这是一个端口扫描器。理论上它可以在 5 分钟内扫描整个 Internet，从一台机器每秒传输 1000 万个数据包。

它的用法（参数、输出）类似于nmap端口扫描器。支持对多台机器进行广泛扫描，但不支持对单台机器进行深入扫描。

在内部，它采用异步传输，像类似于端口扫描器 scanrand，unicornscan和ZMap。它更灵活，允许任意端口和地址范围。

注意： masscan 使用它自己的ad hoc TCP/IP 堆栈。除了简单的端口扫描之外的任何其他操作都可能导致与本地 TCP/IP 堆栈发生冲突。也就是说需要使用–src-ip从不同 IP 地址运行的选项，或用于–src-port配置 masscan 使用的源端口，然后还配置内部防火墙（如pf或iptables）以将这些端口与操作系统的其余部分隔开。

安装

除了 C 编译器（例如gcc 或clang）之外，它实际上没有任何依赖项。

sudo apt-get --assume-yes install git make gccgit clone https://github.com/robertdavidgraham/masscancd masscanmake

二进制在masscan/bin子目录中。

make install

源代码由许多小文件组成，因此使用多线程构建可以加快构建速度。

make -j 用法

用法类似于nmap. 要扫描某些端口的网段：

# masscan -p80,8000-8100 10.0.0.0/8 2603:3001:2d00:da00::/112

这会：

扫描10.x.x.x子网和2603:3001:2d00:da00::x子网 扫描两个子网上的端口 80 和范围 8000 到 8100，或总共 102 个端口 <stdout>可以重定向到文件的打印输出

要查看完整的选项列表，请使用该–echo功能。这将转储当前配置并退出。此输出可用作返回到程序的输入：

# masscan -p80,8000-8100 10.0.0.0/8 2603:3001:2d00:da00::/112 --echo > xxx.conf# masscan -c xxx.conf --rate 1000 横幅信息

Masscan 可以做的不仅仅是检测端口是否打开。它还可以在该端口完成与应用程序的 TCP 连接和交互，以获取简单的“横幅”信息。

Masscan 支持以下协议的横幅检查：

FTP HTTP IMAP4 memcached POP3 SMTP SSH SSL SMBv1 SMBv2 Telnet RDP VNC

问题是masscan 包含自己的 TCP/IP 堆栈，与系统分开。当本地系统收到来自探测目标的 SYN-ACK 时，它会响应一个 RST 数据包，在 masscan 获取横幅之前终止连接。

防止这种情况的最简单方法是为 masscan 分配一个单独的 IP 地址。这将类似于以下示例之一：

# masscan 10.0.0.0/8 -p80 --banners --source-ip 192.168.1.200 # masscan 2a00:1450:4007:810::/112 -p80 --banners --source-ip 2603:3001:2d00:da00:91d7:b54:b498:859d

选择的源地址必须位于本地子网上，否则不能被其他系统使用。Masscan 会警告你你犯了一个错误，但你可能已经搞砸了另一台机器的通信几分钟，所以要小心。

在某些情况下，例如 WiFi，这是不可能的。在这些情况下，可以对 masscan 使用的端口设置防火墙。这可以防止本地 TCP/IP 堆栈看到数据包，但 masscan 仍然可以看到它，因为它绕过了本地堆栈。对于 Linux，这看起来像：

# iptables -A INPUT -p tcp --dport 61000 -j DROp# masscan 10.0.0.0/8 -p80 --banners --source-port 61000

您可能希望选择与 Linux 可能为源端口选择的端口不冲突的端口。您可以查看 Linux 使用的范围，并通过查看文件重新配置该范围：

/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range

在最新版本的 Kali Linux（2018-8 月）上，该范围是 32768 到 60999，因此您应该选择低于 32768 或 61000 及以上的端口。

设置iptables规则仅持续到下一次重新启动。您需要根据您的发行版查找如何保存配置，例如使用iptables-save 和/或iptables-persistent.

在 Mac OS X 和 BSD 上，有类似的步骤。要找出要避免的范围，请使用如下命令：

# sysctl net.inet.ip.portrange.first net.inet.ip.portrange.last

在 FreeBSD 和较旧的 MacOS 上，使用ipfw命令：

# sudo ipfw add 1 deny tcp from any to any 40000 in# masscan 10.0.0.0/8 -p80 --banners --source-port 40000

在较新的 MacOS 和 OpenBSD 上，使用pf包过滤实用程序。编辑文件/etc/pf.conf以添加如下一行：

block in proto tcp from any to any port 40000

然后要启用防火墙，请运行以下命令：

# pfctrl -E

如果防火墙已在运行，则使用以下命令重新启动或重新加载规则：

# pfctl -f /etc/pf.conf

Windows 不响应 RST 数据包，因此这两种技术都不是必需的。然而，masscan 仍然被设计为使用它自己的 IP 地址最好地工作，所以你应该尽可能地以这种方式运行，即使它不是绝对必要的。

其他检查也需要同样的事情，例如–heartbleed检查，这只是横幅检查的一种形式。

如何扫描整个互联网

虽然对于较小的内部网络很有用，但该程序的设计确实考虑到了整个 Internet。它可能看起来像这样：

# masscan 0.0.0.0/0 -p0-65535

扫描整个互联网是体验糟糕的。一方面，互联网的某些部分对被扫描的反应很差。另一方面，某些站点会跟踪扫描并将您添加到禁止列表中，这将使您免受 Internet 有用部分的影响。因此，您要排除很多范围。要将范围列入黑名单或排除范围，您需要使用以下语法：

# masscan 0.0.0.0/0 -p0-65535 --excludefile exclude.txt

这只是将结果打印到命令行。您可能希望将它们保存到文件中。因此，您需要类似的东西：

# masscan 0.0.0.0/0 -p0-65535 -oX scan.xml

这会将结果保存在 XML 文件中，让您可以轻松地将结果转储到数据库或其他内容中。

但是，这仅以 100 个数据包/秒的默认速率进行，这将花费很长时间来扫描 Internet。你需要加快速度：

# masscan 0.0.0.0/0 -p0-65535 --max-rate 100000

这将速率提高到 100,000 个数据包/秒，这将在每个端口大约 10 小时（如果扫描所有端口则为 655,360 小时）内扫描整个 Internet（不包括）。

与 Nmap 的比较

Masscan 是为多台机器的大范围扫描而设计的，而 nmap 是为单台机器或小范围的密集扫描而设计的。

两个重要的区别是：

没有要扫描的默认端口，必须指定 -p <ports> 目标主机是 IP 地址或简单范围，而不是 DNS 名称，也不是nmap可以使用的时髦子网范围（如10.0.0-255.0-255）。

可以masscan将以下设置视为永久启用：

-sS: 这仅做 SYN 扫描（目前，将来会改变） -Pn: 不首先 ping 主机，这是异步操作的基础 -n: 没有发生 DNS 解析 –randomize-hosts：扫描完全随机，总是，你不能改变这个 –send-eth: 使用 raw 发送 libpcap

如果您需要其他nmap兼容设置的列表，请使用以下命令：

# masscan --nmap 传输速率（重要！！）

这个程序非常快地发出数据包。在 Windows 或 VM 上，它可以每秒处理 300,000 个数据包。在 Linux（无虚拟化）上，它将每秒处理 160 万个数据包。这速度足以融化大多数网络。

默认情况下，速率设置为 100 个数据包/秒。要将速率提高到一百万，请使用类似–rate 1000000.

扫描 IPv4 Internet 时，您将扫描大量子网，因此即使有很高的数据包出去率，每个目标子网也会收到少量传入数据包。

但是，通过 IPv6 扫描，您将倾向于关注具有数十亿个地址的单个目标子网。因此，您的默认行为将淹没目标网络。网络经常在 masscan 产生的负载下崩溃。

怎么设计的 代码布局

文件main.c包含该main()函数。它还包含transmit_thread()和receive_thread()功能。这些函数已被故意扁平化并进行了大量注释，以便您可以通过逐行逐行浏览每个函数来阅读程序的设计。

异步

这是一个异步设计。它具有独立的发送和接收线程，这些线程在很大程度上彼此独立。

因为它是异步的，所以它的运行速度与底层数据包传输允许的一样快。

随机化

Masscan 与其他扫描仪的主要区别在于它随机化目标的方式。

基本原则是有一个从零开始的单个索引变量，每次探测都增加 1。在 C 代码中，这表示为：

for (i = 0; i < range; i++) { scan(i);}

我们必须将索引转换为 IP 地址。假设您要扫描所有“私有”IP 地址。那将是范围表，例如：

192.168.0.0/1610.0.0.0/8172.16.0.0/12

在此示例中，前 64k 索引附加到 192.168.xx 以形成目标地址。然后，将接下来的 1600 万附加到 10.xxx 范围内的其余索引应用到 172.16.xx

在这个例子中，我们只有三个范围。在扫描整个 Internet 时，我们实际上有 100 多个范围。那是因为您必须将许多子范围列入黑名单或排除在外。这将所需的范围切成数百个较小的范围。

这是代码中最慢的部分之一。我们每秒传输 1000 万个数据包，并且必须为每个探测将索引变量转换为 IP 地址。我们通过在少量内存中进行“二分搜索”来解决这个问题。在此数据包速率下，缓存效率开始超过算法效率。理论上有很多更有效的技术，但它们都需要太多的内存，以至于在实践中会变慢。

我们将把索引转换成 IP 地址的pick()函数。在使用中，它看起来像：

for (i = 0; i < range; i++) { ip = pick(addresses, i); scan(ip);}

Masscan 不仅支持 IP 地址范围，还支持端口范围。这意味着我们需要从索引变量中选择 IP 地址和端口。这是相当简单的：

range = ip_count * port_count;for (i = 0; i < range; i++) { ip = pick(addresses, i / port_count); port = pick(ports, i % port_count); scan(ip, port);}

这导致代码的另一个昂贵部分。在 x86 CPU 上，除法/模数指令大约为 90 个时钟周期或 30 纳秒。当以 1000 万个数据包/秒的速率传输时，我们每个数据包只有 100 纳秒。我认为没有办法更好地优化它。幸运的是，两个这样的操作可以同时执行，因此执行其中两个操作（如上所示）并不比执行一个更昂贵。

对于上面的性能问题其实有一些简单的优化，但是都依赖于i++索引变量增加。实际上，我们需要随机化这个变量。我们需要随机化我们扫描的 IP 地址的顺序。我们需要将流量均匀地分布在目标上。

随机化的方式是简单地加密索引变量。根据定义，加密是随机的，并在原始索引变量和输出之间创建一对一的映射。这意味着当我们线性地遍历范围时，输出的 IP 地址是完全随机的。在代码中，这看起来像：

range = ip_count * port_count;for (i = 0; i < range; i++) { x = encrypt(i); ip = pick(addresses, x / port_count); port = pick(ports, x % port_count); scan(ip, port);}

这也有很大的成本。由于范围是不可预测的大小，而不是很好的 2 的偶次幂，因此我们不能使用廉价的二进制技术，如 AND (&) 和 XOR (^)。相反，我们必须使用昂贵的操作，例如 MODULUS (%)。在我当前的基准测试中，加密变量需要 40 纳秒。

这种架构允许许多很酷的功能。例如，它支持“分片”。您可以设置 5 台机器，每台机器执行五分之一的扫描或 range / shard_count. 分片可以是多台机器，也可以是同一台机器上的多个网络适配器，甚至（如果需要）同一网络适配器上的多个 IP 源地址。

或者，您可以对加密函数使用“种子”或“密钥”，以便每次扫描时获得不同的顺序，例如x = encrypt(seed, i).

我们还可以通过退出程序来暂停扫描，只需记住 的当前值i，稍后再重新启动。我在开发过程中经常这样做。我发现 Internet 扫描出现问题，所以我点击停止扫描，然后在修复错误后重新启动它。

另一个功能是重传/重试。数据包有时会在 Internet 上丢失，因此您可以背靠背发送两个数据包。然而，丢弃一个数据包的东西可能会丢弃紧随其后的数据包。因此，您希望将副本发送间隔约 1 秒。我们已经有一个“速率”变量，它是我们正在传输的每秒数据包数，因此重新传输函数只是i + rate 用作索引。

C10 可扩展性

异步技术被称为“c10k 问题”的解决方案。Masscan 是为下一个级别的可扩展性而设计的，即“C10M 问题”。

C10M 解决方案是绕过内核。在 Masscan 中有三个主要的内核旁路：

自定义网络驱动程序 用户模式 ​TCP 堆栈 用户模式同步

Masscan 可以使用 PF_RING DNA 驱动程序。此驱动程序 DMA 将数据包直接从用户模式内存发送到网络驱动程序，而零内核参与。这允许软件，即使 CPU 速度较慢，也能以硬件允许的最大速率传输数据包。如果将 8 个 10-gbps 网卡放入计算机，这意味着它可以以 1 亿个数据包/秒的速度传输。

Masscan 有自己的内置 TCP 堆栈，用于从 TCP 连接中抓取横幅。这意味着它可以轻松支持 1000 万个并发 TCP 连接，当然前提是计算机有足够的内存。

Masscan 没有“互斥锁”。现代互斥体（又名 futexes）大多是用户模式的，但它们有两个问题。第一个问题是它们导致缓存行在 CPU 之间快速来回反弹。第二个是当存在争用时，他们会对内核进行系统调用，这会降低性能。程序快速路径上的互斥锁严重限制了可扩展性。相反，Masscan 使用“环”来同步事物，例如当接收线程中的用户模式 ​​TCP 堆栈需要在不干扰传输线程的情况下传输数据包时。

可移植性

代码在 Linux、Windows 和 Mac OS X 上运行良好。所有重要的部分都使用标准 C (C90) 。因此，它在带有 Microsoft 编译器的 Visual Studio、Mac OS X 上的 Clang/LLVM 编译器和 Linux 上的 GCC 上编译。

Windows 和 Mac 没有针对数据包传输进行调整，每秒只能接收大约 300,000 个数据包，而 Linux 可以每秒处理 1,500,000 个数据包。无论如何，这可能比您想要的要快。

安全

该项目使用安全函数，strcpy_s()而不是像strcpy().

该项目具有自动单元回归测试 ( make regress)。

IPv6 和 IPv4 共存

Masscan 支持 IPv6，但没有特殊模式，两者同时支持。

在任何使用 masscan 的示例中，只需将 IPv6 地址放在您看到 IPv4 地址的位置。您可以在同一扫描中同时包含 IPv4 和 IPv6 地址。输出包括相同位置的适当地址，没有特殊标记。

IPv6 地址空间非常大。您可能不想扫描大范围，除了DHCPv6 分配的子网的前 64k 个地址。

您可能希望扫描存储在–include-file filename.txt从其他来源获得的文件 ( )中的大量地址列表。该文件可以包含 IPv4 和 IPv6 地址的列表。使用的测试文件包含 800 万个地址。这种大小的文件在启动时需要额外的几秒钟才能读取（masscan 在扫描前对地址进行排序并删除重复项）。

请记住，masscan 包含自己的网络堆栈。因此，您运行 masscan 的本地机器不需要启用 IPv6——但是本地网络需要能够路由 IPv6 数据包。

PF_RING

要超过 200 万个数据包/秒，您需要一个英特尔 10-gbps 以太网适配器和一个来自 ntop 的称为“PF_RING ZC”的特殊驱动程序。为了使用 PF_RING，不需要重建 Masscan。要使用 PF_RING，需要构建以下组件：

libpfring.so （安装在/usr/lib/libpfring.so） pf_ring.ko （他们的内核驱动程序） ixgbe.ko （他们的 Intel 10-gbps 以太网驱动程序版本）

当 Masscan 检测到一个适配器被命名为类似zc:enp1s0而不是类似的名称时enp1s0，它会自动切换到 PF_RING ZC 模式。

回归测试

该项目包含一个内置的单元测试：

$ make testbin/masscan --selftestselftest: success!

这测试了代码的许多棘手部分。您应该在构建后执行此操作。

性能测试

要测试性能，请对不用的地址运行以下类似操作，以避免本地路由器过载：

$ bin/masscan 0.0.0.0/4 -p80 --rate 100000000 --router-mac 66-55-44-33-22-11

伪造者–router-mac将数据包保留在本地网段上，这样它们就不会传到 Internet 上。

您还可以在“离线”模式下进行测试，这是程序在没有传输开销的情况下运行的速度：

$ bin/masscan 0.0.0.0/4 -p80 --rate 100000000 --offline

第二个基准测试大致显示了如果使用 PF_RING 时程序的运行速度，它的开销接近于零。

顺便说一下，随机化算法大量使用“整数算法”，这是 CPU 上长期慢操作。现代 CPU 已将执行此计算的速度提高了一倍，从而使masscan速度更快。