qfedu-network-advanced-level/day6/homework/fake_feiqiu.c

// 飞秋伪装(UDP应用)
/*
        MAC -> 14
        IP -> 20
        UDP -> 8
        UDP 数据报数据部分
*/

// 伪装飞秋数据报(UDP)
// 1. 伪装飞秋数据报的源IP和目的IP
// 2. 伪装飞秋数据报的源端口和目的端口
// 3. 伪装飞秋数据报的校验和
// 4. 伪装飞秋数据报的数据部分
// 5. 伪装飞秋数据报的长度

#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ether.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <netinet/udp.h>
#include <netpacket/packet.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <net/if.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h> // system
#include <iconv.h>  // iconv， 用于转换编码

#include "fake_feiqiu_head.h"

ssize_t send_datapacket(int fd, unsigned char *buf, ssize_t buf_size, const char *ether_name);
unsigned short checksum(unsigned short *buf, int len);
char *convertToUTF8(const char *str);   // 将字符串转换为UTF-8编码
char *convertToGB2312(const char *str); // 将字符串转换为GB2312编码

// 伪头部(UDP 校验时需要再 UDP 报文之间加上伪头部)
typedef struct pseudo_udp_head_struct
{
    unsigned int saddr;     // 源IP
    unsigned int daddr;     // 目的IP
    unsigned char flag;     // 0
    unsigned char protocol; // 协议类型
    unsigned short len;     // UDP 首部长度 + 数据部分长度
} PSEUDO_UDP_HEAD;

int main(int argc, char const *argv[])
{
    // 创建原始套接字
    int sock_fd = socket(PF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL));
    if (sock_fd < 0)
    {
        perror("raw socket");
        return -1;
    }

    // 设置网卡名
    char eth_name[128] = "";
    printf("请输入要伪装的网卡名: ");
    scanf("%s", eth_name);

    char sender_ip[128] = "";
    printf("请输入要伪装的发送者IP: ");
    scanf("%s", sender_ip);

    char sender_mac[128] = "";
    printf("请输入要伪装的发送者MAC: ");
    scanf("%s", sender_mac);

    char receiver_ip[128] = "";
    printf("请输入要伪装的接收者IP: ");
    scanf("%s", receiver_ip);

    char recv_mac[128] = "";
    printf("请输入要伪装的接收者MAC: ");
    scanf("%s", recv_mac);

    char sender_name[128] = "";
    printf("请输入要伪装的发送者名字: ");
    scanf("%s", sender_name);
    char sender_pc_name[128] = "";
    printf("请输入要伪装的发送者电脑名字: ");
    scanf("%s", sender_pc_name);

    // mac 地址格式化
    unsigned char dst_mac[8] = {0}; // 目的 MAC
    unsigned char src_mac[8] = {0}; // 发送者 MAC
    sscanf(sender_mac, "%hhx:%hhx:%hhx:%hhx:%hhx:%hhx", &src_mac[0], &src_mac[1], &src_mac[2], &src_mac[3], &src_mac[4], &src_mac[5]);
    sscanf(recv_mac, "%hhx:%hhx:%hhx:%hhx:%hhx:%hhx", &dst_mac[0], &dst_mac[1], &dst_mac[2], &dst_mac[3], &dst_mac[4], &dst_mac[5]);

    while (1)
    {

        unsigned char udp_buf[1500] = ""; // UDP 数据报

        // 伪装飞秋数据报的数据部分
        // char msg_data[1024] = "1_lbt6_47#128#704D7B3F6397#0#0#0#4001#9:1694470508:chai:chai:32:hi liangzai";
        char msg_data[1024] = "";
        char say_what[1024] = "";
        printf("请输入要发送的内容：");
        // scanf("%s", say_what);
        fgets(say_what, sizeof(say_what), stdin); // 比 scanf 的优点是可以输入空格
        say_what[strlen(say_what) - 1] = '\0';    // 去掉最后的换行符

        if (strcmp(say_what, "exit") == 0)
        {
            break;
        }
        if (strcmp(say_what, "clear") == 0)
        {
            system("clear");
            continue;
        }

        sprintf(msg_data, "1:%d:%s:%s:%d:%s", 123, convertToGB2312(sender_name), convertToGB2312(sender_pc_name), IPMSG_SENDMSG, convertToGB2312(say_what));
        int msg_data_len = strlen(msg_data) + strlen(msg_data) % 2; // 整数补齐偶数位，strlen(msg_data)%2 : 偶数+0，奇数+1
        printf("msg_data_len = %d ---> %s\n", msg_data_len, convertToUTF8(msg_data));

        /* ---------------------组装 UDP 数据报的 UDP 首部--------------------- */
        struct udphdr *udp_head = (struct udphdr *)(udp_buf + 14 + 20); // UDP 首部开始位置
        udp_head->source = htons(2425);                                 // 源端口
        udp_head->dest = htons(2425);                                   // 目的端口
        udp_head->len = htons(8 + msg_data_len);                        // UDP  首部长度 + 数据部分长度
        udp_head->check = htons(0);                                     // UDP 首部校验和

        /* ---------------------UDP 伪首部校验--------------------- */
        // UDP 校验时需要再 UDP 报文之间加上伪头部
        /*
        UDP 校验中的伪头部（pseudo header）是在计算 UDP 校验和时使用的辅助数据。伪头部包含了源 IP 地址、目的 IP 地址、协议类型（通常是 UDP）和 UDP 报文长度等信息。
        在计算 UDP 校验和时，将伪头部和 UDP 报文的内容拼接在一起，然后计算校验和。这样做的目的是增加校验和的安全性，使其更具可靠性。
    */

        unsigned char pseudo_udp_buf[1056] = ""; // 伪头部
        PSEUDO_UDP_HEAD *pseudo_udp_head = (PSEUDO_UDP_HEAD *)pseudo_udp_buf;
        pseudo_udp_head->saddr = inet_addr(sender_ip);   // 伪装源IP
        pseudo_udp_head->daddr = inet_addr(receiver_ip); // 目的IP
        pseudo_udp_head->flag = 0;                       // 0
        pseudo_udp_head->protocol = 17;                  // 协议类型 UDP
        pseudo_udp_head->len = htons(8 + msg_data_len);  // UDP 首部长度 + 数据部分长度

        memcpy(pseudo_udp_buf + 12, udp_head, 8);                // 拷贝 UDP 首部到伪头部
        memcpy(pseudo_udp_buf + 12 + 8, msg_data, msg_data_len); // 拷贝数据部分到伪头部
        // 计算 UDP 首部校验和
        udp_head->check = checksum((unsigned short *)pseudo_udp_buf, 12 + 8 + msg_data_len);
        memcpy(udp_buf + 14 + 20 + 8, msg_data, msg_data_len); // 拷贝数据部分到 UDP 首部

        /* ---------------------组装 UDP 数据报的 IP 首部--------------------- */
        struct iphdr *ip_head = (struct iphdr *)(udp_buf + 14); // IP 首部开始位置
        ip_head->version = 4;                                   // 版本号 IPv4
        ip_head->ihl = 5;                                       // 首部长度 5 * 4 = 20 字节
        ip_head->tos = 0;                                       // 服务类型
        ip_head->tot_len = htons(20 + 8 + msg_data_len);        // IP 首部长度 + UDP 首部长度 + 数据部分长度
        ip_head->id = htons(0);                                 // 标识
        ip_head->frag_off = htons(0);                           // 标志和片偏移
        ip_head->ttl = 128;                                     // 生存时间
        ip_head->protocol = 17;                                 // 协议类型 UDP
        // ip 校验时不需要伪头部
        ip_head->check = htons(0);                                       // 原始校验和（暂时未知，赋值0）
        ip_head->saddr = inet_addr(sender_ip);                           // 伪装源IP
        ip_head->daddr = inet_addr(receiver_ip);                         // 目的IP
        ip_head->check = checksum((unsigned short *)(udp_buf + 14), 20); // IP 首部校验和（计算 IP 首部的校验和）

        /* ---------------------组装 UDP 数据报的 MAC 首部--------------------- */
        struct ether_header *mac_head = (struct ether_header *)udp_buf; // MAC 首部开始位置
        // unsigned char dst_mac[8] = {0xe8, 0x6a, 0x64, 0x6e, 0x93, 0x28}; // 主机 MAC (目的 MAC)
        // unsigned char src_mac[8] = {0x4c, 0xe1, 0x73, 0x47, 0x16, 0x3a}; // 虚拟机 MAC (源 MAC)
        // 使用 memcpy 函数将 dst_mac 的内容拷贝到 mac_head.ether_dhost 中
        memcpy(mac_head->ether_dhost, dst_mac, 6); // 目的 MAC
        memcpy(mac_head->ether_shost, src_mac, 6); // 源 MAC
        mac_head->ether_type = htons(0x0800);      // 2 个字节的数据需要大小端转换 (0x0800: IP 协议)

        /* ---------------------发送数据--------------------- */
        // int send_len = sendto(sock_fd, udp_buf, 14 + 20 + 8 + msg_data_len, 0, (struct sockaddr *)&sll, sizeof(sll));
        int send_len = send_datapacket(sock_fd, udp_buf, 14 + 20 + 8 + msg_data_len, eth_name);
        printf("send_len = %d\n", send_len);
    }

    close(sock_fd);

    return 0;
}

ssize_t send_datapacket(int fd, unsigned char *buf, ssize_t buf_size, const char *ether_name)
{
    // 1. 获取网络接口类型(通过网卡名查找网卡索引)
    struct ifreq ether_req;
    bzero(&ether_req, sizeof(ether_req));
    strncpy(ether_req.ifr_name, ether_name, IF_NAMESIZE); // # define ifr_name	ifr_ifrn.ifrn_name

    if (ioctl(fd, SIOCGIFINDEX, &ether_req) == -1)
    {
        perror("ioctl");
        return -1;
    }

    // 2. 选择发送数据的网络接口索引(选择合适的网卡索引)
    struct sockaddr_ll sll;
    bzero(&sll, sizeof(sll));
    sll.sll_ifindex = ether_req.ifr_ifindex; // # define ifr_ifindex	ifr_ifru.ifru_ivalue

    // 3. 发送数据
    ssize_t len = sendto(fd, buf, buf_size, 0, (struct sockaddr *)&sll, sizeof(sll));
    return len;
}

// IP、UDP校验
// 数据报校验计算
// 接收传递的数据地址、长度
unsigned short checksum(unsigned short *buf, int len)
{
    int nword = len / 2;
    unsigned long sum;

    if (len % 2 == 1)
        nword++;
    for (sum = 0; nword > 0; nword--)
    {
        sum += *buf;
        buf++;
    }

    sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
    sum += (sum >> 16);
    return ~sum;
}

// 将字符串转换为UTF-8编码
char *convertToUTF8(const char *str)
{
    // 输入字符串的长度
    size_t inlen = strlen(str);

    // 输出缓冲区的长度，假设为输入长度的3倍（UTF-8编码最多占用3个字节）
    size_t outlen = inlen * 3;

    // 创建转换句柄
    iconv_t cd = iconv_open("UTF-8", "GB2312"); // 从 GB2312 转换为 UTF-8

    // 分配输出缓冲区
    char *outbuf = (char *)malloc(outlen);
    if (outbuf == NULL)
    {
        perror("Memory allocation failed");
        return NULL;
    }

    // 进行转换
    char *inbuf = (char *)str;
    char *outptr = outbuf;

    if (iconv(cd, &inbuf, &inlen, &outptr, &outlen) == (size_t)-1)
    {
        perror("Conversion failed");
        free(outbuf);
        iconv_close(cd);
        return NULL;
    }

    // 关闭转换句柄
    iconv_close(cd);

    // 添加字符串结束符
    *outptr = '\0';

    return outbuf;
}

// 将字符串转换为GB2312编码
char *convertToGB2312(const char *str)
{
    // 输入字符串的长度
    size_t inlen = strlen(str);

    // 输出缓冲区的长度，假设为输入长度的3倍（UTF-8编码最多占用3个字节）
    size_t outlen = inlen * 3;

    // 创建转换句柄
    iconv_t cd = iconv_open("GB2312", "UTF-8"); // 从 UTF-8 转换为 GB2312

    // 分配输出缓冲区
    char *outbuf = (char *)malloc(outlen);
    if (outbuf == NULL)
    {
        perror("Memory allocation failed");
        return NULL;
    }

    // 进行转换
    char *inbuf = (char *)str;
    char *outptr = outbuf;

    if (iconv(cd, &inbuf, &inlen, &outptr, &outlen) == (size_t)-1)
    {
        perror("Conversion failed");
        free(outbuf);
        iconv_close(cd);
        return NULL;
    }

    // 关闭转换句柄
    iconv_close(cd);

    // 添加字符串结束符
    *outptr = '\0';

    return outbuf;
}