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一、Masscan介紹
Masscan是一款高速端口掃描工具，具備出色的掃描效率和大規(guī)模掃描的能力，支持TCP和UDP協(xié)議的掃描，并能夠根據(jù)用戶的需求指定多個目標和端口。同時，Masscan還采用了網(wǎng)絡性能優(yōu)化技術，充分利用操作系統(tǒng)的資源和多核處理能力，實現(xiàn)了卓越的掃描效率和吞吐量。使用Masscan能夠幫助用戶快速了解目標主機的服務和漏洞情況，并提供靈活的輸出格式和報告，方便進一步的分析和處理。
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Masscan的特點：
1）高速掃描：Masscan以其高速的掃描能力而著稱，號稱可以在5分鐘內(nèi)掃描整個互聯(lián)網(wǎng)，從一臺機器每秒傳輸1000萬個數(shù)據(jù)包。
2）繞過限制：Masscan繞過操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡堆棧限制，直接發(fā)送原始數(shù)據(jù)包，提高掃描效率，并允許更多的自定義掃描選項。
3）異步發(fā)送：通過異步發(fā)送數(shù)據(jù)包，Masscan能夠同時發(fā)送多個數(shù)據(jù)包，實現(xiàn)并發(fā)掃描，進一步加快掃描速度。
4）靈活的輸出格式：Masscan支持多種輸出格式，包括文本、XML和JSON，方便結果分析和后續(xù)處理。
二、Masscan的技術原理
Masscan是由Robert David Graham開發(fā)的網(wǎng)絡端口掃描工具，其技術原理基于異步傳輸和自定義的TCP/IP協(xié)議棧。相比傳統(tǒng)的端口掃描工具，Masscan采用并行異步傳輸?shù)姆绞?，充分利用現(xiàn)代計算機的多核處理能力和高速網(wǎng)絡接口，使得掃描速度大幅提升。
2.1 自定義TCP/IP協(xié)議棧
為了實現(xiàn)更高的掃描性能，Masscan采用了自定義的TCP/IP協(xié)議棧。相比使用操作系統(tǒng)提供的標準套接字接口，自定義協(xié)議棧允許更直接的數(shù)據(jù)包處理和更靈活的配置，Masscan可直接操作底層網(wǎng)絡層，繞過操作系統(tǒng)的限制和缺陷，從而顯著減少了系統(tǒng)調(diào)用的開銷，并提高了掃描效率。
為了更好的理解，首先先來復習下正常的TCP三次握手建立鏈接的過程：
圖1 TCP的三路握手
1）客戶端發(fā)送SYN標志位為1，seq為x的包給服務器端，發(fā)送完畢之后客戶端進入SYN_SEND狀態(tài)。
2）服務器端發(fā)回確認包ACK應答，回應一個SYN（seq=y）ACK(ack=x+1)報文，發(fā)送完畢，服務器端進入SYN_RCVD狀態(tài)。
3）客戶端收到道服務器端回應的SYN報文，回應一個ACK（ack=y+1）報文，發(fā)送完畢后，客戶端進入ESTABLISHED狀態(tài)，當服務器端接收到這個包時，也進入ESTABLISHED狀態(tài)，開始數(shù)據(jù)傳輸。
與傳統(tǒng)的TCP三次握手相比，Masscan自定義TCP握手過程只需要兩個數(shù)據(jù)包，不建立一個完全的TCP連接，而是首先發(fā)送SYN數(shù)據(jù)包到目標端口，然后等待接收。如果接收到SYN-ACK包，則說明該端口是開放的，此時發(fā)送一個RST結束建立過程即可，否則，若目標返回RST，則端口不開放。如下圖所示：
圖2 Masscan半開放TCP掃描流程
同時，Masscan的自定義協(xié)議棧使用了特定的數(shù)據(jù)包格式。為了實現(xiàn)快速掃描，Masscan使用了非常緊湊的數(shù)據(jù)包格式，減少了數(shù)據(jù)包的大小和數(shù)量，從而減少了網(wǎng)絡傳輸?shù)拈_銷。這樣可以在單位時間內(nèi)發(fā)送更多的數(shù)據(jù)包，提高掃描速度。
2.2 異步傳輸
Masscan使用異步傳輸技術，允許同時發(fā)送多個數(shù)據(jù)包而無需等待前一個數(shù)據(jù)包的響應。這種并發(fā)傳輸方式極大地提高了掃描效率，使得Masscan能夠以驚人的速度處理大量目標主機。
一般情況下進行端口掃描，通過傳統(tǒng)的TCP握手過程，需要進行三次握手來建立連接：客戶端發(fā)送SYN數(shù)據(jù)包，服務器返回SYN+ACK數(shù)據(jù)包，最后客戶端發(fā)送ACK數(shù)據(jù)包。這樣的握手過程相對較慢，一臺機器就算把65536個端口全部用來掃描速度也不快，不適合高速掃描。
Masscan的半開放掃描方式，不需要等待建立鏈接，通過驅(qū)動不斷對目標發(fā)包，服務器返回包經(jīng)過驅(qū)動被接受，Masscan根據(jù)返回包攜帶的信息判斷來源的IP和端口，不需要通過端口到端口建立完整的鏈接，這樣發(fā)出請求后，不再阻塞等待，而是接受到包之后，通知另外的程序判斷來源，充分利用計算機多核處理能力和高速網(wǎng)絡接口。
同時Masscan的自定義協(xié)議棧允許并行處理多個數(shù)據(jù)包的響應。使用多線程的方式來實現(xiàn)異步掃描。它將掃描任務劃分為多個子任務，并由多個線程并行執(zhí)行這些子任務。每個線程負責發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包，并在數(shù)據(jù)包返回時進行處理。通過多線程的方式，Masscan能夠同時發(fā)送和處理大量數(shù)據(jù)包，從而極大地提高了掃描效率。
三、Masscan使用
3.1 高速掃描
Masscan以驚人的速度進行掃描，能夠在數(shù)分鐘內(nèi)掃描大量ip和端口。這使得Masscan成為大規(guī)模網(wǎng)絡掃描和漏洞探測的理想選擇。但是需要注意的是，如果發(fā)包量要超過20萬/秒，網(wǎng)卡要求10Gbps。除此之外，還需要PF_RING ZC驅(qū)動。
通過--rate可以設置掃描速度在虛擬機上測試環(huán)境中，不到1Gbps的帶寬條件下，掃描速度為16萬/秒的發(fā)包率。
3.2 支持多種協(xié)議
Masscan支持多種掃描模式，包括TCP和UDP端口掃描，以及SCTP和ICMP掃描。用戶可以根據(jù)需要選擇合適的掃描模式進行目標主機的掃描。
1）掃描TCP端口：
使用 -p 參數(shù)指定要掃描的TCP端口范圍，例如：
Masscan -p1-65535 192.168.0.0/16 #掃描192.168.0.0/16網(wǎng)段內(nèi)所有的TCP端口。
2）掃描UDP端口：
使用 -pU 參數(shù)指定要掃描的UDP端口范圍，例如：
Masscan -pU:1-65535 192.168.0.0/16 #掃描192.168.0.0/16網(wǎng)段內(nèi)所有的UDP端口。
3）掃描SCTP端口：
使用 -pS 參數(shù)指定要掃描的SCTP端口范圍，例如：
Masscan -pS:1-65535 192.168.0.0/16 #掃描192.168.0.0/16網(wǎng)段內(nèi)所有的SCTP端口。
4）掃描ICMP：
使用 -pI 參數(shù)指定要掃描的ICMP類型范圍，例如：
Masscan -pI:8-0 192.168.0.0/16 #掃描192.168.0.0/16網(wǎng)段內(nèi)所有的ICMP類型。
5）掃描ACK、SYN、FIN等標志位：
使用 -pA 參數(shù)指定要掃描的標志位類型范圍，例如：
Masscan -pA:SAF 192.168.0.0/16 #掃描192.168.0.0/16網(wǎng)段內(nèi)所有帶有SYN、ACK和FIN標志位的數(shù)據(jù)包。
6）掃描指定端口和協(xié)議：
可以同時指定多個協(xié)議和端口，例如：
Masscan -p80,443,8080 -pU:53 192.168.0.0/16 #同時掃描TCP端口80、443和8080，以及UDP端口53。
Masscan默認情況下只會掃描TCP端口，如果需要掃描其他協(xié)議的端口，則需要使用相應的參數(shù)進行指定。同時，使用Masscan進行端口掃描可能會對網(wǎng)絡造成一定的負載。
3.3 靈活的配置
Masscan允許用戶靈活地配置掃描參數(shù)，包括目標端口范圍、掃描速率、數(shù)據(jù)包大小等。用戶可以根據(jù)具體情況進行優(yōu)化，以獲得最佳的掃描性能和效果。
常見的掃描參數(shù)配置：
1）掃描目標設置：
-iL
2）速率和超時設置：
--rate
--timeout
3）IP和端口過濾：
--exclude
--excludefile
--banners：獲取開放端口的服務banner信息。
4）輸出格式
-oX filename ：輸出到filename的XML。
-oG filename ：輸出到filename在的grepable格式。
-oJ filename ：輸出到filename在JSON格式。
5）其他設置：
randomize-hosts：隨機掃描目標IP，增加掃描的隨機性。
--nmap：生成與Nmap相似的輸出格式。
--rotate：使用多個源IP地址進行掃描。
--shard
如果不想輸入命令，可以通過創(chuàng)建配置文件，然后用加載配置文件的方式運行。配置文件的內(nèi)容如下所示:
rate = 100000
output-format = xml
output-status = all
output-filename = scan.xml
ports = 0-65535
range = 0.0.0.0-255.255.255.255
excludefile = exclude.txt
掃描時，用 -c 加載配置文件 即可完成掃描。
3.4 跨平臺支持
Masscan支持在多種操作系統(tǒng)平臺上運行，包括Linux、Windows和macOS等。這使得用戶能夠在不同環(huán)境下靈活地使用Masscan進行端口掃描。
四、常用端口掃描工具比較
網(wǎng)絡端口掃描在網(wǎng)絡安全評估和漏洞探測中扮演著關鍵角色。目前常用的掃描工具有Masscan、Nmap和Zmap，它們各自有著獨特的特點和優(yōu)勢：
|
特點 |
Masscan |
Nmap |
Zmap |
|
掃描 速度 |
極快，可以快速掃描整個互聯(lián)網(wǎng) |
快速，但相對Masscan較慢 |
快于Nmap，但仍稍遜于Masscan |
|
支持的協(xié)議 |
TCP、UDP、SCTP、ICMP（部分類型） |
TCP、UDP、ICMP、SCTP、ARP等多種協(xié)議 |
TCP、UDP、ICMP |
|
靈活性和定制性 |
參數(shù)選項較少，用于快速掃描 |
提供豐富的參數(shù)選項，可定制化掃描任務 |
靈活的參數(shù)選項，支持定制化掃描任務 |
|
平臺支持 |
主要支持Linux和macOS，有Windows版本 |
跨平臺，支持Windows、Linux、macOS等 |
跨平臺，支持Windows、Linux、macOS等 |
|
社區(qū)和支持 |
相對較小的用戶社區(qū) |
龐大的用戶社區(qū)和活躍的開發(fā)團隊 |
龐大的用戶社區(qū)和活躍的開發(fā)團隊 |
|
用途 |
適用于快速互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的資產(chǎn)發(fā)現(xiàn)和漏洞探測 |
適用于深入的目標掃描和漏洞評估 |
適用于大規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)掃描 |
以上三種掃描工具各有利弊，工具的選取應該結合具體情況決定，通常情況下需要幾種工具結合使用。
Zmap和Masscan采用了無狀態(tài)的掃描技術，掃描速度非?？捎^。在信息收集的初級階段，可以使用Zmap或Masscan進行目標的情勢了解；
掃描單一端口的情況考慮使用Zmap，而多端口的情況下Masscan則更為快速。
在做完初步了解之后，則應該使用功能更加豐富的Nmap進行進一步的詳細掃描。
五、總結
Masscan是一款在大規(guī)模端口掃描領域具有獨特優(yōu)勢的工具，它的高速和靈活性使得它成為網(wǎng)絡安全評估和漏洞探測中不可或缺的利器。然而，在使用Masscan進行掃描時，我們必須時刻牢記合法授權和合規(guī)性，以確保其在維護網(wǎng)絡安全的同時不會對互聯(lián)網(wǎng)造成不利影響。
新聞標題：一文了解端口掃描工具——Masscan
網(wǎng)頁網(wǎng)址：http://www.dlmjj.cn/article/cocsece.html
