对BitTorrent通信协议的分析与检测( 二 )

BT由如下几部分组成：.torrent文件、种子提供站点、目录服务器和内容发布者/下载者。.torrent文件是一个文本文件，包含了tracker信息和文件信息两部分。tracker信息主要是BT下载中需要用到的tracker服务器的地址和针对tracker服务器的设置；文件信息是指将目标文件计算处理后再根据BT协议的B编码规则网编码后得到的信息。BT的主要原理是把提供下载的文件虚拟分成大小相等的块，块大小必须为2Kbyte的整数次方（由于是虚拟分块，硬盘上并不产生各个块文件），并把每个块的索引信息和Hash验证码写入.torrent文件中，所以.torrent文件就是被下载文件的“索引” 。种子提供站点也就是.torrent文件的提供站点，为下载者提供.torrent文件下载服务。目录服务器记录被下载的文件的索引信息及下载该文件的用户的信息（主要是IP地址及端口号）。早期的BT协议只支持tracker服务器，这种目录服务器是集中式目录与分布式查询的混合型；在BT协议的升级版本中，增加了对DHT（分布式Hash表）网络的支持，该网络中目录服务器是分布式的。本文的讨论只涉及tracker服务器。内容发布者/下载者是BT网络的主体，最终的下载由它们完成。构成BT网络的这几部分的相互关系如图1所示。
图1; BT覆盖网络的结构

;根据BT的工作原理，为了分析BT协议的交互过程，本文重点关注本地BT客户机的运行过程。图2显示了BT协议的测试环境，其中BT客户机的IP地址是192.168.0.179，使用ActivePorts工具获取BT使用的端口号，ActivePorts的版本号为1.4 。使用协议分析仪Ethereal俘获BT协议分组的交互过程，运行Ethereal协议分析仪的IP地址是192.168.0.179，Ethereal版本号为0.10.14 。它们通过路由器与因特网相连，BT服务器位于因特网，BT版本号为4.20.2 。
BT协议的测试环境
3、BT协议的工作过程
BT协议主要包括3个部分：.torrent文件的格式、trackerHTTP/HTTPS协议和Peerwire协议（使用TCP）。其中trackerHTTP/HTTPS协议是BT客户机与tracker服务器之间的通信协议，Peer wire协议是BT客户机之间的通信协议。
使用Ethereal跟踪分析下载一个文件的过程中BT协议的具体交互过程，结合BT协议规范，绘制了BT协议各组件的工作时序图（参见图3）。
图3; BT协议各组件的工作时序
3.1.torrent文件的结构
图4是下载中使用的.torrent文件的一段主要内容，采用了B编码。B编码是一种简洁的数据组织方式，支持4种数据类型：bytestrings、integers、lists和dictionaries 。integers、lists和dictionaries类型分别以字母i、l、d作为首定界符，以字母e作为尾定界符。bytestrings类型不使用首/尾定界符，其格式为<十进制表示的字符串长度>：<字符串>，如4:spam表示字符串“spam” 。这4种数据类型嵌套使用构成了.torrent文件的内容。其中，用*号代替空格以便于分析。
图4.torrent文件的内容
其中的一些主要成份如下：
●announce：tracker服务器的URL，本例中为http：//tracker.cnXP.com:8080/announce 。
●announce-list：可选。备用tracker服务器的URL列表，本例中为http://tracker.cnxp.com:8080/announce,http://btfans.3322.org:6969/announce等。
●creationdate：可选。.torrent文件的创建日期，使用标准的UNIX时间，本例中为1152105243 。
●comment：可选。.torrent文件制作者添加的任意格式的说明。
●createdby：可选。制作.torrent文件的工具，本例中使用的制作工具是BitComet/0.67 。
●encoding：可选。发布的资源使用的编码方式，在本例中使用的是GBK 。
●info：发布的文件的信息。有两种格式，单文件格式和多文件格式。单文件格式包括length、md5sum（可选）、name、piecelength、pieces；多文件格式包括files、name、piecelength、pieces，其中files包括length、path、md5sum（可选），每一个文件都有单独的length、path、md5sum（可选）。本例使用多文件格式，共有两个文件，分别是“LoveUndercover Ⅲ.txt”和“影视帝国（bbs.cnxp.com）.新扎师妹