1 引言

網絡掃描，是基于Internet的、探測遠端網絡或主機信息的一種技術，也是保證系統(tǒng)和網絡安全必不可少的一種手段。主機掃描，是指對計算機主機或者其它網絡設備進行安全性檢測，以找出安全隱患和系統(tǒng)漏洞?？傮w而言，網絡掃描和主機掃描都可歸入漏洞掃描一類。漏洞掃描本質上是一把雙刃劍：黑客利用它來尋找對網絡或系統(tǒng)發(fā)起攻擊的途徑，而系統(tǒng)管理員則利用它來有效防范黑客入侵。通過漏洞掃描，掃描者能夠發(fā)現遠端網絡或主機的配置信息、 TCP/UDP端口的分配、提供的網絡服務、服務器的具體信息等。

2 漏洞掃描原理

漏洞掃描可以劃分為ping掃描、端口掃描、OS探測、脆弱點探測、防火墻掃描五種主要技術，每種技術實現的目標和運用的原理各不相同。按照 TCP/IP協(xié)議簇的結構，ping掃描工作在互聯(lián)網絡層：端口掃描、防火墻探測工作在傳輸層;0S探測、脆弱點探測工作在互聯(lián)網絡層、傳輸層、應用層。 ping掃描確定目標主機的IP地址，端口掃描探測目標主機所開放的端口，然后基于端口掃描的結果，進行OS探測和脆弱點掃描。

2.1 Ping掃描

ping掃描是指偵測主機IP地址的掃描。ping掃描的目的，就是確認目標主機的TCP/IP網絡是否聯(lián)通，即掃描的IP地址是否分配了主機。對沒有任何預知信息的黑客而言，ping掃描是進行漏洞掃描及入侵的第一步;對已經了解網絡整體IP劃分的網絡安全人員來講，也可以借助ping掃描，對主機的IP分配有一個精確的定位。大體上，ping掃描是基于ICMP協(xié)議的。其主要思想，就是構造一個ICMP包，發(fā)送給目標主機，從得到的響應來進行判斷。根據構造ICMP包的不同，分為ECH0掃描和non—ECHO掃描兩種。

2.1.1 ECH0掃描

向目標IP地址發(fā)送一個ICMP ECHOREQUEST(ICMP type 8)的包，等待是否收至UICMP ECHO REPLY(ICMP type 0)。如果收到了ICMP ECHO REPLY，就表示目標IP上存在主機，否則就說明沒有主機。值得注意的是，如果目標網絡上的防火墻配置為阻止ICMP ECH0流量，ECH0掃描不能真實反映目標IP上是否存在主機。

此外，如果向廣播地址發(fā)送ICMPECHO REQUEST，網絡中的unix主機會響應該請求，而windows主機不會生成響應，這也可以用來進行OS探測。

2.1.2 non-ECH0掃描

向目的IP地址發(fā)送一個ICMP TIMESTAMP REQUEST(ICMP type l3)，或ICMP ADDRESS MASK REQUEST (ICMP type l7)的包，根據是否收到響應，可以確定目的主機是否存在。當目標網絡上的防火墻配置為阻止ICMP ECH0流量時，則可以用non.ECH0掃描來進行主機探測。

2.2端口掃描

端口掃描用來探測主機所開放的端口。端口掃描通常只做最簡單的端口聯(lián)通性測試，不做進一步的數據分析，因此比較適合進行大范圍的掃描：對指定 IP地址進行某個端口值段的掃描，或者指定端口值對某個IP地址段進行掃描。根據端口掃描使用的協(xié)議，分為TCP掃描和UDP掃描。

2.2.1 TCP掃描

主機間建立TCP連接分三步(也稱三次握手)：

(1)請求端發(fā)送一個SYN包，指明打算連接的目的端口。

(2)觀察目的端返回的包：

返回SYN/ACK包，說明目的端口處于偵聽狀態(tài);

返回RST/ACK包，說明目的端口沒有偵聽，連接重置。

(3)若返回SYN/ACK包，則請求端向目的端口發(fā)送ACK包完成3次握手，TCP連接建立。

根據TCP連接的建立步驟，TCP掃描主要包含兩種方式：

(1)TCP全連接和半連接掃描

全連接掃描通過三次握手，與目的主機建立TCP連接，目的主機的log文件中將記錄這次連接。而半連接掃描(也稱TCP SYN掃描)并不完成TCP三次握手的全過程。掃描者發(fā)送SYN包開始三次握手，等待目的主機的響應。如果收到SYN/ACK包，則說明目標端口處于偵聽狀態(tài)，掃描者馬上發(fā)送RST包，中止三次握手。因為半連接掃描并沒有建立TCP連接，目的主機的log文件中可能不會記錄此掃描。

(2)TCP隱蔽掃描

根據TCP協(xié)議，處于關閉狀態(tài)的端口，在收到探測包時會響應RST包，而處于偵聽狀態(tài)的端口則忽略此探測包。根據探測包中各標志位設置的不同，TCP隱蔽掃描又分為SYN/ACK掃描、FIN掃描、XMAS(圣誕樹)掃描和NULL掃描四種。

SYN/ACK掃描和FIN掃描均繞過TCP三次握手過程的第一步，直接給目的端口發(fā)送SYN/ACK包或者FIN包。因為TCP是基于連接的協(xié)議，目標主機認為發(fā)送方在第一步中應該發(fā)送的SYN包沒有送出，從而定義這次連接過程錯誤，會發(fā)送一個RST包以重置連接。而這正是掃描者需要的結果— 只要有響應，就說明目標系統(tǒng)存在，且目標端口處于關閉狀態(tài)。

XMAS掃描和NULL掃描：這兩類掃描正好相反，XMAS掃描設置TCP包中所有標志位(URG、ACK、RST、PSH、SYN、FIN)，而NULL掃描則關閉TCP包中的所有標志位。

2.2.2 UDP端口掃描

UDP協(xié)議是數據包協(xié)議，為了要發(fā)現正在服務的UDP端口，通常的掃描方式是構造一個內容為空的UDP數據包送往目的端口。若目的端口上有服務正在等待，則目的端口返回錯誤的消息;若目的端口處于關閉狀態(tài)，則目的主機返回ICMP端口不可達消息。因為UDP端口掃描軟件要計算傳輸中丟包的數量，所以UDP端口掃描的速度很慢。

2.3 0S探測

OS探測有雙重目的：一是探測目標主機的0S信息，二是探測提供服務的計算機程序的信息。比如OS探測的結果是：OS是Windows XP sp3，服務器平臺是IIS 4.0。

2.3.1二進制信息探測

通過登錄目標主機，從主機返回的banner中得知OS類型、版本等，這是最簡單的0S探測技術。

圖1 二進制信息

關鍵詞： 漏洞掃描