python-nmap實現(xiàn)python利用nmap進行掃描分析

更新時間：2024年12月31日 08:31:23 作者：smileleooo

Nmap是一個非常用的網(wǎng)絡(luò)/端口掃描工具,如果想將nmap集成進你的工具里,可以使用python-nmap這個python庫,它提供了一個簡單的接口來使用nmap進行掃描,下面我們來看看python-nmap的具體應(yīng)用吧

前言

Nmap是一個非常用的網(wǎng)絡(luò)/端口掃描工具，如果想將nmap集成進你的工具里?？梢允褂胮ython-nmap這個python庫，它提供了一個簡單的接口來使用nmap進行掃描。

python-nmap的基本使用

在安裝這個模塊之前，請?zhí)崆鞍惭b好nmap工具，python-nmap模塊自身不提供任何掃描功能，只是提供一個接口來使用namp。

pip install python-nmap

目前最新版本是0.7.1支持python3，python2的版本詳細參考：https://pypi.org/project/python-nmap/

PortScanner掃描

python-nmap其中的一個核心類是PortScanner，它負責與nmap掃描器進行交互，用于執(zhí)行掃描并管理掃描結(jié)果。

首先需要創(chuàng)建一個PortScanner實例：

import nmap
nm = nmap.PortScanner()

執(zhí)行掃描：

使用 scan() 方法執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)掃描?？梢灾付繕酥鳈C、端口范圍、掃描類型等參數(shù)。

def scan(  # NOQA: CFQ001, C901
    self, hosts="127.0.0.1", ports=None, arguments="-sV", sudo=False, timeout=0
):
    """
    :param hosts: 主機字符串，如 nmap 使用的 'scanme.nmap.org' 或 '198.116.0-255.1-127' 或 '216.163.128.20/20'
    :param ports: 端口字符串，如 nmap 使用的 '22,53,110,143-4564'
    :param arguments: nmap 參數(shù)字符串 '-sU -sX -sC'
    :param sudo: 如果為 True，則使用 sudo 啟動 nmap
    :param timeout: 整數(shù)，如果大于零，將在指定秒數(shù)后終止掃描，否則將無限期等待
    :returns: 掃描結(jié)果作為字典
    """

例如掃描主機和端口，scan() 返回一個字典作為掃描結(jié)果。

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

獲取掃描結(jié)果：

PortScanner封裝了一系列方法，可以方便的獲取掃描結(jié)果中我們想要的數(shù)據(jù)，而不需要去手動的解析上面返回的這一長串字典數(shù)據(jù)。

1、all_hosts() 獲取所有掃描的主機

all_hosts = nm.all_hosts()

返回一個排序后的列表，包含所有掃描的ip地址。

['192.168.88.150']

2、command_line() 獲取當前用于掃描的nmap命令

command_line = nm.command_line()

返回當前的掃描命令，這里的參數(shù)列表中的 -oX - 它會讓nmap的把xml格式作為標準輸出。

nmap -oX - -p 22 -sV 192.168.88.150

3、scaninfo() 獲取當前掃描信息

scaninfo = nm.scaninfo()

返回一個當前掃描信息的字典。

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

4、scanstats() 獲取掃描統(tǒng)計信息

scan_stats = nm.scanstats()

返回一個當前描統(tǒng)計信息的字典，包括掃描時間等。

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

5、has_host() 檢查特定主機是否被掃描

has_host = nm.has_host("192.168.88.150")

如果有掃描結(jié)果返回True，否則返回False。

6、以 CSV 格式獲取掃描結(jié)果

csv_result = nm.csv()

返回csv格式的文本輸出。

host;hostname;hostname_type;protocol;port;name;state;product;extrainfo;reason;version;conf;cpe
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

寫一個小案例，掃描一個網(wǎng)段內(nèi)的所有存活主機。

import nmap

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}')

除了上述PortScanner類提供的幾個基本方法，其實還可以更加靈活的運用。

PortScannerAsync異步掃描

對于需要同時掃描多個主機或端口范圍的情況，使用PortScanner同步掃描，并不是一個好辦法。好在python-nmap提供了一個異步掃描的方案，PortScannerAsync使用多進程技術(shù)異步掃描，避免同步掃描可能導(dǎo)致的阻塞，提高了掃描效率。

首先需要創(chuàng)建一個PortScannerAsync實例：

import nmap
nm_async = nmap.PortScannerAsync()

同樣是使用 scan() 方法執(zhí)行掃描：

def scan(  # NOQA: CFQ002
    self,
    hosts="127.0.0.1",
    ports=None,
    arguments="-sV",
    callback=None,
    sudo=False,
    timeout=0,
):
    """
	:param hosts: 主機字符串，格式與 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'。
	:param ports: 端口字符串，格式與 nmap 使用的格式相同，例如 '22,53,110,143-4564'。
	:param arguments: nmap 的參數(shù)字符串，例如 '-sU -sX -sC'。
	:param callback: 回調(diào)函數(shù)，該函數(shù)以（主機，掃描數(shù)據(jù)）作為參數(shù)。
	:param sudo: 如果為真，則使用 sudo 啟動 nmap。
	:param timeout: 整數(shù)，如果大于零，將會在指定秒數(shù)之后終止掃描，否則將無限期等待。
	"""

和PortScanner的scan()很類似，但是多了一個callback參數(shù)，需要傳一個回調(diào)函數(shù)，用于掃描結(jié)束后的結(jié)果處理。

import nmap

# 定義回調(diào)函數(shù)（掃描結(jié)果處理）
def scan_callback(host, data):
	"""
	:param host: 掃描完主機ip地址
	:param data：掃描結(jié)果
	"""
    print(host, data)

nm_async = nmap.PortScannerAsync()
hosts = '192.168.88.0/24'
ports = '1-1000'
arguments = '-sS'

if __name__ == '__main__':
	# 創(chuàng)建一個新的進程掃描，避免主進程阻塞
    nm_async.scan(hosts, ports, arguments, callback=scan_callback)

    while nm_async.still_scanning():
		# still_scanning判斷是否還在掃描
        print("scanning...")
        nm_async.wait(1)

使用異步掃描，類似于放到后臺掃描，避免了一直阻塞主進程。當然使用Process和PortScanner也可以實現(xiàn)一樣的效果，PortScannerAsync是python-nmap封裝好了，開箱即用。

python-nmap的源碼分析

python-nmap其實已經(jīng)比較完善了，但是如果想用做一些二次開發(fā)，不妨來看看源碼，分析分析它的的工作流程。

這里主要看一下PortScanner和PortScannerAsync這兩類。其中PortScanner是python-nmap的核心類，scan方法又是PortScanner的核心方法，其實只要了解了scan方法就知道python-nmap的整個邏輯了。

PortScanner的全貌：

后面6個函數(shù)前面介紹過，前面的幾個函數(shù)主要也是為scan函數(shù)服務(wù)的，重點看scan函數(shù)。

scan函數(shù)的邏輯并不復(fù)雜，簡單說，接收用戶輸入，構(gòu)建完整的nmap命令行參數(shù)列表，交給nmap掃描，獲取nmap掃描結(jié)果，解析掃描結(jié)果并返回。

scan函數(shù)簡化后的代碼邏輯：

def scan(self, hosts="127.0.0.1", ports=None, arguments="-sV", sudo=False, timeout=0):

    # 對輸入?yún)?shù)（主機、端口、掃描參數(shù)等）進行類型檢查和合法性驗證
    if sys.version_info[0] == 2:
        ......
    else:
        ......

    # shlex模塊對主機和掃描參數(shù)進行分割處理
    h_args = shlex.split(hosts)
    f_args = shlex.split(arguments)

    # 構(gòu)建完整的nmap命令行參數(shù)列表
    args = ([self._nmap_path, "-oX", "-"] + h_args + ["-p", ports] * (ports is not None) + f_args)

    # 啟動nmap進程
    p = subprocess.Popen(args, bufsize=100000, stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE,
						stderr=subprocess.PIPE,)


    # 超時處理
    if timeout == 0:
        (self._nmap_last_output, nmap_err) = p.communicate()
    else:
        ......

    return self.analyse_nmap_xml_scan(nmap_xml_output=self._nmap_last_output,  nmap_err=nmap_err)

它首先對輸入?yún)?shù)（主機、端口、掃描參數(shù)等）進行類型檢查和合法性驗證，確保符合nmap命令的要求。
然后，使用shlex模塊對主機和掃描參數(shù)進行分割處理，構(gòu)建完整的nmap命令行參數(shù)列表。
在執(zhí)行掃描過程中，通過subprocess.Popen啟動nmap進程，并根據(jù)設(shè)置的超時時間等待掃描完成或進行超時處理。
構(gòu)建nmap命令行參數(shù)列把XML格式作為標準輸出。所以定義一個analyse_nmap_xml_scan函數(shù)來解析nmap的xml輸出，該函數(shù)會將nmap生成的xml掃描結(jié)果解析為一個結(jié)構(gòu)化的Python字典。

掃描結(jié)果的解析與存儲也是重要一環(huán)，它在analyse_nmap_xml_scan函數(shù)實現(xiàn)。

analyse_nmap_xml_scan函數(shù)簡化后的代碼邏輯：

def analyse_nmap_xml_scan( self, nmap_xml_output=None, nmap_err=nmap_err):

    if nmap_xml_output is not None:
        self._nmap_last_output = nmap_xml_output

    scan_result = {}

    # 將XML字符串轉(zhuǎn)換為元素樹
    try:
        dom = ET.fromstring(self._nmap_last_output)
    except Exception:
        pass

    # 掃描結(jié)果存儲結(jié)構(gòu), get等方法拿到樹中的數(shù)據(jù)
    scan_result["nmap"] = {
        "command_line": dom.get("args"),
        "scaninfo": {
            "timestr": dom.find("runstats/finished").get("timestr"),
            ......
        },
    }

    return scan_result

在analyse_nmap_xml_scan函數(shù)中，它會從nmap_xml_output拿到nmap的xml結(jié)果輸出，再使用xml.etree.ElementTree模塊對nmap掃描生成的xml輸出進行解析。使用fromstring方法將xml字符串轉(zhuǎn)換為可操作的元素樹，然后遍歷樹的各個元素，提取關(guān)鍵信息。

通過遍歷xml樹結(jié)構(gòu)，提取諸如掃描命令行信息、掃描統(tǒng)計數(shù)據(jù)、主機詳細信息。對于每個主機，分別解析其地址信息、主機名信息、端口信息以及腳本輸出信息，并將這些信息按照層次結(jié)構(gòu)存儲在scan_result字典中，也就是scan函數(shù)最后返回的內(nèi)容。

其實nmap提供5種不同的輸出格式，默認的方式是interactive output發(fā)送給標準輸出。但-oX -會讓nmap輸出xml到標準輸出stdout，而xml輸出對于程序處理非常方便的。

PortScannerAsync類也很清晰，它使用PortScanner類進行端口掃描，multiprocessing庫的Process類用于創(chuàng)建進程，以此實現(xiàn)異步掃描。

PortScannerAsync類簡化后的代碼邏輯：

def __scan_progressive__(self, hosts, ports, arguments, callback, timeout):

    # 此函數(shù)在一個單獨的進程中執(zhí)行掃描操作，并調(diào)用回調(diào)函數(shù)處理結(jié)果
    try:
        scan_data = self._nm.scan(host, ports, arguments, timeout)
    except Exception:
        scan_data = None

    if callback is not None:
        callback(host, scan_data)
    return

class PortScannerAsync(object):

    def __init__(self):
        self._process = None
        self._nm = PortScanner()   #創(chuàng)建一個PortScanner實例，用于執(zhí)行掃描操作
        return

    def scan(self, hosts="127.0.0.1", ports=None, arguments="-sV", callback=None, timeout=0):

        if sys.version_info[0] == 2:
            ......
        else:
            ......

        self._process = Process(   # 創(chuàng)建一個新的進程對象，將 __scan_progressive__ 函數(shù)作為目標函數(shù)
            target=__scan_progressive__,
            args=(self, hosts, ports, arguments, callback, timeout),
        )
        self._process.daemon = True
        self._process.start()

        return

__scan_progressive__函數(shù)，它是執(zhí)行掃描任務(wù)和調(diào)用回調(diào)函數(shù)的核心部分，調(diào)用 self._nm.scan 方法進行掃描，調(diào)用 callback 函數(shù)以處理掃描結(jié)果。

scan函數(shù)會創(chuàng)建一個新的進程并指定 _scan_progressive_ 函數(shù)作為目標函數(shù)，將自身實例、掃描參數(shù)和回調(diào)函數(shù)等傳遞給該函數(shù)。

在目標函數(shù)中，針對每個發(fā)現(xiàn)的主機，調(diào)用PortScanner實例的scan方法進行掃描，并在掃描完成后調(diào)用用戶提供的回調(diào)函數(shù)，將主機信息和掃描結(jié)果傳遞給回調(diào)函數(shù)進行處理。

PortScannerAsync還提供了一些管理進程的函數(shù)，用于擴展。