网络安全设计报告2

1、网络安全课程设计报告题 专网络工程日2014.12.2评分项分遵守机房规章制度实验原理分析与设计课题功能实现情况设计验收与答辩细扫描器是网络信息收集的一种方法，是入侵者搜集信息的几种常用手法之一，也正是这一过程最容易使入侵者暴露自己的身份和意图。如果入侵者掌握了目标主机开放了哪些服务，运行何种操作系统，他们就能够使用相应的手段实现入侵。从功能上可分为漏洞扫描器和端口扫描器。根据提供服务类型的不同，端口分为两种，一种是TCP端口，一种是UDP端口。通过此次课程设计，能够掌握端口的基础知识，掌握扫描器的基本原理并设计实现端口扫描。本程序主要实现：简易的端口扫描，支持多线程，并可指定线程数进行端口扫

2、描，并记录时间；能对指定的主机进行端口扫描；能扫描特定的部分端口号或对指定的端口段内的端口进行逐个扫描；能识别部分开放端口所提供的服务；以及使端口扫描器具有简单易懂美观的用户图形界面。Internet的网络通信大多是建立在 TCP和 UDP TCP/IP协议封装数据包进行通信。根据提供服务类型的不同，端口分为两种，一种是 TCP端口，一种是 UDP端口。 TCP端口：即传输控制协议端口，需要在客户端和服务器之间建立连接，这样可以 FTP服务的 21端口，Telnet服务的 23端口，SMTP服务的 25端口，以及 HTTP服务的 80端口等等。 UDP端口：即用户数据包协议端口，无需在客户端和

3、服务器之间建立连接，可靠性得不到保障。常见的有DNS服务的 53端口，SNMP（简单网络管理协议）服务的161端口，QICQ使用的 8000和 4000端口等等。通过调用 socket函数 connect()如果端口处于侦听状态，那么 connect()就能成功返回。否则，这个端口不可用，即没有提供服务。优点：稳定可靠，不需要特殊的权限。缺点：扫描方式不隐蔽，服务器日志会记录下大量密集的连接和错误记录 ，并容易被防火墙发现和屏蔽。这个方法有些“死板”，它的本质是将所有用户需要用到的正常计算机端口外的其计算机的所有对外通讯的端口都存在潜在的危险的 HTTP（80QQ（4000 端口）等不能被关闭

4、。这种预防端口扫描的方式显然用户自己手工是不可能完成的，或者说完成起来相当困难，需要借助软件。这些软件就是我们常用的网络防火墙.防火墙的工作原理是：首先检查每个到达你的电脑的数据包，在这个包被你机上运行的任何软件看到之前，防火墙有完全的否决权，可以禁止你的电脑接收 Internet 上的任何东西。当第一个请求建立连接的包被“TCP/IP 端口被打开；端口扫描时，对方计算机不断和本地计算机“TCP/IP 端口及闲置端口，防火墙经过自带的拦截规则判断，就能够知道对方是否正进行端口扫描，并拦截掉对方发送过来的所有扫描需要的数据包。多线程端口扫描器是实现计算机的端口的扫描，只要在在前台设置好所要扫描的

5、 IP、起始端口、结束端口以及所要用到的线程数，点击扫描，就可以扫描到所输入 IP地址主机的开放端口，并显示在主窗体中；点击退出，则可以退出该程序。IP设置应为所在主机的 IP地址，起始端口和结束端口应为 065535之间的一个数，且起始端口应小于结束端口的大小。线程数为0200 之间的一个数。点击开始后就会运行，直到扫描完毕显示出开放端口，如果没有开放端口，则只显示扫描完毕。 图像显示功能：显示界面图形。端口扫描功能：扫描开放的端口，并将扫描到的开放端口号送到前台。 多线程功能：当客户端要求与服务器端建立连接时，服务器端就将用到多线程功能，为每一个建立起来的连接创建一个线程。界面设置构思图当

6、出现如图所示的界面时，填写好要扫描的IP 地址，需要扫描的端口范围和线程数，单击命令提示按钮就可以开始扫描，扫描结果就会显示在中间的扫描结果显示区域，在扫描状态显示区就会显示是否扫描完毕。流程图如下：本程序使用了为主要的 Scanner 类和 Scan 类。Scan 类的作用是创建线程扫描端口，然后把结果显示到前台。Scanner 类的作用是构造前台布局，调用 Scan 类添加事件处理，对输入进行错误判断，如果输入不在允许的范围之内则显示相关错误。以下是四模块的详细设计步骤：本程序采用小窗口形式，外围大小为 170mm*90mm,字体采用宋体五号，结果显示区域框架大小为160mm*45mm,底

7、色为粉红，结果显示字幕为主机地址加开放端口。其余地方设图2本程序调用一些类和包，比如软件包 java.awt.color 、java.awt.event、io.IOException、Javax.Swing、jvnet.substance.*。1 java.awt.color包：提供用于颜色空间的类。它包含了基于国际色彩联盟(ICC) 配置文件格式规范的颜色空间实现。e.g. Result.setBackground(Color.PINK);/设置窗口为粉红2. java.awt.event 包：提供处理由 AWT 组件所激发的各类事件的接口和类。此包定义了事件和事件侦听器，以及事件侦听器适配

8、器，它是让事件侦听器的编写过程更为轻松的便捷类。 e.g. public void actionPerformed(ActionEvent e) String cmd = e.getActionCommand();if(cmd.equals(Start)3.Javax.Swing：由所有JavaGUI）组件所构成，它们可以提供比本地平台GUI组件更多的功能。Swing 包的组成：javax.swing ，javax.swing.borde ，javax.swing.colorchooser ，avax.swing.event，javax.swing.filechooser，javax.swin

9、g.plaf，javax.swing.tree等接口常用 Swing组件：按钮：JButton文本区：JTextArea在本程序中使用如下：/ 设置主窗体位置和大小mainFrame.setBounds(180, 200, 550, 300);/ 设置扫描按钮和退出按钮Start.setActionCommand(Start);Start.addActionListener(this);Exit.setActionCommand(Exit);Exit.addActionListener(this);InetSocketAddress(InetAddress addr, int IP 地址和端口

10、号创建套接字Socket()：通过系统默认类型的 SocketImpl 创建未连接套接字Socket(InetAddress address, int port)：创建一个流套接字并将其连接到指定 IP地址的指定端口号。void connect(SocketAddress endpoint, int timeout)时值的服务器。关键代码如下：int timeoutMs=50;scans.connect(sockaddr, timeoutMs); / 将此套接字连接到具有指定超时值的服务器用递归函数实验多线程使用关键算法如下：for(int i = minPort;i = maxPort; )

11、 if(i + threadNum) = maxPort) 使用 io.IOException包：用来处理io的错误，在以后的程序中调用这个函数的时候就必须用 try和 catch来捕获异常，否则编译会报错，这主要涉及到 java的安全机制。.catch (NumberFormatException e1) 在 Eclipse 中右击，选择运行方式，JAVA 应用设置结束口，设置065535之间的端口号且必须 为 整数，并且大于开始4.1 运行结果1.运行界面：2.未开始扫描状态：3.正常扫描时：图 6图 7图 8图 97.另外我们计算了扫描器的扫描时间，我们能发现线程数的增多能有效减少扫描器

12、的扫描时间图 10第一个红框是线程数为 10 20 所用时间为 3000ms程数增多缩短了扫描时间根据防御原理，我们通过开启系统防火墙来对端口扫描进行防御912,902,443，扫描不出端口23,445,135,139。可见系统自带防火墙能对防御端口扫描起到一定作用，但并不能够完全阻止，需要设计具有更严格规则的包过滤防火墙才行。4.3 系统异常当线程数为 100 或过多时，扫描结果已显示扫描完成，但扫描器左下方的扫描状态却并没1、由于对 Java 的编程掌握得不够深入，所以程序的界面设计得不够完美。我们通过调用一些包，尽可能优化用户界面，后续将对按钮，皮肤等等进行优化。2、扫描状态的输出函数的

13、速度跟不上端口扫描的速度，最后程序扫描结束时，扫描状态函数有时还在继续运行，程序运行无法达到一致性。3.本程序还不能实现对一整个网段的 IP 进行端口扫描，我们考虑套更大的 IP 段 for循环来实现，但因时间有限未能调试成功。4.关于防御功能，我们采用的是系统自带防火墙进行防御，但并不能够完全阻止，我们的改进思想是设计规则更为严格的包过滤防火墙进行防御。本次设计我们选的课题是编写一个简单的端口扫描程序，因此我们选择eclipse 使用Java 语言进行编写。经过这两个星期的课程，通过图书馆和网上查找资料，顺利完成了设计和开发，端口扫描系统开发完毕。系统基本符合要求，由于时间比较匆促，但还存在

14、以下一些小问题，本次课程设计结束后还会继续完善。在整个设计过程中，得到了老师和同学的帮助，在不断学习的过程中我体会到：1、这次课程设计是一个不断学习的过程，从设计初的模糊认识到最后能够顺利完成，我体会到在实践中学习的重要性。2、设计过程中，由于要实现某些功能，网上资源解决了我的问题。多借鉴网络资源也是学好软件编程一个不错的方法，但自己要有创新。关于本课题，我们还认识到，端口扫描是综合扫描器最基础的功能，也是黑客攻击的基本步骤，因此，掌握端口扫描的常用技术和防范措施对维护系统安全有重要作用。端口扫描不仅可以得知系统哪些端口开放，还可以根据系统的响应信息得知目标系统的相关信息。对端口扫描的预防多由防火墙完成，因此掌握防火墙的原理对于维护系统安全很有帮助