python-nmap实现python利用nmap扫描分析

目次

• 前言
  
• python-nmap的根本利用
  
  
  
  • PortScanner扫描
    
  • PortScannerAsync异步扫描
    
  
  
• python-nmap的源码分析
  

前言

Nmap是一个非常用的网络/端口扫描工具，如果想将nmap集成进你的工具里。可以利用python-nmap这个python库，它提供了一个简单的接口来利用nmap进行扫描。
python-nmap的根本利用

在安装这个模块之前，请提前安装好nmap工具，python-nmap模块自身不提供任何扫描功能，只是提供一个接口来利用namp。

1. pip install python-nmap

复制代码

现在最新版本是0.7.1支持python3，python2的版本详细参考：https://pypi.org/project/python-nmap/
PortScanner扫描

python-nmap其中的一个核心类是PortScanner，它负责与nmap扫描器进行交互，用于实行扫描并管理扫描效果。
起首需要创建一个PortScanner实例：

1. import nmap
2. nm = nmap.PortScanner()

复制代码

实行扫描：
利用 scan() 方法实行网络扫描。可以指定目标主机、端口范围、扫描类型等参数。

1. def scan(  # NOQA: CFQ001, C901
2.     self, hosts="127.0.0.1", ports=None, arguments="-sV", sudo=False, timeout=0
3. ):
4.     """
5.     :param hosts: 主机字符串，如 nmap 使用的 'scanme.nmap.org' 或 '198.116.0-255.1-127' 或 '216.163.128.20/20'
6.     :param ports: 端口字符串，如 nmap 使用的 '22,53,110,143-4564'
7.     :param arguments: nmap 参数字符串 '-sU -sX -sC'
8.     :param sudo: 如果为 True，则使用 sudo 启动 nmap
9.     :param timeout: 整数，如果大于零，将在指定秒数后终止扫描，否则将无限期等待
10.     :returns: 扫描结果作为字典
11.     """

复制代码

例如扫描主机和端口，scan() 返回一个字典作为扫描效果。

1. scan_result = nm.scan("192.168.88.150", "22")

复制代码

获取扫描效果：
PortScanner封装了一系列方法，可以方便的获取扫描效果中我们想要的数据，而不需要去手动的解析上面返回的这一长串字典数据。
1、all_hosts() 获取所有扫描的主机

1. all_hosts = nm.all_hosts()

复制代码

返回一个排序后的列表，包含所有扫描的ip地点。

1. ['192.168.88.150']

复制代码

2、command_line() 获取当前用于扫描的nmap命令

1. command_line = nm.command_line()

复制代码

返回当前的扫描命令，这里的参数列表中的 -oX - 它会让nmap的把xml格式作为标准输出。

1. nmap -oX - -p 22 -sV 192.168.88.150

复制代码

3、scaninfo() 获取当前扫描信息

1. scaninfo = nm.scaninfo()

复制代码

返回一个当前扫描信息的字典。

1. {'tcp': {'method': 'syn', 'services': '22'}}

复制代码

4、scanstats() 获取扫描统计信息

1. scan_stats = nm.scanstats()

复制代码

返回一个当前描统计信息的字典，包括扫描时间等。

1. {'timestr': 'Mon Dec 30 17:25:17 2024', 'elapsed': '6.59', 'uphosts': '1', 'downhosts': '0', 'totalhosts': '1'}

复制代码

5、has_host() 检查特定主机是否被扫描

1. has_host = nm.has_host("192.168.88.150")

复制代码

如果有扫描效果返回True，否则返回False。
6、以 CSV 格式获取扫描效果

1. csv_result = nm.csv()

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返回csv格式的文本输出。

1. host;hostname;hostname_type;protocol;port;name;state;product;extrainfo;reason;version;conf;cpe
2. 192.168.88.150;;;tcp;22;ssh;open;OpenSSH;"Ubuntu Linux; protocol 2.0";syn-ack;8.9p1 Ubuntu 3ubuntu0.10;10;cpe:/o:linux:linux_kernel

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写一个小案例，扫描一个网段内的所有存活主机。

1. import nmap
2. nm = nmap.PortScanner()nm.scan(hosts='192.168.88.0/24', arguments='-sn')hosts_list = [(x, nm[x]['status']['state']) for x in nm.all_hosts()]for host, status in hosts_list:    if status == 'up':        print(f'{host} status: {status}')

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除了上述PortScanner类提供的几个根本方法，其实还可以更加灵活的运用。
PortScannerAsync异步扫描

对于需要同时扫描多个主机或端口范围的情况，利用PortScanner同步扫描，并不是一个好办法。幸亏python-nmap提供了一个异步扫描的方案，PortScannerAsync利用多进程技能异步扫描，避免同步扫描大概导致的壅闭，进步了扫描效率。
起首需要创建一个PortScannerAsync实例：

1. import nmap
2. nm_async = nmap.PortScannerAsync()

复制代码

同样是利用 scan() 方法实行扫描：

1. def scan(  # NOQA: CFQ002
2.     self,
3.     hosts="127.0.0.1",
4.     ports=None,
5.     arguments="-sV",
6.     callback=None,
7.     sudo=False,
8.     timeout=0,
9. ):
10.     """
11.         :param hosts: 主机字符串，格式与 nmap 使用的格式相同，例如'scanme.nmap.org' 或 '198.116.0-255.1-127' 或 '216.163.128.20/20'。
12.         :param ports: 端口字符串，格式与 nmap 使用的格式相同，例如 '22,53,110,143-4564'。
13.         :param arguments: nmap 的参数字符串，例如 '-sU -sX -sC'。
14.         :param callback: 回调函数，该函数以（主机，扫描数据）作为参数。
15.         :param sudo: 如果为真，则使用 sudo 启动 nmap。
16.         :param timeout: 整数，如果大于零，将会在指定秒数之后终止扫描，否则将无限期等待。
17.         """

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和PortScanner的scan()很类似，但是多了一个callback参数，需要传一个回调函数，用于扫描结束后的效果处置处罚。

1. import nmap
3. # 定义回调函数（扫描结果处理）
4. def scan_callback(host, data):
5.         """
6.         :param host: 扫描完主机ip地址
7.         :param data：扫描结果
8.         """
9.     print(host, data)
11. nm_async = nmap.PortScannerAsync()
12. hosts = '192.168.88.0/24'
13. ports = '1-1000'
14. arguments = '-sS'
16. if __name__ == '__main__':
17.         # 创建一个新的进程扫描，避免主进程阻塞
18.     nm_async.scan(hosts, ports, arguments, callback=scan_callback)
20.     while nm_async.still_scanning():
21.                 # still_scanning判断是否还在扫描
22.         print("scanning...")
23.         nm_async.wait(1)

复制代码

利用异步扫描，类似于放到后台扫描，避免了一直壅闭主进程。当然利用Process和PortScanner也可以实现一样的效果，PortScannerAsync是python-nmap封装好了，开箱即用。
python-nmap的源码分析

python-nmap其实已经比力完善了，但是如果想用做一些二次开辟，不妨来看看源码，分析分析它的的工作流程。
这里主要看一下PortScanner和PortScannerAsync这两类。其中PortScanner是python-nmap的核心类，scan方法又是PortScanner的核心方法，其实只要了解了scan方法就知道python-nmap的整个逻辑了。
PortScanner的全貌：

后面6个函数前面介绍过，前面的几个函数主要也是为scan函数服务的，重点看scan函数。
scan函数的逻辑并不复杂，简单说，接收用户输入，构建完备的nmap命令行参数列表，交给nmap扫描， 获取nmap扫描效果，解析扫描效果并返回。
scan函数简化后的代码逻辑：

1. def scan(self, hosts="127.0.0.1", ports=None, arguments="-sV", sudo=False, timeout=0):
3.     # 对输入参数（主机、端口、扫描参数等）进行类型检查和合法性验证
4.     if sys.version_info[0] == 2:
5.         ......
6.     else:
7.         ......
9.     # shlex模块对主机和扫描参数进行分割处理
10.     h_args = shlex.split(hosts)
11.     f_args = shlex.split(arguments)
13.     # 构建完整的nmap命令行参数列表
14.     args = ([self._nmap_path, "-oX", "-"] + h_args + ["-p", ports] * (ports is not None) + f_args)
16.     # 启动nmap进程
17.     p = subprocess.Popen(args, bufsize=100000, stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE,
18.                                                 stderr=subprocess.PIPE,)
21.     # 超时处理
22.     if timeout == 0:
23.         (self._nmap_last_output, nmap_err) = p.communicate()
24.     else:
25.         ......
27.     return self.analyse_nmap_xml_scan(nmap_xml_output=self._nmap_last_output,  nmap_err=nmap_err)

复制代码

• 它起首对输入参数（主机、端口、扫描参数等）进行类型检查和正当性验证，确保符合nmap命令的要求。
  
• 然后，利用shlex模块对主机和扫描参数进行分割处置处罚，构建完备的nmap命令行参数列表。
  
• 在实行扫描过程中，通过subprocess.Popen启动nmap进程，并根据设置的超时时间等待扫描完成或进行超时处置处罚。
  
• 构建nmap命令行参数列把XML格式作为标准输出。以是定义一个analyse_nmap_xml_scan函数来解析nmap的xml输出，该函数会将nmap生成的xml扫描效果解析为一个结构化的Python字典。
  

扫描效果的解析与存储也是紧张一环，它在analyse_nmap_xml_scan函数实现。
analyse_nmap_xml_scan函数简化后的代码逻辑：

1. def analyse_nmap_xml_scan( self, nmap_xml_output=None, nmap_err=nmap_err):
3.     if nmap_xml_output is not None:
4.         self._nmap_last_output = nmap_xml_output
6.     scan_result = {}
8.     # 将XML字符串转换为元素树
9.     try:
10.         dom = ET.fromstring(self._nmap_last_output)
11.     except Exception:
12.         pass
14.     # 扫描结果存储结构, get等方法拿到树中的数据
15.     scan_result["nmap"] = {
16.         "command_line": dom.get("args"),
17.         "scaninfo": {
18.             "timestr": dom.find("runstats/finished").get("timestr"),
19.             ......
20.         },
21.     }
23.     return scan_result

复制代码

在analyse_nmap_xml_scan函数中，它会从nmap_xml_output拿到nmap的xml效果输出，再利用xml.etree.ElementTree模块对nmap扫描生成的xml输出进行解析。利用fromstring方法将xml字符串转换为可操作的元素树，然后遍历树的各个元素，提取关键信息。
通过遍历xml树结构，提取诸如扫描命令行信息、扫描统计数据、主机详细信息。对于每个主机，分别解析其地点信息、主机名信息、端口信息以及脚本输出信息，并将这些信息按照层次结构存储在scan_result字典中，也就是scan函数末了返回的内容。
其实nmap提供5种差别的输出格式，默认的方式是interactive output发送给标准输出。但-oX -会让nmap输出xml到标准输出stdout，而xml输出对于程序处置处罚非常方便的。
PortScannerAsync类也很清晰，它利用PortScanner类进行端口扫描，multiprocessing库的Process类用于创建进程，以此实现异步扫描。
PortScannerAsync类简化后的代码逻辑：

1. def __scan_progressive__(self, hosts, ports, arguments, callback, timeout):
3.     # 此函数在一个单独的进程中执行扫描操作，并调用回调函数处理结果
4.     try:
5.         scan_data = self._nm.scan(host, ports, arguments, timeout)
6.     except Exception:
7.         scan_data = None
9.     if callback is not None:
10.         callback(host, scan_data)
11.     return
13. class PortScannerAsync(object):
15.     def __init__(self):
16.         self._process = None
17.         self._nm = PortScanner()   #创建一个PortScanner实例，用于执行扫描操作
18.         return
20.     def scan(self, hosts="127.0.0.1", ports=None, arguments="-sV", callback=None, timeout=0):
22.         if sys.version_info[0] == 2:
23.             ......
24.         else:
25.             ......
27.         self._process = Process(   # 创建一个新的进程对象，将 __scan_progressive__ 函数作为目标函数
28.             target=__scan_progressive__,
29.             args=(self, hosts, ports, arguments, callback, timeout),
30.         )
31.         self._process.daemon = True
32.         self._process.start()
34.         return

复制代码

__scan_progressive__函数，它是实行扫描任务和调用回调函数的核心部分，调用 self._nm.scan 方法进行扫描，调用 callback 函数以处置处罚扫描效果。
scan函数会创建一个新的进程并指定 _scan_progressive_ 函数作为目标函数，将自身实例、扫描参数和回调函数等传递给该函数。
在目标函数中，针对每个发现的主机，调用PortScanner实例的scan方法进行扫描，并在扫描完成后调用用户提供的回调函数，将主机信息和扫描效果传递给回调函数进行处置处罚。
PortScannerAsync还提供了一些管理进程的函数，用于扩展。

以上就是一个简单的分析，希望有点用吧。

参考文章
https://pypi.org/project/python-nmap/

如有错误，接待指正！o(￣▽￣)ブ

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