Libnids开发包介绍

 

Libnids开发包介绍

Libnids是一个用于网络入侵检测开发的专业编程接口,它使用了Libpcap所以它具有捕获数据包的功能。同时，Libnids提供了TCP数据流重组功能，所以对于分析基于TCP协议的各种协议Libnids都能胜任.Libnids还提供了对IP分片进行重组的功能，以及端口扫描检测和异常数据包检测功能。 Libnids数据结构 一.基本常量 1.报警类型 enum { NIDS_WARN_IP =1,  //IP数据包异常 NIDS_WARN_TCP,//TCP数据包异常 NIDS_WARN_UDP,//UDP数据包异常 NIDS_WARN_SCAN//表示有扫描攻击发生 } enum { NIDS_WARN_UNDEFINED=0, //表示未定义 NIDS_WARN_IP_OVERSIZED.//表示IP数据包超长 NIDS_WARN_IP_INVLIST,//表示无效的碎片队列 NIDS_WARN_IP_OVERLAP,//表示发生重叠 NIDS_WARN_IP_HDR,//表示无效IP首部，IP数据包发生异常 NIDS_WARN_IP_SRR,//表示源路由IP数据包 NIDS_WARN_TCP_TOOMUCH,//表示tcp数据个数太多，因为在libnids中在同一时刻捕获的tcp个数最大值为tcp连接参数的哈希表长度3/4   NIDS_WARN_TCP_HDR,//表示无效TCP首部，TCP数据包发生异常 NIDS_WARN_TCP_BIGAQUEUE,//表示TCP接收的队列数据过多 NIDS_WARN_TCP_BADFLAGS//表示错误标记 } 2.Libnids状态 在对TCP数据流进行重组时，必须考虑到TCP的连接状态，在Libnids中为了方便开发而定义了6种Libnids状态(描述的是连接的逻辑状态) #define NIDS_JUST_EST 1//表示tcp连接建立 #define NIDS_DATA 2  //表示接受数据的状态 #define NIDS_CLOSE 3 //表示tcp连接正常关闭 #define NIDS_RESET 4 //表示tcp连接被重置关闭 #define NIDS_TIMED_OUT 5 //表示由于超时tcp连接被关闭 #define NIDS_EXITING 6  //表示libnids正在退出 真正的TCP连接状态有11种 enum { TCP_ESTABLISHED=1, //表示ESTABLISH状态，TCP连接建立，开始传输数据 TCP_SYN_SENT,//表示syn_sent状态,主动打开 TCP_SYN_RECV,//表示syn_recv状态,接收SYN TCP_FIN_WAIT1,//表示FIN_WAIT_1状态 TCP_FIN_WAIT2,//表示FIN_WAIT2状态 TCP_TIME_WAIT//表示TIME_WAIT状态 TCP_ClOSE,//表示Closed状态 TCP_CLOSE_WAIT,//表示CLose_WAIT状态 TCP_LAST_ACK,//表示LAST_ACK状态 TCP_LISTEN,//表示LISTEN状态 TCP_CLOSING//表示CLOSING 状态 } 3.校验和，与此相关的常量定义如下： #define NIDS_DO_CHKSUM 0  //表示告诉Libnids要计算校验和 #define NIDS_DONT_CHKSUM 1//表示告诉LIbnids不需要计算校验和 二。数据结构 1.tuple4：此数据结构是Libnids中最基本的一种数据结构 struct tuple4 { u_short source;//源端口 u_short dest;//目标端口 u_int saddr; //源IP u_int daddr;//目的IP };//用于描述一个地址端口对，它表示发送方IP和端口以及接收方IP和端口 2.half_stream：此数据结构用来描述在tcp连接中一端的所有信息，可以使客户端也可以是服务端。 struct half_stream { char state;//表示套接字的状态,也就是tcp连接状态 char collect;//表示是否存储数据到data中,如果大于0就存储,否则忽略 char collect_urg;//是否存储紧急数据到urgdata中,如果大于0就存储,否则忽略 char *data;//存储正常接收的数据 int offset;//存储在data中数据的第一个字节的偏移量 int count;//表示从tcp连接开始已经存储到data中的数据的字节数 int count_new;//表示有多少新数据寸到data 中 int bufsize;// int rmem_alloc; int urg_count; u_int acked; u_int seq; u_int ack_seq; u_int first_data_seg; u_char urgdata;//用来存储紧急数据 u_char count_new_urg;//表示是否有新的紧急数据到达 u_char urg_seen; u_int urg_ptr; u_short window; u_char ts_on; u_int curr_ts; struct skbuff *list; struct skbuff *listtail; } 3.tcp_stream:描述的是一个TCP连接的所有信息 struct tcp_stream { struct tuple4 addr;//是一个tuple4类型的成员,它表示一个tcp连接的四个重要信息 char nids_state;//表示逻辑连接状态 struct lurker_node *listeners; struct half_stream client; struct half_stream server; struct tcp_stream *next_node; struct tcp_stream *prev_node; int hash_index; struct tcp_stream *next_time; struct tcp_stream *prev_time; int read; struct tcp_stream *next_free; };//描述了一个TCP连接的完整信息 4.nids_prm:描述libnids的一些全局参数信息 struct nids_prm { int n_tcp_streams;//表示哈西表大小,此哈西表用来存放tcp_stream数据结构, int n_hosts;//表示存放ip碎片信息的哈西表的大小 char *device; char *filename;//用来存储网络数据捕获文件.如果设置了文件,与此同时就应该设置成员device为null,默认值为NULL int sk_buff_size;//表示数据结构sk_buff的大小.数据结构sk_buff是linux内核中一个重要的数据结构,是用来进行数据包队列操作的 int dev_addon;//表示在数据结构sk_buff中用于网络接口上信息的字节数,如果是-1(默认值),那么libnids会根据不同的网络接口进行修正 void (*syslog)();//函数指针,默认值为nids_syslog()函数.在syslog中可以检测入侵攻击,如:网络扫描攻击 函数定义类型为nids_syslog(int type,int errnum,struct ip_header * iph,void *data) int syslog_level;//表示日志等级,默认值为LOG_ALERT. int scan_num_hosts;//表示存储端口扫描信息的哈西表的大小 int scan_delay;//表示在扫描检测中,两端口扫描的间隔时间 int scan_num_ports;//表示相同源地址必须扫描的tcp端口数目 void (*no_mem)(char *);//当libnids发生内存溢出时被调用 int (*ip_filter)();//函数指针,此函数可以用来分析ip数据包,当有ip数据包到达时,此函数被调用.默认值为nids_ip_filter,该函数的定义如下： static int nids_ip_filter(struct ip * x,int len) char *pcap_filter;//表示过滤规则 int promisc;//表示网卡模式,非0为混杂模式,否则为非混杂模式,默认值为1 int one_loop_less;//表示捕获数据返回的时间,以豪秒计算.默认值为1024 int pcap_timeout; }; 在Libnids中用nids_prm数据结构定义了一个全局变量nids_params,其定义和初始值如下: struct nids_prm nids_params={ 1040,//n_tcp_streams 256,//n_hosts NULL,//device NULL,//filename 168,//sk_buff_size -1,//dev_addon nids_syslog,//syslog() LOG_ALERT,//syslog_level 256,//scan_num_hosts 3000,//scan_delay 10,//scan_num_prots nids_no_mem,//no_mem() nids_ip_filter,//ip_filter NULL,//pcap_filter 1,//promisc 0,//one_loop_less 1024//pcap_timeout }在使用Libnids开发程序时,可以首先对nids_params全局变量的值进行修改,这样对整个Libnids就全部有效 5.nids_chksum_ctl:描述的是计算校验和 struct nids_chksum_ctl { u_int netaddr; u_int mask; u_int action;//表示动作,如果是NIDS_DO_CHKSUM,表示要计算校验和;如果是NIDS_DONT_CHKSUM表示不计算校验和 u_int reserved;      } 三.Libnids函数 1.基本函数 (1)int  nids_init(void);//对libnids进行初始化 (2)void nids_run(void);//运行Libnids,进入循环捕获数据包状态. (3)int nids_getfd(void);//获得文件描述号 (4)int nids_dispatch(int cnt)//功能是调用Libpcap中的捕获数据包函数pcap_dispatch(). (5)int nids_next(void)//调用Libpcap中的捕获数据包函数pcap_next() (6)void nids_register_chksum_ctl(struct nids_chksum_ctl *ptr,int nr)//决定是否计算校验和,它是根据数据结构nids_chksum_ctl中的action进行决定的 2.IP碎片函数 (1)void nids_register_ip_frag(void(*))//此函数的功能是注册一个能够检测所有IP数据包的回调函数,包括IP碎片 eg:nids_register_ip_frag(ip_frag_function); 这样就定义了一个回调函数ip_frag_function的定义类型如下: void ip_frag_function(struct ip *a_packet,int len) (2)void nids_register_ip(void(*))//此函数定义一个回调函数,此回调函数可以接受正常的IP数据包,eg: nids_register_ip(ip_function); 此回调函数的定义类型如下: void ip_function(struct ip * a_packet) 3.TCP数据流重组函数 (1)void nids_register_tcp(void(*)) 回调函数的功能是注册一个TCP连接的回调函数,回调函数的类型定义如下: void tcp_callback(struct tcp_stream *ns,void **param); 其中参数ns表示一个tcp连接的所有信息,它的类型是tcp_stream数据结构;参数param表示要传递的连接参数信息,可以指向一个TCP连接的私有数据 (2)void nids_killtcp(struct tcp_stream * a_tcp)//此函数功能是终止TCP连接 (3)void nids_discard(struct tcp_stream *a_tcp,int num)//丢弃num字节TCP数据,用于存储更多的数据 4.UDP注册函数 (1)void nids_register_udp(void(*)); 此函数的功能注册一个分析UDP协议的回调函数,回调函数的类型定义如下: void udp_callback(struct tuple4 *addr,char *buf,int len,struct ip * iph); 其中参数addr表示的是端口的信息,参数buf表示UDP协议负载数据内容,参数len 表示UDP负载数据的长度;参数iph表示一个IP数据包,包括IP首部,UDP首部以及UDP负载内容 利用Libnids开发的流程 用函数nids_init()进行初始化。 然后注册相应的回调函数。不同的回调函数实现不同的功能 最后利用函数nids_run()进入循环捕获数据包的状态。