计算机科学与工程学院
课程设计报告
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信息安全·课程设计
2706001012 周勇 信息安全专业 2 班
前言
网络中的每一台计算机如同一座城堡,在这些城堡中,有的对外
完全开放,有的却是紧锁城门。入侵者们是如何找到,并打开它们的
城门的呢?这些城门究竟通向城堡的何处呢?在网络技术中,把这些
城堡的“城门”称之为计算机的“端口”。端口扫描是入侵者搜集信
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。一般来说,扫描端口有如下目的:
·判断目标主机上开放了哪些服务;
·判断目标主机的操作系统;
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,本课程设计将会通过用 JAVA 语
言实现一个小的端口扫描软件,详细描述端口扫描的原理,分析端口
扫描所涉及的问题,以便更加清楚地了解入侵者如何扫描目标主机的
端口,同时掌握如何确保本机的安全性,为将来设计更为安全的系统
打下牢固基础。
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信息安全·课程设计
2706001012 周勇 信息安全专业 2 班
目录
一、网络基础知识.....................................................................................4
1、端口的基本概念.............................................................................4
2、端口的分类.....................................................................................4
二、端口扫描的基本原理.........................................................................4
1、基本原理.........................................................................................4
2、基于 JAVA 语言实现的核心代码................................................. 5
三、端口扫描器视图.................................................................................6
1、工作窗口.........................................................................................6
2、异常窗口.........................................................................................6
3、窗口核心代码.................................................................................6
四、多线程快速扫描.................................................................................7
1、多线程机制.....................................................................................7
2、多线程核心代码.............................................................................8
五、用户使用方法.....................................................................................9
1、页面说明.........................................................................................9
2、按主机名扫描.................................................................................9
3、按 IP 地址扫描............................................................................... 9
六、常用端口.............................................................................................9
七、异常检测...........................................................................................10
结语........................................................................................................... 13
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一、网络基础知识
1、端口的基本概念
“端口”在计算机网络领域中是个非常重要的概念。它是专门为计算机通信
而设计的,它不是硬件,不同于计算机中的“插槽”,可以说是个“软插槽”。如
果有需要的话,一台计算机中可以有上万个端口。
端口是由计算机的通信协议 TCP/IP 协议定义的。其中规定,用 IP 地址和端
口作为套接字,它代表 TCP 连接的一个连接端,一般称为 Socket。具体来说,
就是用 IP 端口来定位一台主机中的进程。可以做这样的比喻,端口相当于两台
计算机进程间的大门,可以随便定义,其目的只是为了让两台计算机能够找到对
方的进程。计算机就像一座大楼,这个大楼有好多入口(端口),进到不同的入
口中就可以找到不同的公司(进程)。如果要和远程主机 A 的程序通信,那么只
要把数据发向 A 端口就可以实现通信了。
可见,端口与进程是一一对应的,如果某个进程正在等待连接,称之为该进
程正在监听,那么就会出现与它相对应的端口。由此可见,通过扫描端口,便可
以判断出目标计算机有哪些通信进程正在等待连接。
2、端口的分类
端口是一个 16 bit 的地址,用端口号进行标识不同作用的端口,参见表 2-2
和表 2-3。端口一般分为两类。
■熟知端口号:范围从 0 到 1023,这些端口号一般固定分配给一些服务。比
如 21 端口分配给 FTP 服务,25 端口分配给 SMTP 服务,80 端口分配给 HTTP
服务,135 端口分配给 RPC 服务等等
■动态端口号:动态端口的范围从 1024 到 65535,这些端口号一般不固定分
配给某个服务,也就是说许多服务都可以使用这些端口。只要运行的程序向系统
提出访问网络的申请,那么系统就可以从这些端口号中分配一个供该程序使用。
比如 8080 端口就是分配给第一个向系统发出申请的程序。在关闭程序进程后,
就会释放所占用的端口号。
二、端口扫描的基本原理
1、基本原理
端口扫描的原理其实非常简单,只是简单的利用 JAVA 提供库函数 Socket 进
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行调用,与每一个感兴趣的目标计算机的端口进行连接。如果对方端口处于监听
状态,那么连接就能成功。否则,这个端口不能用,既没有提供服务。这个技术
的一个最大的优点是,不需要任何权限,系统中的任何用户都有权利使用这个调
用。
引入多线程机制,利用多线程扫描的好处就是速度快,如果对每个目标端口
以线性的方式使用单独的连接调用,那么将会花费相当长的时间。多线程同时打
开多个套接字,从而加速扫描。在本设计中用户可以自定义线程的个数。此处用
户还可以自定义扫描方式。
2、基于 JAVA 语言实现的核心代码
//在多线程的控制下,利用for循环对端口逐一扫描
for (i =XXXXXX; i
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三、端口扫描器视图
1、工作窗口
这是用 JAVA 语言实现的一个简单的端口扫描器软件,主页面视图如下:
2、异常窗口
当用户操用不当,例如输入的 IP 地址超过 255,或者端口范围大于 65535 时,
用户点击“开始扫描”按钮都会抛出相应的异常,并提示错误原因。如下图示例:
3、窗口核心代码
public class ThreadScan{
public static JFrame main=new JFrame("网络与信息安全课程设计·端口扫描
器·刘纪生");
public static void main(String[] args){
Submit.addActionListener(new SubmitAction());
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Stop.addActionListener(new StopAction());
Cancel.addActionListener(new CancleAction());
OK.addActionListener(new OKAction());
//实现保存功能
saveItem.addActionListener(new java.awt.event.ActionListener()
});
//实现退出功能
exitItem.addActionListener(new java.awt.event.ActionListener()
//实现帮助功能
helpItem.addActionListener(new java.awt.event.ActionListener()
{
{
saveButton.addActionListener(new
java.awt.event.ActionListener() {
});
main.setVisible(true);
}
}
四、多线程快速扫描
1、多线程机制
在本系统中采用了多线程机制,用户可以上述工作窗口中输入所要打开
的线程数,对相端口范围进行扫描。多线程是指在一个程序中同时打开多处运行
单元,各线程同时执行。大大提高了扫描的速度。
例如,假设用户填写的线程数为 3,则其扫描过程如下所示
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例如,假设用户填写的线程数为 1,则其扫描过程如下所示
当设置 1 个线程时,就好比只有一个人(一个线程)在做这件事,而但设置
多个线程时,就好比是多个人分批一起做这件事。显然是多线程会处理的更快。
2、多线程核心代码
public class TCPThread extends Thread{
public static InetAddress hostAddress;
……
public TCPThread(String name,int threadnum){
super(name);
this.threadnum = threadnum;
}
//运行函数
public void run() {
//根据ip地址进行扫描
if(type == 0){
//不同的端口循环扫描
for (i = XXXXXX; i < XXXXXX; i += XXXXXX){
theTCPsocket=new Socket(hostAddress,i);
theTCPsocket.close();
}
}
//按照主机名进行端口扫描
if(type == 1){
for (i = XXXXXX; i < XXXXXX; i += XXXXXX){
//……
}
}
}
}
//启动线程
for(int i=0;i