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DDoS攻防战:CC攻击及ip黑白名单防火墙frdev的原理与实现

www.hx99.net    时间: 2014-07-17    阅读: 次     整理: 华西安全网

 

概述

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DDoS,即 Distributed Denial of Service ,可译为分散式阻断服务攻击。

上图与DDoS的字面已经清楚的表述出了此类攻击的原理,勿需多言。这类攻击泛滥存在的主要原因之一是网络服务的开放性,这一特点导致了DDoS攻击无法根本杜绝,目前主要应对策略是积极防御与消极防御。

典型DDoS的攻击方式:

死亡之Ping

icmp封装于IP报文之中,而IP对于很大的数据载荷采用分片传输的策略,而接收方需要对这些IP分片进行重组,如果接收方的重组算法不能很好地处理意外情况,后果会很严重,典型的意外情况包括:

1.连续分片的偏移量之间不符合它们应该的逻辑关系,攻击者伪造出这样的一系列分包是很容易的;

2.重组完成后的IP头与数据载荷,总长度竟超过了IP报文总长2^16字节(64kB)的限制,一个实现的例子是,前面各分片一律正常,唯有最后一个IP分片的数据载荷尽量填充到最大,如达到以太网最大传输单元MTU 1500字节上限,这样重组后的报文总长度就达到了约(64kB+1500B-20B-8B=65.44kB)的大小。

这种攻击方式附加了对目标系统协议栈算法的漏洞利用。

泪滴TearDrop

泪滴攻击指的是向目标机器发送损坏的IP包,诸如重叠的包或过大的包载荷。借由这些手段,该攻击可以通过TCP/IP协议栈中分片重组代码中的bug来瘫痪各种不同的操作系统。(此段摘自维基百科中文,实现方式可参考上死亡之Ping)

UDP洪水

UDP是一种无连接协议,当数据包通过 UDP 发送时,所有的数据包在发送和接收时不需要进行握手验证。当大量 UDP 数据包发送给受害系统时,可能会导致带宽饱和从而使得合法服务无法请求访问受害系统。遭受 DDoS UDP 洪泛攻击时,UDP 数据包的目的端口可能是随机或指定的端口,受害系统将尝试处理接收到的数据包以确定本地运行的服务。如果没有应用程序在目标端口运行,受害系统将对源IP发出 ICMP 数据包,表明“目标端口不可达”。某些情况下,攻击者会伪造源IP地址以隐藏自己,这样从受害系统返回的数据包不会直接回到僵尸主机,而是被发送到被伪造地址的主机。有时 UDP 洪泛攻击也可能影响受害系统周围的网络连接,这可能导致受害系统附近的正常系统遇到问题。然而,这取决于网络体系结构和线速。(此段摘自维基百科中文)

TCP RST 攻击

TCP协议存在安全漏洞,正常的TCP连接可以被非法的第三方复位,这是因为TCP连接通讯不包含认证的功能。如,在已知连接的五元组的情况下,攻击者可以伪造带有RST/SYN标志的TCP报文或普通数据报文,当其sequence number落在TCP连接的滑动窗口范围内,可能导致会话终止或者虚假数据插入。(这里仅仅提一下,详细可参考文章《 从TCP协议的原理来谈谈rst复位攻击》、《 忆龙2009:TCP非法复位漏洞及解决方法》)

 

TCP 全连接攻击

庞大的攻击群同时地、不断地与目标服务器建立正常的TCP连接,从而严重影响正常用户的连接服务。

Syn Flood

攻击者向目标服务器发送大量(伪造源IP地址、伪造源端口、正确目标IP地址、正确目标端口)tcp syn数据包,目标服务器为了维持这么大量的虚假连接,大量的tcp状态机维持在了SYN_RCVD状态,严重地影响了处理速度与消耗了系统资源,而反观攻击者,伪造并发送这些小数据包,各项资源消耗都极低,对于网络传输速度为3Mb/s的一个攻击者来说,攻击包的速率大约可达每秒(3Mb/8/40=9830)个,如果网络传输速度达到30Mb/s,单个攻击者的攻击包速率可为98300/s,如果再考虑到分布式攻击,情况将变得极为恶劣。

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CC攻击

CC,即 Chanllenge Collapsar ,可直译为 黑洞挑战,CC攻击是 DDoS 攻击的一种类型,使用代理服务器向受害服务器发送大量貌似合法的请求,巧妙之处在于,网络上有许多免费代理服务器,甚至很多都支持匿名代理,所以其优点为:

1.攻击者事先不需要抓取攻击傀儡,但仍需得到可用的、符合要求的代理 ip:port 列表;

2.匿名代理,使得追踪变得非常困难,但并非不可能!

四层及以下的DDoS防御:

新型攻击方式的产生、流行,必然导致对应防御策略的出现。

而针对四层及四层以下的DDoS攻击,现在的硬件防火墙大多都能对死亡之Ping、icmp洪水、泪滴等做到很好的防御效果,所以,这里重点介绍SynFlood的若干防御策略:

SynCookie:等到系统资源到达某一临界点,内核协议栈启用SynCookie机制,进行Syn包源IP:PORT验证,它本身是一种非常巧妙的实现,具体可参考文章《SYN Cookie的原理和实现 》;

SynProxy:即Syn代理,一般可在前端防火墙上实现,不过,淘宝开源项目ipvs维护者吴佳明先生已经在内核层实现了这一功能,可理解为SynCookie+Proxy,请访问 https://github.com/alibaba/LVS/ 获得最新源码与项目文档;

SynCheck:对Syn包依据一定的规则进行检验,以过滤掉一部分不规则的包;

SynFirstDrop:Syn首包丢弃策略,但如果攻击者将伪造的Syn报文发送两次,这种方法就失去了效果。

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以上的这些常见防御方法都可以分别通过硬件和软件来实现,一般来讲,硬件防火墙处理能力要比软件方法强,但价格也更加昂贵,尽管软件实现性能会有下降,但也没有太差,例如,ipvs工作于内核层,淘宝在大部分网站使用其作为Director,下面是一些官方数据:

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本文来源:华西安全网[http://www.hx99.net]
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