带你认识！通用网络安全开发包（Libdnet）
2024-05-13 22:38:07
Libdnet是一个通用网络安全开发包，在实际的网络安全程序设计中，经常碰到一些基本而有的操作，例如：地址的管理、地址格式的转换等等，这些常见的操作在网络安全开发中很是频繁的使用，所有前人们开发了Libdnet开发包，下面让我们一起认识这个网络安全开发包！
使用Libdnet能干什么
Libdnet功能非常多，不仅仅是地址操作，还有很多非常有用的功能。
- 在实际网络中，如果我们想操作网络接口，要对网络接口进行设置管理，例如：修改网络接口，使它具备某一功能或者不具备某一功能。
- Libdnet还可以对路由表和ARP表的管理和配置，查看路由表的信息，修改、删除、增加路由表信息等等。
- 使用Libdnet还可以对防火墙的管理和配置进行操作，例如：查看、修改、删除、增加防火墙规则。
- 还有一个重要的功能，就是Libdnet可以构造和发送网络数据包，构造数据包的方式有两类，一是基于原始IP包，二是以太网帧类型。基于原始IP包的方式可以发送所有的基于IP协议的数据包，如 ICMP、TCP、UDP等。基于以太网类型的方式可以发送各种基于以太网的数据包，如ARP、IP等。
Libdnet安装
认识网络安全开发包，那我们得找个系统来安装它，在linux下对下载好的源码Libdnet-1.11.tar.gz安装包进行压缩，使用如下命令。
进入Libdnet目录，运行配置命令。
运行编译命令(make)及执行安装命令(make install)
安装完毕后，Libdnet本身有自带的测试程序，其命令是dnet，它自带很多参数，我们可以通过命令进行查看。
man dnet
Libdnet数据结构
在Libdnet中定义了各种各样的数据结构，这些数据结构在具体的功能实现过程中都要用到，它们全都定义在头文件中。
- addr.h 定义关于地址操作的数据结构和函数声明。
struct addr {uint16_t addr_type;uint16_t addr_bits;union {eth_addr_t __eth;ip_addr_t __ip;ip6_addr_t __ip6;uint8_t __data8[16];uint16_t __data16[8];uint32_t __data32[4];} __addr_u;
};
- arp.h 定义关于ARP操作的数据结构和函数声明。
/** ARP header*/
struct arp_hdr {uint16_t ar_hrd; /* format of hardware address */uint16_t ar_pro; /* format of protocol address */uint8_t ar_hln; /* length of hardware address (ETH_ADDR_LEN) */uint8_t ar_pln; /* length of protocol address (IP_ADDR_LEN) */uint16_t ar_op; /* operation */
};/** Hardware address format*/
#define ARP_HRD_ETH 0x0001 /* ethernet hardware */
#define ARP_HRD_IEEE802 0x0006 /* IEEE 802 hardware *//** Protocol address format*/
#define ARP_PRO_IP 0x0800 /* IP protocol *//** ARP operation*/
#define ARP_OP_REQUEST 1 /* request to resolve ha given pa */
#define ARP_OP_REPLY 2 /* response giving hardware address */
#define ARP_OP_REVREQUEST 3 /* request to resolve pa given ha */
#define ARP_OP_REVREPLY 4 /* response giving protocol address *//** Ethernet/IP ARP message*/
struct arp_ethip {uint8_t ar_sha[ETH_ADDR_LEN]; /* sender hardware address */uint8_t ar_spa[IP_ADDR_LEN]; /* sender protocol address */uint8_t ar_tha[ETH_ADDR_LEN]; /* target hardware address */uint8_t ar_tpa[IP_ADDR_LEN]; /* target protocol address */
};/** ARP cache entry*/
struct arp_entry {struct addr arp_pa; /* protocol address */struct addr arp_ha; /* hardware address */
};arp_t *arp_open(void);
int arp_add(arp_t *arp, const struct arp_entry *entry);
int arp_delete(arp_t *arp, const struct arp_entry *entry);
int arp_get(arp_t *arp, struct arp_entry *entry);
int arp_loop(arp_t *arp, arp_handler callback, void *arg);
arp_t *arp_close(arp_t *arp);
- blob.h 定义关于数据块的数据结构和函数声明。
typedef struct blob {u_char *base; /* start of data */int off; /* offset into data */int end; /* end of data */int size; /* size of allocation */
} blob_t;- eth.h 定义了以太网协议的数据结构和函数声明。
typedef struct eth_addr {uint8_t data[ETH_ADDR_LEN];
} eth_addr_t;struct eth_hdr {eth_addr_t eth_dst; /* destination address */eth_addr_t eth_src; /* source address */uint16_t eth_type; /* payload type */
};eth_t *eth_open(const char *device);
int eth_get(eth_t *e, eth_addr_t *ea);
int eth_set(eth_t *e, const eth_addr_t *ea);
ssize_t eth_send(eth_t *e, const void *buf, size_t len);
eth_t *eth_close(eth_t *e);
char *eth_ntop(const eth_addr_t *eth, char *dst, size_t len);
int eth_pton(const char *src, eth_addr_t *dst);
char *eth_ntoa(const eth_addr_t *eth);
- fw.h 定义了关于防火墙操作的数据结构和函数声明。
struct fw_rule {char fw_device[INTF_NAME_LEN]; /* interface name */uint8_t fw_op; /* operation */uint8_t fw_dir; /* direction */uint8_t fw_proto; /* IP protocol */struct addr fw_src; /* src address / net */struct addr fw_dst; /* dst address / net */uint16_t fw_sport[2]; /* range / ICMP type */uint16_t fw_dport[2]; /* range / ICMP code */
};fw_t *fw_open(void);
int fw_add(fw_t *f, const struct fw_rule *rule);
int fw_delete(fw_t *f, const struct fw_rule *rule);
int fw_loop(fw_t *f, fw_handler callback, void *arg);
fw_t *fw_close(fw_t *f);
- icmp.h 定义了ICMP协议的数据结构和函数声明。
/** ICMP header*/
struct icmp_hdr {uint8_t icmp_type; /* type of message, see below */uint8_t icmp_code; /* type sub code */uint16_t icmp_cksum; /* ones complement cksum of struct */
};/** Echo message data*/
struct icmp_msg_echo {uint16_t icmp_id;uint16_t icmp_seq;uint8_t icmp_data __flexarr; /* optional data */
};
- ip.h 定义了IPv4协议数据结构和函数成名。
/** IP header, without options*/
struct ip_hdr {#if DNET_BYTESEX == DNET_BIG_ENDIANuint8_t ip_v:4, /* version */ip_hl:4; /* header length (incl any options) */
#elif DNET_BYTESEX == DNET_LIL_ENDIANuint8_t ip_hl:4,ip_v:4;
#else
# error "need to include <dnet.h>"
#endifuint8_t ip_tos; /* type of service */uint16_t ip_len; /* total length (incl header) */uint16_t ip_id; /* identification */uint16_t ip_off; /* fragment offset and flags */uint8_t ip_ttl; /* time to live */uint8_t ip_p; /* protocol */uint16_t ip_sum; /* checksum */ip_addr_t ip_src; /* source address */ip_addr_t ip_dst; /* destination address */
};ip_t *ip_open(void);
ssize_t ip_send(ip_t *i, const void *buf, size_t len);
ip_t *ip_close(ip_t *i);char *ip_ntop(const ip_addr_t *ip, char *dst, size_t len);
int ip_pton(const char *src, ip_addr_t *dst);
char *ip_ntoa(const ip_addr_t *ip);
#define ip_aton ip_ptonssize_t ip_add_option(void *buf, size_t len,int proto, const void *optbuf, size_t optlen);
void ip_checksum(void *buf, size_t len);int ip_cksum_add(const void *buf, size_t len, int cksum);
- intf.h 定义了网络接口的数据结构和函数声明。
struct intf_entry {u_int intf_len; /* length of entry */char intf_name[INTF_NAME_LEN]; /* interface name */u_short intf_type; /* interface type (r/o) */u_short intf_flags; /* interface flags */u_int intf_mtu; /* interface MTU */struct addr intf_addr; /* interface address */struct addr intf_dst_addr; /* point-to-point dst */struct addr intf_link_addr; /* link-layer address */u_int intf_alias_num; /* number of aliases */struct addr intf_alias_addrs __flexarr; /* array of aliases */
};intf_t *intf_open(void);
int intf_get(intf_t *i, struct intf_entry *entry);
int intf_get_src(intf_t *i, struct intf_entry *entry, struct addr *src);
int intf_get_dst(intf_t *i, struct intf_entry *entry, struct addr *dst);
int intf_set(intf_t *i, const struct intf_entry *entry);
int intf_loop(intf_t *i, intf_handler callback, void *arg);
intf_t *intf_close(intf_t *i);
- rand.h 定义了随机数操作的相关数据结构和函数声明。
struct rand_handle {uint8_t i;uint8_t j;uint8_t s[256];u_char *tmp;int tmplen;
};rand_t *rand_open(void);int rand_get(rand_t *r, void *buf, size_t len);
int rand_set(rand_t *r, const void *seed, size_t len);
int rand_add(rand_t *r, const void *buf, size_t len);
uint8_t rand_uint8(rand_t *r);
uint16_t rand_uint16(rand_t *r);
uint32_t rand_uint32(rand_t *r);
int rand_shuffle(rand_t *r, void *base, size_t nmemb, size_t size);
rand_t *rand_close(rand_t *r);
- route.h 定义了路由表操作的数据结构和函数声明。
struct route_entry {struct addr route_dst; /* destination address */struct addr route_gw; /* gateway address */
};route_t *route_open(void);
int route_add(route_t *r, const struct route_entry *entry);
int route_delete(route_t *r, const struct route_entry *entry);
int route_get(route_t *r, struct route_entry *entry);
int route_loop(route_t *r, route_handler callback, void *arg);
route_t *route_close(route_t *r);
- tcp.h 定义了TCP协议的数据结构和函数声明。
/** TCP header, without options*/
struct tcp_hdr {uint16_t th_sport; /* source port */uint16_t th_dport; /* destination port */uint32_t th_seq; /* sequence number */uint32_t th_ack; /* acknowledgment number */
#if DNET_BYTESEX == DNET_BIG_ENDIANuint8_t th_off:4, /* data offset */th_x2:4; /* (unused) */
#elif DNET_BYTESEX == DNET_LIL_ENDIANuint8_t th_x2:4,th_off:4;
#else
# error "need to include <dnet.h>"
#endifuint8_t th_flags; /* control flags */uint16_t th_win; /* window */uint16_t th_sum; /* checksum */uint16_t th_urp; /* urgent pointer */
};/** TCP option (following TCP header)*/
struct tcp_opt {uint8_t opt_type; /* option type */uint8_t opt_len; /* option length >= TCP_OPT_LEN */union tcp_opt_data {uint16_t mss; /* TCP_OPT_MSS */uint8_t wscale; /* TCP_OPT_WSCALE */uint16_t sack[19]; /* TCP_OPT_SACK */uint32_t echo; /* TCP_OPT_ECHO{REPLY} */uint32_t timestamp[2]; /* TCP_OPT_TIMESTAMP */uint32_t cc; /* TCP_OPT_CC{NEW,ECHO} */uint8_t cksum; /* TCP_OPT_ALTSUM */uint8_t md5[16]; /* TCP_OPT_MD5 */uint8_t data8[TCP_OPT_LEN_MAX - TCP_OPT_LEN];} opt_data;
} __attribute__((__packed__));- tun.h 定义了IP隧道的数据结构和函数声明。
struct tun {int fd;intf_t *intf;struct ifreq ifr;
};tun_t *tun_open(struct addr *src, struct addr *dst, int mtu);
int tun_fileno(tun_t *tun);
const char *tun_name(tun_t *tun);
ssize_t tun_send(tun_t *tun, const void *buf, size_t size);
ssize_t tun_recv(tun_t *tun, void *buf, size_t size);
tun_t *tun_close(tun_t *tun);
- udp.h 定义了UDP协议的数据结构和相关的函数声明。
struct udp_hdr {uint16_t uh_sport; /* source port */uint16_t uh_dport; /* destination port */uint16_t uh_ulen; /* udp length (including header) */uint16_t uh_sum; /* udp checksum */
};这些协议的结构主要在构造和发送它们时要用到， 感兴趣的朋友，可以查看源码了解。
Libdnet开发包的简单使用
发送IP数据包
下面我们来写一个功能，就是发送一个IP数据包，此数据包由一段数据组成，可以任意填充，我们这里用一个字符串来表示，用十六进制进行显示。
下面我们用到这三个函数：
ip_t *ip_open(void);
ssize_t ip_send(ip_t *i, const void *buf, size_t len);
ip_t *ip_close(ip_t *i);
发送IP数据包的过程主要由三个步骤组成：首先利用ip_open()函数打开IP协议操作，并对其进行初始化。然后使用ip_send()函数发送数据，最后利用函数ip_close()关闭IP协议操作功能。
#include <sys/types.h>
#include <dnet.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>int main(int argc, char **argv)
{ip_t *handle;/*数据的形式是以十六进制的形式给出的*/u_char ip_content[9] = "\x23\x00\x34\xce\x12\x00\xff\x89"; int ip_length = 8; /*IP 协议头长度为8个字节*/handle = ip_open();/*发送IP数据包*/ip_send(handle,ip_content,ip_length);ip_close(handle);return 0;
}
最后我们可以使用tcpdump工具的分析结果分析。
ARP缓存操作
ARP缓存放了IP地址到以太网地址之间的映射记录，有了ARP缓存，ARP协议运行的效率就会提高。
#include <sys/types.h>
#include <dnet.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>int show_arp_cache(const struct arp_entry *object, void *p)
{printf("IP %s at MAC %s\n ", addr_ntoa(&object->arp_pa), addr_ntoa(&object->arp_ha));/* 显示IP地址和以太网地址对 */return (0);
}int main(int argc ,char **argv)
{struct arp_entry arp_object;arp_t *arp_handle;arp_handle = arp_open();printf("show the arp cache\n");arp_loop(arp_handle, show_arp_cache, NULL);/** 注册回调函数show_arp_cache，作用是循环调用回调函数对每个ARP缓存记录进行操作。此处是显示每个ARP缓存记录。*/printf("Add a arp \n");addr_pton("192.168.227.4", &arp_object.arp_pa);addr_pton("11:11:11:11:11:11", &arp_object.arp_ha);arp_add(arp_handle, &arp_object); /* 增加一个ARP缓存记录 */printf("a arp added\n");addr_pton("192.168.227.5", &arp_object.arp_pa);addr_pton("22:22:22:22:22:22", &arp_object.arp_ha);arp_add(arp_handle, &arp_object);/* 增加一个ARP缓存记录 */printf("a arp added\n");printf("show the arp cache again\n");arp_loop(arp_handle, show_arp_cache, NULL);printf("Delete a arp \n");addr_pton("192.168.227.4", &arp_object.arp_pa);arp_delete(arp_handle, &arp_object); /* 删除一个ARP缓存记录 */printf("a arp deleted\n");printf("show the arp cache again\n");arp_loop(arp_handle, show_arp_cache, NULL);/* 显示每个ARP缓存记录 */arp_close(arp_handle);}
编译运行
运行的结果可以看出，Libdnet提供了对ARP缓存操作的功能，它可以查看ARP缓存内容，添加ARP缓存的记录，也可以删除ARP缓存记录。
网络路由表操作
在Libdnet实现对网络路由表的操作，下面我们写一个例子测试一下Libdnet路由表的使用。
#include <sys/types.h>
#include <dnet.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>int show_route_rule(const struct route_entry *entry, void *arg)
{printf("Destination :%s ======= Gateway :%s\n", addr_ntoa(&entry->route_dst), addr_ntoa(&entry->route_gw));/* 显示路由表记录 */return (0);
}
int main(int argc, char *argv[])
{struct route_entry entry; /* 路由表的数据结构的变量 */route_t *handle;handle = route_open(); /* 打开路由表操作 */printf("Show the route rules:\n");printf("Route rules :\n");printf("Destination IP ----------------------- Gateway IP\n");route_loop(handle, show_route_rule, NULL);printf("Show the route rules about the Destination IP:\n");addr_aton("192.168.12.4", &entry.route_dst);route_get(handle, &entry); /* 根据地址获取其路由表信息 */printf("Destination is :\n");printf("%s\n", addr_ntoa(&entry.route_dst)); /* 输出目的地址 */printf("Gateway is: \n");printf("%s\n", addr_ntoa(&entry.route_gw)); /* 输出网关地址 */printf("Add a route rule :\n");addr_aton("192.168.12.10", &entry.route_gw);route_add(handle, &entry); /* 添加路由表记录 */printf("Destination :%s Gateway :%s added:\n", addr_ntoa(&entry.route_dst), addr_ntoa(&entry.route_gw));printf("Add a route rule :\n");addr_aton("192.168.12.6", &entry.route_dst);addr_aton("192.168.12.20", &entry.route_gw);route_add(handle, &entry); /* 添加路由表记录 */printf("Destination :%s Gateway :%s added:\n", addr_ntoa(&entry.route_dst), addr_ntoa(&entry.route_gw));printf("Show the route rules:\n");printf("Route rules :\n");printf("Destination IP ----------------------- Gateway IP\n");route_loop(handle, show_route_rule, NULL); /* 显示所有路由表记录 */printf("Delete a route rule :\n");addr_aton("192.168.12.5", &entry.route_dst);route_delete(handle, &entry);/* 删除路由表记录 */printf("Destination :%s deleted\n", addr_ntoa(&entry.route_dst));printf("Show the route rules:\n");printf("Route rules :\n");printf("Destination IP ----------------------- Gateway IP\n");route_loop(handle, show_route_rule, NULL);/* 再显示所有路由表记录 */ route_close(handle);}编译运行：
总结
Libdnet是一个应用非常广泛的通用网络开发包，特别在网络安全方面应用很多。使用Libdnet开发的网络程序有很多，例如：arpscan,Firewalk,RING,Fragroute等等。
欢迎关注微信公众号【程序猿编码】，欢迎添加本人微信号(17865354792)，交个朋友，咱们一起学习进步！
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