DDoS攻击全面剖析[zt]

综观网络安全攻击的各种方式方法，其中DDoS类的攻击会给你的网络系统造成更大的危害。因此，了解DDoS，了解它的工作原理及防范措施，是一个计算机网络安全技术人员应必修的内容之一。 
一、DDoS的概念 

　　要想理解DDoS的概念，我们就必须先介绍一下DoS（拒绝服务），DoS的英文全称是Denial of Service，也就是"拒绝服务"的意思。从网络攻击的各种方法和所产生的破坏情况来看，DoS算是一种很简单但又很有效的进攻方式。它的目的就是拒绝你的服务访问，破坏组织的正常运行，最终它会使你的部分Internet连接和网络系统失效。DoS的攻击方式有很多种，最基本的DoS攻击就是利用合理的服务请求来占用过多的服务资源，从而使合法用户无法得到服务。DoS攻击的原理如图1所示。 


　　从图1我们可以看出DoS攻击的基本过程：首先攻击者向服务器发送众多的带有虚假地址的请求，服务器发送回复信息后等待回传信息，由于地址是伪造的，所以服务器一直等不到回传的消息，分配给这次请求的资源就始终没有被释放。当服务器等待一定的时间后，连接会因超时而被切断，攻击者会再度传送新的一批请求，在这种反复发送伪地址请求的情况下，服务器资源最终会被耗尽。 

　　DDoS（分布式拒绝服务），它的英文全称为Distributed Denial of Service，它是一种基于DoS的特殊形式的拒绝服务攻击，是一种分布、协作的大规模攻击方式，主要瞄准比较大的站点，象商业公司，搜索引擎和政府部门的站点。从图1我们可以看出DoS攻击只要一台单机和一个modem就可实现，与之不同的是DDoS攻击是利用一批受控制的机器向一台机器发起攻击，这样来势迅猛的攻击令人难以防备，因此具有较大的破坏性。DDoS的攻击原理如图2所示。


　　从图2可以看出，DDoS攻击分为3层：攻击者、主控端、代理端，三者在攻击中扮演着不同的角色。

1、攻击者：攻击者所用的计算机是攻击主控台，可以是网络上的任何一台主机，甚至可以是一个活动的便携机。攻击者操纵整个攻击过程，它向主控端发送攻击命令。 

　　2、主控端：主控端是攻击者非法侵入并控制的一些主机，这些主机还分别控制大量的代理主机。主控端主机的上面安装了特定的程序，因此它们可以接受攻击者发来的特殊指令，并且可以把这些命令发送到代理主机上。 

　　3、代理端：代理端同样也是攻击者侵入并控制的一批主机，它们上面运行攻击器程序，接受和运行主控端发来的命令。代理端主机是攻击的执行者，真正向受害者主机发送攻击。 

　　攻击者发起DDoS攻击的第一步，就是寻找在Internet上有漏洞的主机，进入系统后在其上面安装后门程序，攻击者入侵的主机越多，他的攻击队伍就越壮大。第二步在入侵主机上安装攻击程序，其中一部分主机充当攻击的主控端，一部分主机充当攻击的代理端。最后各部分主机各司其职，在攻击者的调遣下对攻击对象发起攻击。由于攻击者在幕后操纵，所以在攻击时不会受到监控系统的跟踪，身份不容易被发现。 

二、DDoS攻击使用的常用工具 

　　DDoS攻击实施起来有一定的难度，它要求攻击者必须具备入侵他人计算机的能力。但是很不幸的是一些傻瓜式的黑客程序的出现，这些程序可以在几秒钟内完成入侵和攻击程序的安装，使发动DDoS攻击变成一件轻而易举的事情。下面我们来分析一下这些常用的黑客程序。 

　　1、Trinoo 

　　Trinoo的攻击方法是向被攻击目标主机的随机端口发出全零的4字节UDP包，在处理这些超出其处理能力的垃圾数据包的过程中，被攻击主机的网络性能不断下降，直到不能提供正常服务，乃至崩溃。它对IP地址不做假，采用的通讯端口是： 

　　攻击者主机到主控端主机：27665/TCP 
　　主控端主机到代理端主机：27444/UDP 
　　代理端主机到主服务器主机：31335/UDP 

　　2、TFN 

　　TFN由主控端程序和代理端程序两部分组成，它主要采取的攻击方法为：SYN风暴、Ping风暴、UDP炸弹和SMURF，具有伪造数据包的能力。 

　　3、TFN2K 

　　TFN2K是由TFN发展而来的，在TFN所具有的特性上，TFN2K又新增一些特性，它的主控端和代理端的网络通讯是经过加密的，中间还可能混杂了许多虚假数据包，而TFN对ICMP的通讯没有加密。攻击方法增加了Mix和Targa3。并且TFN2K可配置的代理端进程端口。 

　　4、Stacheldraht 

　　Stacheldraht也是从TFN派生出来的，因此它具有TFN的特性。此外它增加了主控端与代理端的加密通讯能力，它对命令源作假，可以防范一些路由器的RFC2267过滤。Stacheldrah中有一个内嵌的代理升级模块，可以自动下载并安装最新的代理程序。 

三、DDoS的监测 

　　现在网上采用DDoS方式进行攻击的攻击者日益增多，我们只有及早发现自己受到攻击才能避免遭受惨重的损失。 

　　检测DDoS攻击的主要方法有以下几种： 

　　1、根据异常情况分析 

　　当网络的通讯量突然急剧增长，超过平常的极限值时，你可一定要提高警惕，检测此时的通讯；当网站的某一特定服务总是失败时，你也要多加注意；当发现有特大型的ICP和UDP数据包通过或数据包内容可疑时都要留神。总之，当你的机器出现异常情况时，你最好分析这些情况，防患于未然。 

　　2、使用DDoS检测工具 

　　当攻击者想使其攻击阴谋得逞时，他首先要扫描系统漏洞，目前市面上的一些网络入侵检测系统，可以杜绝攻击者的扫描行为。另外，一些扫描器工具可以发现攻击者植入系统的代理程序，并可以把它从系统中删除。

四、DDoS攻击的防御策略 

　　由于DDoS攻击具有隐蔽性，因此到目前为止我们还没有发现对DDoS攻击行之有效的解决方法。所以我们要加强安全防范意识，提高网络系统的安全性。可采取的安全防御措施有以下几种： 

　　1、及早发现系统存在的攻击漏洞，及时安装系统补丁程序。对一些重要的信息（例如系统配置信息）建立和完善备份机制。对一些特权帐号（例如管理员帐号）的密码设置要谨慎。通过这样一系列的举措可以把攻击者的可乘之机降低到最小。 

　　2、在网络管理方面，要经常检查系统的物理环境，禁止那些不必要的网络服务。建立边界安全界限，确保输出的包受到正确限制。经常检测系统配置信息，并注意查看每天的安全日志。 

　　3、利用网络安全设备（例如：防火墙）来加固网络的安全性，配置好它们的安全规则，过滤掉所有的可能的伪造数据包。 

　　4、比较好的防御措施就是和你的网络服务提供商协调工作，让他们帮助你实现路由的访问控制和对带宽总量的限制。 

　　5、当你发现自己正在遭受DDoS攻击时，你应当启动您的应付策略，尽可能快的追踪攻击包，并且要及时联系ISP和有关应急组织，分析受影响的系统，确定涉及的其他节点，从而阻挡从已知攻击节点的流量。 

　　6、当你是潜在的DDoS攻击受害者，你发现你的计算机被攻击者用做主控端和代理端时，你不能因为你的系统暂时没有受到损害而掉以轻心，攻击者已发现你系统的漏洞，这对你的系统是一个很大的威胁。所以一旦发现系统中存在DDoS攻击的工具软件要及时把它清除，以免留下后患。

　　到目前为止，防范DoS特别是DDoS攻击仍比较困难，但仍然可以采取一些措施以降低其产生的危害。对于中小型网站来说，可以从以下几个方面进行防范： 

主机设置： 

　　即加固操作系统，对各种操作系统参数进行设置以加强系统的稳固性。重新编译或设置Linux以及各种BSD系统、Solaris和Windows等操作系统内核中的某些参数，可在一定程度上提高系统的抗攻击能力。 

　　例如，对于DoS攻击的典型种类—SYN Flood，它利用TCP/IP协议漏洞发送大量伪造的TCP连接请求，以造成网络无法连接用户服务或使操作系统瘫痪。该攻击过程涉及到系统的一些参数：可等待的数据包的链接数和超时等待数据包的时间长度。因此，可进行如下设置： 

* 关闭不必要的服务； 
* 将数据包的连接数从缺省值128或512修改为2048或更大，以加长每次处理数据包队列的长度，以缓解和消化更多数据包的连接； 
* 将连接超时时间设置得较短，以保证正常数据包的连接，屏蔽非法攻击包； 
* 及时更新系统、安装补丁。 
防火墙设置： 

仍以SYN Flood为例，可在防火墙上进行如下设置： 

* 禁止对主机非开放服务的访问； 
* 限制同时打开的数据包最大连接数； 
* 限制特定IP地址的访问； 
* 启用防火墙的防DDoS的属性； 
*严格限制对外开放的服务器的向外访问，以防止自己的服务器被当做工具攻击他人。 

此外，还可以采取如下方法： 

* Random drop算法。当流量达到一定的阀值时，按照算法规则丢弃后续报文，以保持主机的处理能力。其不足是会误丢正常的数据包，特别是在大流量数据包的攻击下，正常数据包犹如九牛一毛，容易随非法数据包被拒之网外； 
* SYN Cookie算法，采用6次握手技术以降低受攻击率。其不足是依据列表查询，当数据流量增大时，列表急剧膨胀，计算量随之提升，容易造成响应延迟乃至系统瘫痪。 

　　由于DoS攻击种类较多，而防火墙只能抵挡有限的几种。 

路由器设置： 

以Cisco路由器为例，可采取如下方法： 

* Cisco Express Forwarding（CEF）； 
* 使用Unicast reverse-path； 
* 访问控制列表（ACL）过滤； 
* 设置数据包流量速率； 
* 升级版本过低的IOS； 
* 为路由器建立log server。 

　　其中，使用CEF和Unicast设置时要特别注意，使用不当会造成路由器工作效率严重下降。升级IOS也应谨慎。 
　　 
　　路由器是网络的核心设备，需要慎重设置，最好修改后，先不保存，以观成效。Cisco路由器有两种配置，startup config和running config，修改的时候改变的是running config，可以让这个配置先运行一段时间，认为可行后再保存配置到startup config；如果不满意想恢复到原来的配置，用copy start run即可。 

　　不论防火墙还是路由器都是到外界的接口设备，在进行防DDoS设置的同时，要权衡可能相应牺牲的正常业务的代价，谨慎行事。 
用负载均衡技术： 

　　就是把应用业务分布到几台不同的服务器上，甚至不同的地点。采用循环DNS服务或者硬件路由器技术，将进入系统的请求分流到多台服务器上。这种方法要求投资比较大，相应的维护费用也高，中型网站如果有条件可以考虑。 


　　以上方法对流量小、针对性强、结构简单的DoS攻击进行防范还是很有效的。而对于DDoS攻击，则需要能够应对大流量的防范措施和技术，需要能够综合多种算法、集多种网络设备功能的集成技术。 

　　近年来，国内外也出现了一些运用此类集成技术的产品，如Captus IPS 4000、Mazu Enforcer、Top Layer Attack Mitigator以及国内的绿盟黑洞、东方龙马终结者等，能够有效地抵挡SYN Flood、UDP Flood、ICMP Flood和Stream Flood等大流量DDoS的攻击，个别还具有路由和交换的网络功能。对于有能力的网站来说，直接采用这些产品是防范DDoS攻击较为便利的方法。但不论国外还是国内的产品，其技术应用的可靠性、可用性等仍有待于进一步提高，如提高设备自身的高可用性、处理速率和效率以及功能的集成性等。 

　　最后，介绍两个当网站遭受DoS攻击导致系统无响应后快速恢复服务的应急办法： 

* 如有富余的IP资源，可以更换一个新的IP地址，将网站域名指向该新IP； 
* 停用80端口，使用如81或其它端口提供HTTP服务，将网站域名指向IP：81。

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