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浅谈DDOS攻击原理及防护方法

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  SYN Cookie:就是给每一个请求连接的IP地址分配一个Cookie,如果短时间内连续受到某个IP的重复SYN报文,就认定是受到了攻击,以后从这个IP地址来的包会被丢弃。但SYN Cookie依赖于对方使用真实的IP地址,如果攻击者利用SOCK_RAW随机改写IP报文中的源地址,这个方法就没效果了。

  3.1.3 商业产品的防护算法

  syn cookie/syn proxy类防护算法:这种算法对所有的syn包均主动回应,探测发起syn包的源IP地址是否真实存在;如果该IP地址真实存在,则该IP会回应防护设备的探测包,从而建立TCP连接;大多数的国内外抗拒绝服务产品采用此类算法。

  safereset算法:此算法对所有的syn包均主动回应,探测包特意构造错误的字段,真实存在的IP地址会发送rst包给防护设备,然后发起第2次连接,从而建立TCP连接;部分国外产品采用了这样的防护算法。?

  syn重传算法:该算法利用了TCP/IP协议的重传特性,来自某个源IP的第一个syn包到达时被直接丢弃并记录状态,在该源IP的第2个syn包到达时进行验证,然后放行。

  综合防护算法:结合了以上算法的优点,并引入了IP信誉机制。当来自某个源IP的第一个syn包到达时,如果该IP的信誉值较高,则采用syncookie算法;而对于信誉值较低的源IP,则基于协议栈行为模式,如果syn包得到验证,则对该连接进入syncookie校验,一旦该IP的连接得到验证则提高其信誉值。有些设备还采用了表结构来存放协议栈行为模式特征值,大大减少了存储量。

  3.2 ACK Flood攻击

  3.2.1 原理

  ACK Flood攻击是在TCP连接建立之后,所有的数据传输TCP报文都是带有ACK标志位的,主机在接收到一个带有ACK标志位的数据包的时候,需要检查该数据包所表示的连接四元组是否存在,如果存在则检查该数据包所表示的状态是否合法,然后再向应用层传递该数据包。如果在检查中发现该数据包不合法,例如该数据包所指向的目的端口在本机并未开放,则主机操作系统协议栈会回应RST包告诉对方此端口不存在。

  这里,服务器要做两个动作:查表、回应ACK/RST.这种攻击方式显然没有SYN Flood给服务器带来的冲击大,因此攻击者一定要用大流量ACK小包冲击才会对服务器造成影响。按照我们对TCP协议的理解,随机源IP的ACK小包应该会被Server很快丢弃,因为在服务器的TCP堆栈中没有这些ACK包的状态信息。但是实际上通过测试,发现有一些TCP服务会对ACK Flood比较敏感,比如说JSP Server,在数量并不多的ACK小包的打击下,JSP Server就很难处理正常的连接请求。对于Apache或者IIS来说,10kpps的ACK Flood不构成危胁,但是更高数量的ACK Flood会造成服务器网卡中断频率过高,负载过重而停止响应。可以肯定的是,ACK Flood不但可以危害路由器等网络设备,而且对服务器上的应用有不小的影响。抓包:

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  如果没有开放端口,服务器将直接丢弃,这将会耗费服务器的CPU资源。如果端口开放,服务器回应RST.

  3.2.2 ACK Flood防护

  利用对称性判断来分析出是否有攻击存在。所谓对称型判断,就是收包异常大于发包,因为攻击者通常会采用大量ACK包,并且为了提高攻击速度,一般采用内容基本一致的小包发送。这可以作为判断是否发生ACK Flood的依据,但是目前已知情况来看,很少有单纯使用ACK Flood攻击,都会和其他攻击方法混合使用,因此,很容易产生误判。

  一些防火墙应对的方法是:建立一个hash表,用来存放TCP连接“状态”,相对于主机的TCP stack实现来说,状态检查的过程相对简化。例如,不作sequence number的检查,不作包乱序的处理,只是统计一定时间内是否有ACK包在该“连接”(即四元组)上通过,从而“大致”确定该“连接”是否是“活动的”。

  3.3 UDP Flood攻击

  3.3.1 原理

  UDP Flood是日渐猖厥的流量型DoS攻击,原理也很简单。常见的情况是利用大量UDP小包冲击DNS服务器或Radius认证服务器、流媒体视频服务器。 100k pps的UDP Flood经常将线路上的骨干设备例如防火墙打瘫,造成整个网段的瘫痪。由于UDP协议是一种无连接的服务,在UDP FLOOD攻击中,攻击者可发送大量伪造源IP地址的小UDP包。但是,由于UDP协议是无连接性的,所以只要开了一个UDP的端口提供相关服务的话,那么就可针对相关的服务进行攻击。

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本文来源:天下网吧 作者:网吧方案

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