使用Go编写一个简单的TCP端口扫描器

Natro922024-08-212024-08-30

最近在 b 站上刷到了一个用 go 做工具的视频，正巧之前下到过相关的电子书，这里正好学习学习。

基础学习

测试端口可用性

正常 nmap 扫描测试 1-1024 端口：

nmap -p 1-1024 scanme.nmap.org
Starting Nmap 7.94 ( https://nmap.org ) at 2024-08-19 18:37 中国标准时间
Nmap scan report for scanme.nmap.org (45.33.32.156)
Host is up (0.22s latency).
Not shown: 1016 closed tcp ports (reset)
PORT    STATE    SERVICE
22/tcp  open     ssh
79/tcp  filtered finger
80/tcp  open     http
111/tcp filtered rpcbind
135/tcp filtered msrpc
137/tcp filtered netbios-ns
139/tcp filtered netbios-ssn
445/tcp filtered microsoft-ds

package main

import (
 "fmt"
 "net"
)

func main() {
 for i := 1; i <= 1024; i++ {
  address := fmt.Sprintf("scanme.nmap.org:%d", i)
  conn, err := net.Dial("tcp", address)
  fmt.Println("Trying to connect to ", address)
  if err != nil {
   continue
  }
  err1 := conn.Close()
  if err1 != nil {
   return
  }
  fmt.Printf("port %d is opened\n", i)
 }
}

由于网络等等原因，这需要不少时间，大概 1min 才能从 0 跑到 22 端口。

但这样是可以得到预期的结果的。

执行非并发扫描

如果按照简单的思路使用 Goroutine 来执行匿名函数：

package main

import (
 "fmt"
 "net"
 "sync"
)

func main() {
 for i := 1; i <= 1024; i++ {
  go func(j int) {
   address := fmt.Sprintf("scanme.nmap.org:%d", i)
   conn, err := net.Dial("tcp", address)
   fmt.Println("Trying to connect to ", address)
   if err != nil {
    return
   }
   err1 := conn.Close()
   if err1 != nil {
    return
   }
   fmt.Printf("port %d is opened\n", i)
  }(i)
 }
}

但这样只会立即退出，为每个连接都创建一个 goroutine，主 goroutine 不会等待连接发生，这个是不是很眼熟，如果你在 python 的某些情况下这样写的话，也会出现这种情况。然后 for 循环立即退出。
这里可以使用 sync 包的WaitGroup方法，来控制并发线程的安全，通过调用计数器，来保证程序不会在完成之前退出。

package main

import (
 "fmt"
 "net"
 "sync"
)

func main() {
 var wg sync.WaitGroup
 for i := 1; i <= 1024; i++ {
  wg.Add(1)
  go func(j int) {
   // * 当前函数执行完毕后，wg.Done()会将wg的计数器减1
   defer wg.Done()
   address := fmt.Sprintf("scanme.nmap.org:%d", i)
   conn, err := net.Dial("tcp", address)
   fmt.Println("Trying to connect to ", address)
   if err != nil {
    return
   }
   err1 := conn.Close()
   if err1 != nil {
    return
   }
   fmt.Printf("port %d is opened\n", i)
  }(i)
 }
 wg.Wait()
}

但是似乎这个结果还是有问题。只能扫出来部分正确结果，而且有误报。

使用工人池

package main

import (
 "fmt"
 "sync"
)

// 定义名为worker的函数，用于接收整数类型的channel，并等待一个WaitGroup
func worker(ports chan int, wg *sync.WaitGroup) {
 // 从ports channel接收整数
 for p := range ports {
  // 打印从channel接收到的整数
  fmt.Println(p)
  wg.Done()
 }
}

func main() {
 // 创建一个缓存大小为100的整数channel
 ports := make(chan int, 100)
 var wg sync.WaitGroup
 // 启动cap(ports)个worker协程来并发处理ports channel中的数据
 for i := 0; i < cap(ports); i++ {
  // 启动一个worker协程
  go worker(ports, &wg)
 }
 for i := 1; i <= 1024; i++ {
  // 每生成一个任务，调用wg的Add方法，通知WaitGroup有一个新任务加入
  wg.Add(1)
  // 将整数i发送到ports channel
  ports <- i
 }
 // 等待所有任务完成
 wg.Wait()
 // 关闭ports channel
 close(ports)
}