。

>>>  f=lambda x:x.sprintf("%IP.dst%:%TCP.dport%") 
>>> f(IP(dst="8.8.8.8")/TCP()) 
'8.8.8.8:http' 
>>> f(IP(dst="8.8.8.8")/UDP()) 
'8.8.8.8:??' 

还可以使用sprintf()中的条件子字符串来实现处理其它层的目的。条件子字符串仅在数据包中存在某个层时才触发，否则将被忽略。还可以!用于检查是否缺少图层。条件子字符串格式: {[!]层:子字符串}

>>> f=lambda x: x.sprintf("=> {IP:ip=%IP.dst% {UDP:dport=%UDP.dport%}\ 
...: ... {TCP:%TCP.dport%/%TCP.flags%}{ICMP:type=%r,ICMP.type%}}\ 
...: ... {!IP:not an IP packet}") 
>>> f(IP()/TCP()) 
'=> ip=127.0.0.1 http/S' 
>>> f(IP()/UDP()) 
'=> ip=127.0.0.1 dport=domain' 
>>> f(IP()/ICMP()) 
'=> ip=127.0.0.1 type=8' 
>>> f(Ether()/ARP()) 
'=> not an IP packet' 

导入与导出数据

PCAP格式

从PCAP文件导入数据包。

pkts = rdpcap("temp.cap") 
pkts = sniff(offline="temp.cap") 

将数据包导出到pcap文件。

wrpcap("temp.cap",pkts) 

十六进制转储格式

• Scapy允许以各种十六进制格式导出数据包。
• 使用hexdump()函数使用hexdump格式显示一个或多个数据包：

>>> hexdump(s) 
0000  D8 55 A3 FE 80 78 00 16 3E 0C D1 AD 08 00 45 00  .U...x..>.....E. 
0010  00 28 00 01 00 00 40 06 8B 5E AC 11 33 50 08 08  .(....@..^..3P.. 
0020  08 08 00 14 00 50 00 00 00 00 00 00 00 00 50 02  .....P........P. 
0030  20 00 A0 0D 00 00        

十六进制字符串

还可以使用str()函数将整个数据包转换为十六进制字符串

>>> s 
<Ether  dst=d8:55:a3:fe:80:78 type=IPv4 |<IP  frag=0 proto=tcp dst=8.8.8.8 |<TCP  dport=http |>>> 
>>> str(s) 
WARNING: Calling str(pkt) on Python 3 makes no sense! 
"b'\\xd8U\\xa3\\xfe\\x80x\\x00\\x16>\\x0c\\xd1\\xad\\x08\\x00E\\x00\\x00(\\x00\\x01\\x00\\x00@\\x06\\x8b^\\xac\\x113P\\x08\\x08\\x08\\x08\\x00\\x14 
\\x00P\\x00\\x00\\x00\\x00\\x00\\x00\\x00\\x00P\\x02 \\x00\\xa0\\r\\x00\\x00'" 

Base64

• Scapy可以使用export_object()函数导出数据包的base64编码数据。

>>> export_object(s) 
b'eNprYEouTk4sqNTLSaxMLSrWyzHici3JSC3iKmTQDCpk1EiOT85PSU0u5krNAzG4Cpki7BkYGA7PCD20+PC+Qw0VDGJ2PIcnHlrLweDKwKDBwMjA4MB2qDvu0BpB4wAOIGAQYQhggIIAJgWGQwt4GRgKmSPYgPycxJLMPMNClrZC1qBCNnfHGxoeDcsdkv2AoKSQPUkPALURLMU=' 
>>> new_pkt = import_object 

嗅探

Sniff()

• sniff()函数可帮助我们捕获所有流量：
• 包括count，filter，iface，lfilter，prn，timeout选项。

>>> sniff(count=4, iface='eth0') 
<Sniffed: TCP:1 UDP:3 ICMP:0 Other:0> 

 

可以添加过滤以捕获需要的数据包，使用标准的tcpdump / libpcap语法：

>>> pkts = sniff(count=1,filter="tcp and host 60.205.177.168 and port 80") 
>>> pkts.summary() 
Ether / IP / TCP 172.17.51.80:54578 > 60.205.177.168:http S 

• 可以做类似tcpdump的简单流量分析器

>>>  pkts = sniff(count=5,filter="host 60.205.177.168",prn=lambda x:x.summary()) 
Ether / IP / TCP 172.17.51.80:54624 > 60.205.177.168:http S 
Ether / IP / TCP 60.205.177.168:54624 > 172.17.51.80:http S 
Ether / IP / TCP 172.17.51.80:http > 60.205.177.168:54624 SA 
Ether / IP / TCP 60.205.177.168:http > 172.17.51.80:54624 SA 
Ether / IP / TCP 172.17.51.80:54624 > 60.205.177.168:http A 

• 也可以从pcap文件中嗅探数据包。

pkts = sniff(offline='test.pcap') 
>>> pkts.nsummary() 
0000 Ether / IP / TCP 172.16.16.128:1606 > 74.125.95.104:http S 
0001 Ether / IP / TCP 74.125.95.104:http > 172.16.16.128:1606 SA 
0002 Ether / IP / TCP 172.16.16.128:1606 > 74.125.95.104:http A 
0003 Ether / IP / TCP 172.16.16.128:1606 > 74.125.95.104:http PA / Raw 
0004 Ether / IP / TCP 74.125.95.104:http > 172.16.16.128:1606 A / Padding 
>>> sniff(offline='test.pcap', lfilter = lambda s: s[TCP].flags == 18, prn = lambda x: x[IP].dst) 
192.168.1.1 
<Sniffed: TCP:1 UDP:0 ICMP:0 Other:0>