隨著網(wǎng)絡(luò)時代的到來，網(wǎng)絡(luò)安全變得越來越重要。在互聯(lián)網(wǎng)的安全領(lǐng)域，DDoS(Distributed DenialofService)攻擊技術(shù)因為它的隱蔽性，高效性一直是網(wǎng)絡(luò)攻擊者最青睞的攻擊方式，它嚴(yán)重威脅著互聯(lián)網(wǎng)的安全。

一、DDoS攻擊的工作原理

1.1   DDoS的定義

DDos的前身 DoS (DenialofService)攻擊，其含義是拒絕服務(wù)攻擊，這種攻擊行為使網(wǎng)站服務(wù)器充斥大量的要求回復(fù)的信息，消耗網(wǎng)絡(luò)帶寬或系統(tǒng)資源，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)不勝負(fù)荷而停止提供正常的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。而DDoS分布式拒絕服務(wù)，則主要利用 Internet上現(xiàn)有機器及系統(tǒng)的漏洞，攻占大量聯(lián)網(wǎng)主機，使其成為攻擊者的代理。當(dāng)被控制的機器達到一定數(shù)量后，攻擊者通過發(fā)送指令操縱這些攻擊機同時向目標(biāo)主機或網(wǎng)絡(luò)發(fā)起DoS攻擊，大量消耗其網(wǎng)絡(luò)帶和系統(tǒng)資源，導(dǎo)致該網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)癱瘓或停止提供正常的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。由于DDos的分布式特征，它具有了比Dos遠為強大的攻擊力和破壞性。

1.2   DDoS的攻擊原理

如圖1所示，一個比較完善的DDos攻擊體系分成四大部分，分別是攻擊者( attacker也可以稱為master)、控制傀儡機( handler)、攻擊傀儡機( demon，又可稱agent)和受害著( victim)。第2和第3部分，分別用做控制和實際發(fā)起攻擊。第2部分的控制機只發(fā)布令而不參與實際的攻擊，第3部分攻擊傀儡機上發(fā)出DDoS的實際攻擊包。對第2和第3部分計算機，攻擊者有控制權(quán)或者是部分的控制權(quán)，并把相應(yīng)的DDoS程序上傳到這些平臺上，這些程序與正常的程序一樣運行并等待來自攻擊者的指令，通常它還會利用各種手段隱藏自己不被別人發(fā)現(xiàn)。在平時，這些傀儡機器并沒有什么異常，只是一旦攻擊者連接到它們進行控制，并發(fā)出指令的時候，攻擊愧儡機就成為攻擊者去發(fā)起攻擊了。

圖1分布式拒絕服務(wù)攻擊體系結(jié)構(gòu)

之所以采用這樣的結(jié)構(gòu)，一個重要目的是隔離網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，保護攻擊者，使其不會在攻擊進行時受到監(jiān)控系統(tǒng)的跟蹤。同時也能夠更好地協(xié)調(diào)進攻，因為攻擊執(zhí)行器的數(shù)目太多，同時由一個系統(tǒng)來發(fā)布命令會造成控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)阻塞，影響攻擊的突然性和協(xié)同性。而且，流量的突然增大也容易暴露攻擊者的位置和意圖。整個過程可分為：

1)掃描大量主機以尋找可入侵主機目標(biāo)；

2)有安全漏洞的主機并獲取控制權(quán)；

3)入侵主機中安裝攻擊程序；

4)用己入侵主機繼續(xù)進行掃描和入侵。

當(dāng)受控制的攻擊代理機達到攻擊者滿意的數(shù)量時，攻擊者就可以通過攻擊主控機隨時發(fā)出擊指令。由于攻擊主控機的位置非常靈活，而且發(fā)布命令的時間很短，所以非常隱蔽以定位。一旦攻擊的命令傳送到攻擊操縱機，主控機就可以關(guān)閉或脫離網(wǎng)絡(luò)，以逃避追蹤要著，攻擊操縱機將命令發(fā)布到各個攻擊代理機。在攻擊代理機接到攻擊命令后，就開始向目標(biāo)主機發(fā)出大量的服務(wù)請求數(shù)據(jù)包。這些數(shù)據(jù)包經(jīng)過偽裝，使被攻擊者無法識別它的來源面且，這些包所請求的服務(wù)往往要消耗較大的系統(tǒng)資源，如CP或網(wǎng)絡(luò)帶寬。如果數(shù)百臺甚至上千臺攻擊代理機同時攻擊一個目標(biāo)，就會導(dǎo)致目標(biāo)主機網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)資源的耗盡，從而停止服務(wù)。有時，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)崩潰。

另外，這樣還可以阻塞目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的防火墻和路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，進一步加重網(wǎng)絡(luò)擁塞狀況。于是，目標(biāo)主機根本無法為用戶提供任何服務(wù)。攻擊者所用的協(xié)議都是一些非常常見的協(xié)議和服務(wù)。這樣，系統(tǒng)管理員就難于區(qū)分惡意請求和正連接請求，從而無法有效分離出攻擊數(shù)據(jù)包

二、DDoS攻擊識別

DDoS ( Denial of Service，分布式拒絕服務(wù)) 攻擊的主要目的是讓指定目標(biāo)無注提供正常服務(wù)，甚至從互聯(lián)網(wǎng)上消失，是目前最強大、最難防御的攻擊方式之一。

2.1 DDoS表現(xiàn)形式

DDoS的表現(xiàn)形式主要有兩種，一種為流量攻擊，主要是針對網(wǎng)絡(luò)帶寬的攻擊，即大量攻擊包導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)帶寬被阻塞，合法網(wǎng)絡(luò)包被虛假的攻擊包淹沒而無法到達主機；另一種為資源耗盡攻擊，主要是針對服務(wù)器主機的政擊，即通過大量攻擊包導(dǎo)致主機的內(nèi)存被耗盡或CPU內(nèi)核及應(yīng)用程序占完而造成無法提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

2.2 攻擊識別

流量攻擊識別主要有以下2種方法：

1) Ping測試：若發(fā)現(xiàn)Ping超時或丟包嚴(yán)重，則可能遭受攻擊，若發(fā)現(xiàn)相同交換機上的服務(wù)器也無法訪問，基本可以確定為流量攻擊。測試前提是受害主機到服務(wù)器間的ICMP協(xié)議沒有被路由器和防火墻等設(shè)備屏蔽；

2) Telnet測試：其顯著特征是遠程終端連接服務(wù)器失敗，相對流量攻擊，資源耗盡攻擊易判斷，若網(wǎng)站訪問突然非常緩慢或無法訪問，但可Ping通，則很可能遭受攻擊，若在服務(wù)器上用Netstat-na命令觀察到大量 SYN_RECEIVED、 TIME_WAIT， FIN_ WAIT_1等狀態(tài)，而EASTBLISHED很少，可判定為資源耗盡攻擊，特征是受害主機Ping不通或丟包嚴(yán)重而Ping相同交換機上的服務(wù)器正常，則原因是攻擊導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)核或應(yīng)用程序CPU利用率達100%無法回應(yīng)Ping命令，但因仍有帶寬，可ping通相同交換機上主機。

三、DDoS攻擊方式

DDoS攻擊方式及其變種繁多，就其攻擊方式面言，有三種最為流行的DDoS攻擊方式。

3.1 SYN/ACK Flood攻擊

這種攻擊方法是經(jīng)典有效的DDoS攻擊方法，可通殺各種系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，主要是通過向受害主機發(fā)送大量偽造源P和源端口的SYN或ACK包，導(dǎo)致主機的緩存資源被耗盡或忙于發(fā)送回應(yīng)包而造成拒絕服務(wù)，由于源都是傷造的故追蹤起來比較困難，缺點是實施起來有一定難度，需要高帶寬的僵尸主機支持，少量的這種攻擊會導(dǎo)致主機服務(wù)器無法訪問，但卻可以Ping的通，在服務(wù)器上用 Netstat-na命令會觀察到存在大量的 SYN RECEIVED狀態(tài)，大量的這種攻擊會導(dǎo)致Ping失敗，TCP/IP棧失效，并會出現(xiàn)系統(tǒng)凝固現(xiàn)象，即不響應(yīng)鍵盤和鼠標(biāo)。普通防火墻大多無法抵御此種攻擊。

攻擊流程如圖2所示，正常TCP連接為3次握手，系統(tǒng)B向系統(tǒng)A發(fā)送完 SYN/ACK分組后，停在 SYN RECV狀態(tài)，等待系統(tǒng)A返回ACK分組；此時系統(tǒng)B已經(jīng)為準(zhǔn)備建立該連接分配了資源，若攻擊者系統(tǒng)A，使用偽造源IP，系統(tǒng)B始終處于“半連接”等待狀態(tài)，直至超時將該連接從連接隊列中清除；因定時器設(shè)置及連接隊列滿等原因，系統(tǒng)A在很短時間內(nèi)，只要持續(xù)高速發(fā)送偽造源IP的連接請求至系統(tǒng)B，便可成功攻擊系統(tǒng)B，而系統(tǒng)B己不能相應(yīng)其他正常連接請求。

圖2 SYN Flooding攻擊流程

3.2 TCP全連接攻擊

這種攻擊是為了繞過常規(guī)防火墻的檢查而設(shè)計的，一般情況下，常規(guī)防火墻大多具備過濾 TearDrop、Land等DOS攻擊的能力，但對于正常的TCP連接是放過的，殊不知很多網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序(如：IIS、 Apache等Web服務(wù)器)能接受的TCP連接數(shù)是有限的，一旦有大量的TCP連接，即便是正常的，也會導(dǎo)致網(wǎng)站訪問非常緩慢甚至無法訪問，TCP全連接攻擊就是通過許多僵尸主機不斷地與受害服務(wù)器建立大量的TCP連接，直到服務(wù)器的內(nèi)存等資源被耗盡面被拖跨，從而造成拒絕服務(wù)，這種攻擊的特點是可繞過一般防火墻的防護而達到攻擊目的，缺點是需要找很多僵尸主機，并且由于僵尸主機的IP是暴露的，因此此種DDOs攻擊方容易被追蹤。

3.3 TCP刷 Script腳本攻擊

這種攻擊主要是針對存在ASP、JSP、PHP、CGI等腳本程序，并調(diào)用 MSSQL Server、My SQL Server、 Oracle等數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)站系統(tǒng)而設(shè)計的，特征是和服務(wù)器建立正常的TCP連接，不斷的向腳本程序提交查詢、列表等大量耗費數(shù)據(jù)庫資源的調(diào)用，典型的以小博大的攻擊方法。一般來說，提交一個GET或POST指令對客戶端的耗費和帶寬的占用是幾乎可以忽略的，而服務(wù)器為處理此請求卻可能要從上萬條記錄中去查出某個記錄，這種處理過程對資源的耗費是很大的，常見的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器很少能支持?jǐn)?shù)百個查詢指令同時執(zhí)行，而這對于客戶端來說卻是輕而易舉的，因此攻擊者只需通過 Proxy代理向主機服務(wù)器大量遞交查詢指令，只需數(shù)分鐘就會把服務(wù)器資源消耗掉而導(dǎo)致拒絕服務(wù)，常見的現(xiàn)象就是網(wǎng)站慢如蝸牛、ASP程序失效、PHP連接數(shù)據(jù)庫失敗、數(shù)據(jù)庫主程序占用CPU偏高。這種攻擊的特點是可以完全繞過普通的防火墻防護，輕松找一些Poxy代理就可實施攻擊，缺點是對付只有靜態(tài)頁面的網(wǎng)站效果會大打折扣，并且有些代理會暴露DDOS攻擊者的IP地址。

四、DDoS的防護策略

DDoS的防護是個系統(tǒng)工程，想僅僅依靠某種系統(tǒng)或產(chǎn)品防住DDoS是不現(xiàn)實的，可以肯定的說，完全杜絕DDoS目前是不可能的，但通過適當(dāng)?shù)拇胧┑钟蠖鄶?shù)的DDoS攻擊是可以做到的，基于攻擊和防御都有成本開銷的緣故，若通過適當(dāng)?shù)霓k法增強了抵御DDoS的能力，也就意味著加大了攻擊者的攻擊成本，那么絕大多數(shù)攻擊者將無法繼續(xù)下去而放棄，也就相當(dāng)于成功的抵御了DDoS攻擊。

4.1 采用高性能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

抗DDoS攻擊首先要保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不能成為瓶頸，因此選擇路由器、交換機、硬件防火墻等設(shè)備的時候要盡量選用知名度高、口碑好的產(chǎn)品。再就是假如和網(wǎng)絡(luò)提供商有特殊關(guān)系或協(xié)議的話就更好了，當(dāng)大量攻擊發(fā)生的時候請他們在網(wǎng)絡(luò)接點處做一下流量限制來對抗某些種類的DDoS攻擊是非常有效的。

4.2 盡量避免NAT的使用

無論是路由器還是硬件防護墻設(shè)備都要盡量避免采用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT的使用，除了必須使用NAT，因為采用此技術(shù)會較大降低網(wǎng)絡(luò)通信能力，原因很簡單，因為NAT需要對地址來回轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換過程中需要對網(wǎng)絡(luò)包的校驗和進行計算，因此浪費了很多CPU的時間。

4.3 充足的網(wǎng)絡(luò)帶寬保證

網(wǎng)絡(luò)帶寬直接決定了能抗受攻擊的能力，假若僅有10M帶寬，無論采取何種措施都很難對抗現(xiàn)在的 SYNFlood攻擊，當(dāng)前至少要選擇100M的共享帶寬,1000M的帶寬會更好，但需要注意的是，主機上的網(wǎng)卡是1000M的并不意味著它的網(wǎng)絡(luò)帶寬就是千兆的，若把它接在100M的交換機上，它的實際帶寬不會超過100M，再就是接在100M的帶寬上也不等于就有了百兆的帶寬，因為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商很可能會在交換機上限制實際帶寬為10M。

4.4 升級主機服務(wù)器硬件

在有網(wǎng)絡(luò)帶寬保證的前提下，盡量提升硬件配置，要有效對抗每秒10萬個SYN攻擊包，服務(wù)器的配置至少應(yīng)該為：P4 2.4G/DDR512M/SCSI-HD，起關(guān)鍵作用的主要是CPU和內(nèi)存，內(nèi)存一定要選擇DDR的高速內(nèi)存，硬盤要盡量選擇SCSI的，要保障硬件性能高并且穩(wěn)定，否則會付出高昂的性能代價。

4.5 把網(wǎng)站做成靜態(tài)頁面

大量事實證明，把網(wǎng)站盡可能做成靜態(tài)頁面，不僅能大大提高抗攻擊能力，而且還給黑客入侵帶來不少麻煩，到現(xiàn)在為止還沒有出現(xiàn)關(guān)于HTML的溢出的情況，新浪、搜狐、網(wǎng)易等門戶網(wǎng)站主要都是靜態(tài)頁面。

此外，最好在需要調(diào)用數(shù)據(jù)庫的腳本中拒絕使用代理的訪問，因為經(jīng)驗表明使用代理訪問我們網(wǎng)站的80%屬于惡意行為。

五、總結(jié)

DDoS政擊正在不斷演化，變得日益強大、隱密，更具針對性且更復(fù)雜，它已成為互聯(lián)網(wǎng)安全的重大威脅，同時隨著系統(tǒng)的更新?lián)Q代，新的系統(tǒng)漏洞不斷地出現(xiàn)，DDoS的攻擊技巧的提高，也給DDoS防護增加了難度，有效地對付這種攻擊是一個系統(tǒng)工程，不僅需要技術(shù)人員去探索防護的手段，網(wǎng)絡(luò)的使用者也要具備網(wǎng)絡(luò)攻擊基本的防護意識和手段，只有將技術(shù)手段和人員素質(zhì)結(jié)合到一起才能最大限度的發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)防護的效能。

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