视频信息

Packet Capture, Analysis, and Injection with Go by John Leon at GopherCon 2016

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
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 本讲座的需求
  • Go

gopacket

子包：

github.com/google/gopacketgithub.com/google/gopacket/pcapgithub.com/google/gopacket/layersgithub.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

type Interface struct { Name string Description string Address []InterfaceAddress }

InterfaceAddress

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, &eth, &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()packet.NetworkLayer()packet.TransportLayer()packet.ApplicationLayer()packet.ErrorLayer()

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