Nmap 指纹识别

什么是OS指纹？

生活中，我们可以根据人的音色判断他是哪一个人（前提是你熟悉的人）。在我们网络世界中，判断与之通信的计算机上运行的操作系统类型十分重要，这一工作主要应用在信息收集阶段。这里使用nmap工具进行操作系统指纹识别，不同的工具（Xprobe2）进行指纹识别使用的格式略有差异

Nmap通过TCP/IP协议栈的指纹信息来识别目标主机的操作系统信息，其主要是利用了RFC标准中，没有强制规范TCP/IP的某些实现,于是不同的系统中TCP/IP的实现方案可能都有其特定的方式，这些细节上的差异，给nmap识别操作系统信息提供了方案。通过 Nmap 进行操作系统检测时，会从数据库（nmap-os-db）中读取数千个序列化指纹并对其进行匹配，根据匹配结果判断出该操作系统类型是最高概率的那一种

• Nmap的工作原理 使用 TCP/IP 协议栈指纹来判断目标主机的操作系统类型

  1. 进行端口扫描：找出一个开放的TCP端口、一个关闭的TCP端口和一个关闭的UDP端口

  2. 构造不同的数据包发送给目标主机

  3. 根据测试结果建立相应的目标主机的 Nmap 指纹，再与指纹库进行查找匹配
  4. 得出目标主机的OS类型

• OS指纹是其一系列特征的取值

  Nmap格式

  • OS标识（参量）=（特征段1，特征段2，...，特征段n)
  • 特征段i = (特征元1，特征元2，...，特征元n)

• OS指纹类型

  • 参考指纹（reference fingerprints）：数据库中已知的操作系统指纹
  • 主体指纹（subject fingerprint）：实际进行检测的操作系统指纹

OS指纹中特征段含义

OS指纹实例

• 参照指纹

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Fingerprint Apple iOS 5.1.1
Class Apple | iOS | 5.X | media device
CPE cpe:/o:apple:iphone_os:5.1.1 auto
Class Apple | iOS | 5.X | phone
CPE cpe:/o:apple:iphone_os:5.1.1 auto
SEQ(SP=FE-108%GCD=1-6%ISR=104-10E%TI=RD%CI=RI%II=RI%TS=A)
OPS(O1=M56CNW4NNT11SLL%O2=M56CNW4NNT11SLL%O3=M56CNW4NNT11%O4=M56CNW4NNT11SLL%O5=M56CNW4NNT11SLL%O6=M56CNNT11SLL)
WIN(W1=FFFF%W2=FFFF%W3=FFFF%W4=FFFF%W5=FFFF%W6=FFFF)
ECN(R=Y%DF=Y%T=3B-45%TG=40%W=FFFF%O=M56CNW4SLL%CC=N%Q=)
T1(R=Y%DF=Y%T=3B-45%TG=40%S=O%A=S+%F=AS%RD=0%Q=)
T2(R=N)
T3(R=N)
T4(R=N)
T5(R=Y%DF=N%T=3B-45%TG=40%W=0%S=Z%A=S+%F=AR%O=%RD=0%Q=)
T6(R=Y%DF=Y%T=3B-45%TG=40%W=0%S=A%A=Z%F=R%O=%RD=0%Q=)
T7(R=N)
U1(DF=N%T=3B-45%TG=40%IPL=38%UN=0%RIPL=G%RID=G%RIPCK=G%RUCK=0%RUD=G)
IE(DFI=S%T=3B-45%TG=40%CD=S)

• 参照指纹结构解释

• 主体指纹 ¹

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  OS:SCAN(V=5.05BETA1%D=8/23%OT=22%CT=1%CU=42341%PV=N%DS=0%DC=L%G=Y%TM=4A91CB OS:90%P=i686-pc-linux-gnu)SEQ(SP=C9%GCD=1%ISR=CF%TI=Z%CI=Z%II=I%TS=A)OPS(O1 OS:=M400CST11NW5%O2=M400CST11NW5%O3=M400CNNT11NW5%O4=M400CST11NW5%O5=M400CS OS:T11NW5%O6=M400CST11)WIN(W1=8000%W2=8000%W3=8000%W4=8000%W5=8000%W6=8000) OS:ECN(R=Y%DF=Y%T=40%W=8018%O=M400CNNSNW5%CC=N%Q=)T1(R=Y%DF=Y%T=40%S=O%A=S+ OS:%F=AS%RD=0%Q=)T2(R=N)T3(R=Y%DF=Y%T=40%W=8000%S=O%A=S+%F=AS%O=M400CST11NW OS:5%RD=0%Q=)T4(R=Y%DF=Y%T=40%W=0%S=A%A=Z%F=R%O=%RD=0%Q=)T5(R=Y%DF=Y%T=40%W OS:=0%S=Z%A=S+%F=AR%O=%RD=0%Q=)T6(R=Y%DF=Y%T=40%W=0%S=A%A=Z%F=R%O=%RD=0%Q=) OS:T7(R=Y%DF=Y%T=40%W=0%S=Z%A=S+%F=AR%O=%RD=0%Q=)U1(R=Y%DF=N%T=40%IPL=164%U OS:N=0%RIPL=G%RID=G%RIPCK=G%RUCK=G%RUD=G)IE(R=Y%DFI=N%T=40%CD=S)

• 整理过后 ²

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  SCAN(V=5.05BETA1%D=8/23%OT=22%CT=1%CU=42341%PV=N%DS=0%DC=L%G=Y%TM=4A91CB90%P=i686-pc-linux-gnu) SEQ(SP=C9%GCD=1%ISR=CF%TI=Z%CI=Z%II=I%TS=A) OPS(O1=M400CST11NW5%O2=M400CST11NW5%O3=M400CNNT11NW5%O4=M400CST11NW5%O5=M400CST11NW5%O6=M400CST11) WIN(W1=8000%W2=8000%W3=8000%W4=8000%W5=8000%W6=8000) ECN(R=Y%DF=Y%T=40%W=8018%O=M400CNNSNW5%CC=N%Q=) T1(R=Y%DF=Y%T=40%S=O%A=S+%F=AS%RD=0%Q=) T2(R=N) T3(R=Y%DF=Y%T=40%W=8000%S=O%A=S+%F=AS%O=M400CST11NW5%RD=0%Q=) T4(R=Y%DF=Y%T=40%W=0%S=A%A=Z%F=R%O=%RD=0%Q=) T5(R=Y%DF=Y%T=40%W=0%S=Z%A=S+%F=AR%O=%RD=0%Q=) T6(R=Y%DF=Y%T=40%W=0%S=A%A=Z%F=R%O=%RD=0%Q=) T7(R=Y%DF=Y%T=40%W=0%S=Z%A=S+%F=AR%O=%RD=0%Q=) U1(R=Y%DF=N%T=40%IPL=164%UN=0%RIPL=G%RID=G%RIPCK=G%RUCK=G%RUD=G) IE(R=Y%DFI=N%T=40%CD=S)

OS指纹匹配计算

算法：匹配特征段

原则

1. 如对象与目标的特征元组的某特征元素相同，则匹配判断为1，否则判断为0
2. 首先遵循”优先排他“原则

• 首先匹配上某一个特征元，其余特征元才存在可匹配的理由；否则忽略并跳过此特征段的其余特征元

1. 其次遵循”最大匹配“原则

• 合取参照特征段与目标特征段内所有特征元的并集
  • 求并集的模数（并集的总个数）作为分母

注意

1. 这种 O=%RD=0%Q= 情况表示O=和Q=两个测试元被赋予”空“值
2. 一个空白的测试值匹配另一个空白值

实例

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参考指纹：T1(R=Y%DF=Y%T=3B-45%TG=40%S=O%A=S+%F=AS%RD=0)
主体指纹：T1(R=Y%DF=N%T=FA-104%TG=FF%S=O%A=S+%F=AS%RD=0%Q=)
T1中特征元匹配率：5/9 = 55.56%

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3

参考指纹：T2(R=N)
主体指纹：T2(R=Y%DF=N%T=FA-104%TG=FF%W=0%S=A%A=S%F=APR%O=%RD=0%Q=)
T2中特征元匹配率：0%

Ref.

• nmap-os-db
• 特征段含义
• 自定义flag扫描