Go语言实现TCP SYN端口扫描：深入理解与syscall实践-Golang-PHP中文网

Go语言实现TCP SYN端口扫描：深入理解与syscall实践

花韻仙語

发布： 2025-11-09 20:10:01

原创

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Go语言实现TCP SYN端口扫描：深入理解与syscall实践

本文详细阐述了如何使用go语言的`syscall`包实现tcp syn端口扫描。通过构建自定义ip和tcp头部，我们能够发送原始syn数据包，从而绕过操作系统tcp/ip协议栈的限制。教程将涵盖原始套接字创建、数据包结构定义与填充、以及`syscall`在不同操作系统间的移植性问题及解决方案。

引言：TCP SYN扫描与Go语言挑战

TCP SYN端口扫描是一种常见的网络侦察技术，它通过发送一个只设置了SYN标志位的TCP数据包来探测目标主机的端口状态。如果目标端口开放，会返回一个SYN-ACK数据包；如果端口关闭，则返回RST数据包；如果目标主机或防火墙阻止，则可能没有响应。这种“半开放”扫描的优势在于，它不会完成完整的TCP三次握手，因此在某些情况下可以更隐蔽，并减少在目标主机上留下日志的痕迹。

在Go语言中，标准库net提供了高级的网络抽象，使得TCP连接的建立和数据传输变得简单。然而，要实现像SYN扫描这样需要精确控制TCP头部字段（如只设置SYN标志位）的功能，标准库的抽象层次过高，无法直接满足需求。此时，我们需要深入到操作系统底层，使用原始套接字（Raw Socket）来手动构建和发送网络数据包。Go语言的syscall包正是为此目的而设计的，它提供了与底层操作系统系统调用交互的能力。

使用syscall创建原始套接字

要发送自定义的IP和TCP数据包，首先需要创建一个原始套接字。原始套接字允许应用程序绕过操作系统内核的TCP/IP协议栈，直接读写网络层或传输层的数据。

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在Go语言中，通过syscall.Socket函数可以创建原始套接字。其基本用法如下：

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package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "net"
    "os"
    "encoding/binary"
    "syscall"
    "time"
    "math/rand"
)

// IPHeaderLen 定义IP头部的最小长度（20字节）
const IPHeaderLen = 20

// TCPHeaderLen 定义TCP头部的最小长度（20字节）
const TCPHeaderLen = 20

// calculateChecksum 计算16位反码和校验和
func calculateChecksum(data []byte) uint16 {
    var sum uint32
    for i := 0; i < len(data); i += 2 {
        if i+1 < len(data) {
            sum += uint32(data[i])<<8 | uint32(data[i+1])
        } else {
            sum += uint32(data[i]) << 8 // 处理奇数长度
        }
    }
    for sum>>16 > 0 {
        sum = (sum & 0xffff) + (sum >> 16)
    }
    return uint16(^sum)
}

// calculateTCPChecksum 计算TCP校验和，包括伪头部
func calculateTCPChecksum(tcpHdr, payload []byte, srcIP, dstIP net.IP, protocol uint8) uint16 {
    // 伪头部
    pseudoHeader := make([]byte, 12)
    copy(pseudoHeader[0:4], srcIP.To4())
    copy(pseudoHeader[4:8], dstIP.To4())
    pseudoHeader[8] = 0 // 保留字段
    pseudoHeader[9] = protocol
    binary.BigEndian.PutUint16(pseudoHeader[10:12], uint16(len(tcpHdr)+len(payload)))

    // 组合伪头部、TCP头部和负载
    data := append(pseudoHeader, tcpHdr...)
    data = append(data, payload...)

    return calculateChecksum(data)
}

// buildSynPacket 构建一个TCP SYN数据包
func buildSynPacket(srcIP, dstIP net.IP, srcPort, dstPort uint16) ([]byte, error) {
    // 1. IP头部
    ipHdrBuf := make([]byte, IPHeaderLen)
    // Version (4 bits) + IHL (4 bits) = 4 (IPv4) + 5 (20 bytes) = 0x45
    ipHdrBuf[0] = 0x45
    // TOS (Type of Service)
    ipHdrBuf[1] = 0x00
    // Total Length (placeholder, will be filled later)
    binary.BigEndian.PutUint16(ipHdrBuf[2:4], 0)
    // Identification
    binary.BigEndian.PutUint16(ipHdrBuf[4:6], uint16(rand.Intn(65535)))
    // Flags and Fragment Offset
    binary.BigEndian.PutUint16(ipHdrBuf[6:8], 0x4000) // Don't Fragment
    // TTL (Time To Live)
    ipHdrBuf[8] = 64
    // Protocol (TCP)
    ipHdrBuf[9] = syscall.IPPROTO_TCP
    // Header Checksum (placeholder, will be filled later)
    binary.BigEndian.PutUint16(ipHdrBuf[10:12], 0)
    // Source IP Address
    copy(ipHdrBuf[12:16], srcIP.To4())
    // Destination IP Address
    copy(ipHdrBuf[16:20], dstIP.To4())

    // 2. TCP头部

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