CN101309269A - 一种静默隐蔽网络传输的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静默隐蔽网络传输的方法及系统，属计算机网络通信技术领域，该方法定义了满足以下特征的通信协议：与其他协议进行区别的包头特征码；标识数据包的类型；记录数据包的序号；发送端的发送装置选择接收端已经打开的端口作为目的端口，载入要发送的数据，并依次构造“开始发送通知数据包”、“正式内容数据传输数据包”、“完成数据传输通知数据包”发送到接收端；接收端监听各端口接收发来的数据包；解析获取的数据包，还原成原始数据。本发明的网络传输方法及系统，复用通用的端口，单方发送数据，接收装置始终处于静默状态，接收装置存在性不易被发觉，不会引起网络中各监控设备的对上述所传输数据的注意。

Description

一种静默隐蔽网络传输的方法及系统

技术领域

本发明属于计算机通信领域，具体的说属于计算机网络通信领域中的数据传输领域。

背景技术

对于传统的网络通讯技术，都是采用发送方，向指定的地址中的指定的端口发送数据，接收方打开预定的端口，准备接收发送来的数据，接收方确认成功接收到数据后，向发送方发回发送数据已收到的确认数据包的流程。使用这种通讯技术时，同一台计算机上的多个通讯软件之间相互独立的接收和发送数据，彼此之间没有任何联系，如附图2所示。对于大多数计算机网络通讯的情况，该通讯技术模式是可以满足要求的。但对于某些特殊的网络通信领域，这种通信模式的使用会受到很大的限制，无法满足实际使用要求，比如：(1)、接收方计算机上的防火墙对开放的端口进行了严格的限制，只允许使用最低限度常用端口通讯。(2)、接收方用户使用了查看网络端口打开情况的工具对计算机的网络通信情况检查，而数据发送方不希望接收方计算机的使用者，或第三方察觉网络数据传输的存在。(3)、传输的数据在网络中要穿过硬件防火墙，入侵检测系统等监控过滤设备，且当这些设备的监控条件设置较为苛刻时，某些较特殊的网络数据就无法正常通过。针对以上特殊情况下的网络传输需求，传统的网络通讯模式已经无法很好的满足需要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种静默隐蔽网络传输的方法及系统，接收端的接收装置，复用接收端计算机上其他网络通讯设施已经打开的端口接收数据，并根据数据的某种特征从接收到的数据中提取出由指定发送端发送装置发送来的有效数据，其他数据则由系统转交给接收端的其他使用该端口的应用程序来处理。并且接收端的接收装置只是静默的接收数据，而不向数据发送端的发送装置发送确认数据包，从而保证了通过网络通讯的行为无法确认接收端接收装置的存在。由于在接收方计算机上的接收装置并没有打开新的网络端口，并在网络通讯层面上有效的隐蔽接收端装置的存在，所以可以很容易的穿过接收端计算机上的防火墙拦截，也能有效躲避网络端口查看工具的检查，以及数据传输过程中其他设备对隐蔽数据的检测和过滤。从而达到数据静默隐蔽传输的目的。

本发明的具体技术方案如下：

1、本发明通讯协议，即实现发送装置向接收装置发送隐蔽数据的通信协议，该协议必须满足以下几个技术要求：

(1)、通过协议包头特征码，有效的与其他协议进行区别。

(2)、标识数据包的类型。

(3)、记录数据包的序号。传输过程中，把一个文件分成了多个数据包进行传输，并为这些数据包标了序号，当收到“完成文件内容数据传输的通知”数据包后，根据这些序号是否是连续的，来判断接收的文件是否完整；

(4)、记录所要传输数据的总体长度。

(5)、对单个数据包的校验。

(6)、记录单个数据包的长度。

例如，通过定义一个应用层通信协议GhostTrans，来满足上文中对实现静默隐蔽数据传输的网络通信协议的要求，(如附图1)，该协议的底层支持协议是传输层的UDP协议。

GhostTrans数据包头由6个字段组成分别是：

Mark：值为19820513h，用该值来标识数据包是GhostTrans协议的数据包

Type：数据包的类型，

(1)、处理文件传输的类型标识：01表示是“文件数据开始发送通知”数据包，02表示是“正式的文件内容数据传输”数据包，03表示“完成文件内容数据传输的通知”数据包。

(2)、其他处理数据传输的类型标识：04表示“开始发送数据通知”数据包，05表示“正式的数据内容”数据包，06表示“完成数据传输的通知”数据包。

PacketSeq：数据包的序号。

TatalDataLen：要传输的文件或数据的总长度。

Hash：对数据包进行hash校验的校验值，校验方法采用海明校验。

PacketDataLen：数据包中数据部分的长度

为了更清晰的描述整个技术的解决方案，我们以GhostTrans协议作为通讯协议来描述具体的实施方案。而真正实现时可以不局限于使用GhostTrans协议。

2、发送端的发送装置：

主要负责对需要发送的数据进行预处理，并将进过预处理的数据发送到接收装置。下面是发送装置工作的具体技术方案，发送装置由以下几个模块组成，

(1)、复用端口选择模块。用来扫描接收端计算机，判断接收端计算机的哪些端口是打开的，从这些端口中选择一个合适的端口作为实现静默隐蔽通讯的端口。

(2)、获取发送数据模块，主要负责获取数据的功能，获取数据的来源有多个，可以通过从文件中读取数据来获得，也可以通过输入设备实时的获得数据，也可以是有其他软硬件设备传输过来的数据。

(3)、“控制数据包”的构造模块，负责生成数据传输所需要的控制数据包。比如：开始传输数据的通知数据包，数据传输结束的通知数据包等。

(4)、“正式传输的数据内容的数据包”的构造模块，该数据包的数据部分是所要传输的数据内容。

(5)、数据包发送模块，用来实现数据包的网络发送。

下面描述发送装置传输一个完整的文件到接收装置，来表明发送装置各模块之间是如何协调工作，完成数据传输的，具体技术方案如下，而传输其他数据的方案与该技术方案类似，这里便不在累述了。

(1)、确认发送数据的目标端口，由“复用端口选择模块”来完成

(2)、载入要发送的文件，并进行预处理。由“获取发送数据模块”来完成

(3)、构造并发送“文件数据开始发送通知”数据包，由“‘控制数据包’的构造模块”完成该数据包的构造工作，并由“数据包发送模块”将该数据包发送到接收装置。

(4)构造并发送“正式的文件内容数据传输”数据包。由“‘正式传输的数据内容的数据包’的构造模块”来完成该数据包的构造工作，并由“数据包发送模块”将该数据包发送到接收装置，要发送的文件的长度，决定了所发送的该类型数据包的个数。

(5)、当所有文件内容数据发送完毕后，发送端的发送装置向接收端接收装置，发送“完成文件内容数据传输的通知”数据包。由“‘控制数据包’的构造模块”实现该数据包的构造工作，并由“数据包发送模块”将该数据包发送到接收装置

(6)、重复(3)——(5)步骤三次以确保所有数据在没有接收装置返回确认信息的前提下可以正确、完整的发送到接收端计算机的接收装置中。

3、接收端的接收装置：

主要负责接收由发送装置发送来的数据包，并对接收到的数据包按照预定的规则进行重构、还原。下面是接收装置工作的具体技术方案，接收装置由以下几个模块组成：

(1)数据接收模块，采用网络监听技术，实现接收装置计算机的全端口监听，并接收数据。

(2)数据包解析模块，对接收到的数据进行解析，从众多网络数据中，找到由发送装置发送来的数据，将这些获得数据包转交给数据重构模块。

(3)数据重构模块：根据类型对数据包中的信息进行提取，对于控制数据包，需要提取相关的控制信息，对于“正式传输的数据内容的数据包”，需要提取数据包中的数据部分，和数据包的序号等信息。当整个传输任务的所有数据都传输完毕后，将提取的数据进行重构，还原成发送前的数据形式。

下面具体描述使用接收装置接收由发送装置发送来的一个完整的文件，具体技术方案如下：

(1)、启动接收装置，选择监听计算机端口的模式，监听计算机上传输的数据。

接收端装置支持三种计算机端口监听模式，它们分别是：

第一种是使用原始套接字技术的监听模式。

第二种基于SPI的数据包过滤技术的监听模式。

第三种通过驱动程序实现对网络数据包进行内核级监听的模式。

该功能由“数据接收模块”来实现。

(2)、解析获取的各种数据包，对数据包进行解析，由“数据包解析模块”来负责。根据通信协议中的特征码，从众多的网路数据包中，找到发送装置发送来的数据。

(3)、如果是接收到由发送装置发来的特殊协议的数据包，则根据数据包的类型分别进行处理。

以前面举例的GhostTrans协议为例。具体处理方法如下：

a、如果是“文件数据开始发送通知”数据包，则提取出要发送数据的文件名(保存在数据包的数据部分)、文件的大小，检查已接收文件列表中是否有该文件信息，如果有则接收装置不做任何处理，如果没有该文件信息，则接下来计算接收全部文件数据所需要的数据包的数量等信息，申请保存数据信息的缓冲区、最后设置已经接收到“文件数据开始发送通知”数据包的标识符Rec为True，这个标识符的作用在于保证在未完成该传输任务之前，收到的所有其他的“文件数据开始发送通知”数据包都为无效数据包。回到步骤(2)继续接收新的数据包。

b、如果是“正式的文件内容数据传输”数据包，先确认标识符Rec的状态，如果为FALSE，则该数据包为无效数据包，如果为True，则收到的数据包有效，根据已经建立的文件信息，对数据包的正确性、完整性，进行校验，如果通过校验，则将接收到的数据包中的文件内容数据保存到申请的缓冲区中的指定位置，并将相应位置的DataRec标识符设置为True，来标识该序号的数据已经接收到。回到步骤(2)继续接收新的数据包。

c、直到收到“完成文件内容数据传输的通知”数据包后，开始检查，步骤中(3-b)中需要接收的“正式的文件内容数据传输”数据包是否全部正确完整的接收到，如果全部接收完成，则根据数据包(3-a)中提供的文件信息，构造出接收文件，写入硬盘，然后将该文件的文件名文件长度等信息写入已接收文件列表，避免发送装置重复发送时，接收到多个相同的文件，最后重置(b)中的标识符Rec为False，准备接收下一次文件传输。

如果经步骤(3)c中检查，接收到的文件数据不完整，则回到步骤(2)，继续接收下一波次的文件数据传输，来填充前一波次接收过程中丢失的数据。

整个传输过程中，只有发送端的发送装置在不断的向接收端的接收装置发送着数据，其发送速度是随机变化的。接收端的接收装置始终处于静默监听状态，只是不断的提取数据包进行处理，而对于被复用的端口收到的其他数据包，则不做任何处理，通过系统方法转交给相应的应用程序来处理，在整个过程中接收装置不向外部发送任何数据包。

更进一步的说，对于接收端的程序复用的端口方案也有两个：

方案一：单个的端口复用，

方案二：同时复用接收端计算机的多个端口，来同时传输数据。复用多个端口可以使网络通讯更加隐秘。

与传统的网络通讯模式相比，本技术有其自身的特点和优势：

1、应用本技术的网络通讯，单方发送数据，接收装置始终处于静默状态，增加了接收装置的隐蔽性，使接收装置存在性不易被发觉。

2、使用了端口复用技术，复用用系统网络通讯默认端口，或计算机常用软件的通讯端口，可以有效的避开相关防火墙等设备对网络传输数据的检测，保证所传输的数据可以即时正确的到达接收端，使网络通讯的过程不易被察觉。

3、所复用的端口，一般会选择较为通用的端口，这些端口的在互联网中的数据量一般都会很大，不会引起网络中各监控设备的对上述所传输数据的注意。

4、由于以上所述特征的存在，本技术可以有效的满足特殊领域中对于隐蔽数据通信的要求。

附图说明

图1GhostTrans协议数据包结构图

图2传统网络通讯结构示意图

图3新型网络通讯结构示意图

图4发送数据流程图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

(一)、静默隐蔽网络传输设备的具体通讯过程

本实施过程，以发送端设备向接收端设备发送一个文件，协议使用以GhostTrans协议为例，来说明该设备的具体实施方式，如图3结构示意图和图4发送数据流程图。

1、启动接收端GhostTrans接收装置(如图3中④)，GhostTrans接收端装置开始监听接收端计算机接收到的所有数据包，本具体实施例采用原始套接字技术的监听模式，如图4所示。

2、当要发送文件到接收端时，在发送端启动GhostTrans发送装置(如图3中⑤)。

3、选择复用端口，即发送数据包的目标端口。

4、GhostTrans发送装置根据参数信息打开需要被发送的文件，获得文件名称、文件长度、文件内容信息。

5、GhostTrans发送装置构造“文件数据开始发送通知”数据包，将其发送到目标端计算机(如图3中①)。

6、GhostTrans接收装置接收到发送端发来的“文件数据开始发送通知”数据包后，提取相关的文件传输信息，根据文件长度，申请存放文件的缓冲区，做好接收正式文件数据的准备。

7、以文件的内容为数据包数据，构造一系列“正式的文件内容数据传输”数据包，依次向GhostTrans接收装置发送这些数据包(如图3中②)。

8、GhostTrans接收装置不断收到“正式的文件内容数据传输”数据包，并将其中的文件内容数据提取出来，保存到缓冲区的相应位置。

9、待GhostTrans发送装置将所有文件的内容都发送完毕后，GhostTrans发送装置向接收装置发送“完成文件内容数据传输的通知”数据包(如图3中③)。通知接收装置，文件传输全部完成。

10、GhostTrans接收装置收到“完成文件内容数据传输的通知”数据包后，开始检查接收到的文件是否完整，如果完整将文件写到磁盘中，接收过程完成，回到监听状态，准备接收下一个文件，如果内容不完整，则继续监听下一波次发送的内容，来补充不完整的部分。

11、GhostTrans发送装置继续重复步骤4、6、8的过程，重复发送三次。保证GhostTrans接收装置在不发送确认数据包的前提下，可以收到准确完整的文件。

(二)、静默隐蔽网络传输系统处理其他软件通讯数据包的过程。

1、GhostTrans接收装置收到其他不相关端口的数据(如图3中⑥)，不加任何处理，通过系统方式转交给相应的其他相应的网络通讯软件处理(如图3中⑦)。

2、相应的软件返回收到的该数据包的确认数据包(如图3中⑧)

(三)、静默隐蔽网络传输系统处理被复用端口软件通讯数据包的过程。

1、GhostTrans接收模块接收到被复用端口的数据包后，判断Mark字段的值是否是19820513h，如果不是说明该数据包为使用与被复用端口相同端口的其他软件的通信数据包，直接通过系统方式交给其他相应的软件来处理(如图3中⑨)。

2、被复用端口的对应软件接收到数据后，根据需要返回确认数据包(如图3中⑩)。

Claims (10)

1、一种静默隐蔽网络传输方法，其步骤包括：

1)定义一个通信协议，且满足以下特征：与其他协议进行区别的包头特征码；标识数据包的类型；记录数据包的序号；

2)发送端的发送装置选择接收端已经打开的端口作为目的端口，载入要发送的数据；

3)发送装置依次构造“开始发送通知数据包”、“正式内容数据传输数据包”、“完成数据传输通知数据包”发送到接收端；

4)接收端监听各端口，接收发来的数据包；

5)解析获取的数据包，还原成原始数据：

接收到“开始发送通知数据包”，根据数据包大小，申请保存数据信息的缓冲区；

接收到“正式内容数据传输数据包”，提取数据包中的内容数据保存到缓冲区；

接收到“完成数据传输通知数据包”，开始检查，“正式内容数据传输数据包”是否完整的接收到，如果全部接收完成，构造出接收文件，写入硬盘；如果不完整重复步骤3)到5)。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)通信协议还满足以下特征：记录所要传输数据的总体长度；对单个数据包的校验；记录单个数据包的长度。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)目的端口为一个或多个。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)要发送的数据包括从文件中读取的或输入设备实时获得的或其他软件设备传来的。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)“开始发送通知数据包”中包括要发送数据的文件名、文件大小。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)“正式内容数据传输数据包”带有顺序编号。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)采用了三种监听模式：原始套接字技术的监听模式、基于SPI的数据包过滤技术的监听模式、通过驱动程序实现对网络数据包进行内核级监听的模式。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5)“正式内容数据传输数据包”的序号完整表示完整接收到。

9、一种静默隐蔽网络传输系统，包括发送装置和接收装置，其特征在于，发送装置包括：

复用端口选择模块，用于选择发送数据的目标端口，复用已经打开的端口；

获取发送数据模块，用于获取载入要发送的数据文件；

“控制数据包”的构造模块，用于构造“开始发送通知数据包”和“完成数据传输通知数据包”；

“正式传输的数据内容的数据包”构造模块，用于将所要传输的数据内容构造成若干数据包，并按顺序编号；

数据包发送模块，用于实现数据包的网络发送；

接收装置包括：

数据接收模块，用于接收发来的数据包；

数据包解析模块，用于找到由发送装置发送来的数据包，并将数据包转交给数据重构模块；

数据重构模块，对于控制数据包，提取相关的控制信息；对于“正式传输的数据内容的数据包”，提取数据包中的数据信息，所有数据都传输完毕后，将提取的数据进行重构，还原成发送前的数据形式。

10、如权利要求9所述的系统，其特征在于，接收装置收到其他不相关端口的数据，通过系统方式转交给相应的其他相应的软件处理；接收到被复用端口的数据包后，根据通信协议判断是否发送装置发来的数据，如果不是，直接通过系统方式交给其他相应的软件处理。

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