端口扫描器的设计与实现.docx

资源描述

端口扫描器的设计与实现.docx

《端口扫描器的设计与实现.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《端口扫描器的设计与实现.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

端口扫描器的设计与实现.docx

端口扫描器的设计与实现

计算机科学与工程学院

课程设计报告

题目全称：

课程：

学生学号：

班号：

姓名：

指导老师：

职称：

指导老师评语：

签字：

课程设计成绩：

设计过程表现

设计报告质量

总分

前言

网络中的每一台计算机如同一座城堡，在这些城堡中，有的对外完全开放，有的却是紧锁城门。

入侵者们是如何找到，并打开它们的城门的呢？

这些城门究竟通向城堡的何处呢？

在网络技术中，把这些城堡的“城门”称之为计算机的“端口”。

端口扫描是入侵者搜集信息的几种常用手法之一，也正是这一过程最容易使入侵者暴露自己的身份和意图。

一般来说，扫描端口有如下目的：

·判断目标主机上开放了哪些服务；

·判断目标主机的操作系统；

如果入侵者掌握了目标主机开放了哪些服务，运行何种操作系统，他们就能够使用相应的手段实现入侵，本课程设计将会通过用JAVA语言实现一个小的端口扫描软件，详细描述端口扫描的原理，分析端口扫描所涉及的问题，以便更加清楚地了解入侵者如何扫描目标主机的端口，同时掌握如何确保本机的安全性，为将来设计更为安全的系统打下牢固基础。

_______________________________________________________________________________________________________________________________

一、网络基础知识

1、端口的基本概念

“端口”在计算机网络领域中是个非常重要的概念。

它是专门为计算机通信而设计的，它不是硬件，不同于计算机中的“插槽”，可以说是个“软插槽”。

如果有需要的话，一台计算机中可以有上万个端口。

端口是由计算机的通信协议TCP/IP协议定义的。

其中规定，用IP地址和端口作为套接字，它代表TCP连接的一个连接端，一般称为Socket。

具体来说，就是用IP端口来定位一台主机中的进程。

可以做这样的比喻，端口相当于两台计算机进程间的大门，可以随便定义，其目的只是为了让两台计算机能够找到对方的进程。

计算机就像一座大楼，这个大楼有好多入口（端口），进到不同的入口中就可以找到不同的公司（进程）。

如果要和远程主机A的程序通信，那么只要把数据发向A端口就可以实现通信了。

可见，端口与进程是一一对应的，如果某个进程正在等待连接，称之为该进程正在监听，那么就会出现与它相对应的端口。

由此可见，通过扫描端口，便可以判断出目标计算机有哪些通信进程正在等待连接。

2、端口的分类

端口是一个16bit的地址，用端口号进行标识不同作用的端口，参见表2-2和表2-3。

端口一般分为两类。

■熟知端口号：

范围从0到1023，这些端口号一般固定分配给一些服务。

比如21端口分配给FTP服务，25端口分配给SMTP服务，80端口分配给HTTP服务，135端口分配给RPC服务等等

■动态端口号：

动态端口的范围从1024到65535，这些端口号一般不固定分配给某个服务，也就是说许多服务都可以使用这些端口。

只要运行的程序向系统提出访问网络的申请，那么系统就可以从这些端口号中分配一个供该程序使用。

比如8080端口就是分配给第一个向系统发出申请的程序。

在关闭程序进程后，就会释放所占用的端口号。

二、端口扫描的基本原理

1、基本原理

端口扫描的原理其实非常简单，只是简单的利用JAVA提供库函数Socket进行调用，与每一个感兴趣的目标计算机的端口进行连接。

如果对方端口处于监听状态，那么连接就能成功。

否则，这个端口不能用，既没有提供服务。

这个技术的一个最大的优点是，不需要任何权限，系统中的任何用户都有权利使用这个调用。

引入多线程机制，利用多线程扫描的好处就是速度快，如果对每个目标端口以线性的方式使用单独的连接调用,那么将会花费相当长的时间。

多线程同时打开多个套接字，从而加速扫描。

在本设计中用户可以自定义线程的个数。

此处用户还可以自定义扫描方式。

2、基于JAVA语言实现的核心代码

//在多线程的控制下，利用for循环对端口逐一扫描

for（i=XXXXXX;i

try{

theTCPsocket=newSocket（hostAddress,i）;

theTCPsocket.close（）;

//判断端口的类别

switch（i）{

case21:

……

//对相应开放端口识别。

}

//将开放端口内容添加到显示区域，并加锁使各处同步关系。

synchronized（ThreadScan.Result）{

ThreadScan.Result.append（""+i）;

ThreadScan.Result.append（":

"+porttype+"\n"）;

}

//对相应开放端口和没有开放即连接失败的端口作记录，放入显示区。

catch（IOExceptione）{

//同时也对程序加锁防止出现序。

synchronized（ThreadScan.ResultAll）{

//将所有端口内容添加到显示区域

ThreadScan.ResultAll.append（""+i）;

ThreadScan.ResultAll.append（":

Closed"+"\n"）;

}

三、端口扫描器视图

1、工作窗口

这是用JAVA语言实现的一个简单的端口扫描器软件，主页面视图如下：

2、异常窗口

当用户操用不当，例如输入的IP地址超过255，或者端口范围大于65535时，用户点击“开始扫描”按钮都会抛出相应的异常，并提示错误原因。

如下图示例：

3、窗口核心代码

publicclassThreadScan{

publicstaticJFramemain=newJFrame（"网络与信息安全课程设计·端口扫描器·刘纪生"）;

publicstaticvoidmain（String[]args）{

Submit.addActionListener（newSubmitAction（））;

Stop.addActionListener（newStopAction（））;

Cancel.addActionListener（newCancleAction（））;

OK.addActionListener（newOKAction（））;

//实现保存功能

saveItem.addActionListener（newjava.awt.event.ActionListener（）{

}）;

//实现退出功能

exitItem.addActionListener（newjava.awt.event.ActionListener（）

//实现帮助功能

helpItem.addActionListener（newjava.awt.event.ActionListener（）{

saveButton.addActionListener（newjava.awt.event.ActionListener（）{

}）;

main.setVisible（true）;

}

四、多线程快速扫描

1、多线程机制

在本系统中采用了多线程机制，用户可以上述工作窗口中输入所要打开的线程数，对相端口范围进行扫描。

多线程是指在一个程序中同时打开多处运行单元，各线程同时执行。

大大提高了扫描的速度。

例如，假设用户填写的线程数为3，则其扫描过程如下所示

例如，假设用户填写的线程数为1，则其扫描过程如下所示

当设置1个线程时，就好比只有一个人（一个线程）在做这件事，而但设置多个线程时，就好比是多个人分批一起做这件事。

显然是多线程会处理的更快。

2、多线程核心代码

publicclassTCPThreadextendsThread{

publicstaticInetAddresshostAddress;

……

publicTCPThread（Stringname,intthreadnum）{

super（name）;

this.threadnum=threadnum;

}

//运行函数

publicvoidrun（）{

//根据ip地址进行扫描

if（type==0）{

//不同的端口循环扫描

for（i=XXXXXX;i

theTCPsocket=newSocket（hostAddress,i）;

theTCPsocket.close（）;

}

//按照主机名进行端口扫描

if（type==1）{

for（i=XXXXXX;i

//……

}

//启动线程

for（inti=0;i

newTCPThread（"T"+i,i）.start（）;

}

五、用户使用方法

1、页面说明

首先在菜单中有“文件”“帮助”选项。

在“文件”中设置了“保存扫描结果”和“退出”。

用户可以点击“保存扫描结果”或者是Ctrl+S，对扫描结果进保存。

也可在“帮助”菜单查看相关信息。

如图

在“端口范围”用户可以输入要扫描的端口的范围，默认是0—1000，最大是65535。

在“线程数”中用户可以自定义线程数，默认是100，最大是200。

之后是两种扫描方式的选择。

扫描所有窗口中会显示所有被扫描过的不有打开和打开的端口，开放端口中会显示所有扫描得到的开放端口。

2、按主机名扫描

当用户选中按主机名扫描时，需要输入将要扫描的主机名，默认是本机localhost，用户也可以自己填写相关主机。

之后点击“开始扫描”。

3、按IP地址扫描

当用户选中按IP地址扫描时，需要输入将要扫描的主机的IP，默认是0.0.0.0。

之后点击“开始扫描”。

如果用户输入的端口范围太大，这样会导致程序扫描时间很长，这时可以点击“停止扫描”来中止扫描。

六、常用端口

系统默认会识别一部分常用端口，对常用端口系统将扫描出来，并随之打印端口功能，对未能识别的开放端口，系统将随之打印“UnknownPort:

Open”。

代码如下：

switch（i）{

case21:

porttype="（FTP）";

break;

case23:

porttype="（TELNET）";

break;

case25:

porttype="（SMTP）";

break;

case80:

porttype="（HTTP）";

break;

case110:

porttype="（POP）";

break;

case139:

porttype="（netBIOS）";

break;

case1433:

porttype="（SQLServer）";

break;

case3389:

porttype="（TerminalService）";

break;

case443:

porttype="（HTTPS）";

break;

case1521:

porttype="（Oracle）";

break;

default:

porttype="（UnknownPort:

Open）";

break;

}

七、异常检测

当用户输入的数据不合法时，系统将弹出错误窗口，并提示错误原因，