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 
    • 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