不可不知 DDoS的攻击原理与防御方法

DoS攻击、DDoS攻击和DRDoS攻击相信大家已经早有耳闻了吧!DoS是Denial of Service的简写就是拒绝服务，而DDoS就是Distributed Denial of Service的简写就是分布式拒绝服务,而DRDoS就是Distributed Reflection Denial of Service的简写,这是分布反射式拒绝服务的意思。

　　不过这3中攻击方法最厉害的还是DDoS，那个DRDoS攻击虽然是新近出的一种攻击方法，但它只是DDoS攻击的变形，它的唯一不同就是不用占领大量的“肉鸡”。这三种方法都是利用TCP三次握手的漏洞进行攻击的，所以对它们的防御办法都是差不多的。

　　DoS攻击是最早出现的，它的攻击方法说白了就是单挑，是比谁的机器性能好、速度快。但是现在的科技飞速发展，一般的网站主机都有十几台主机，而且各个主机的处理能力、内存大小和网络速度都有飞速的发展，有的网络带宽甚至超过了千兆级别。这样我们的一对一单挑式攻击就没有什么作用了，搞不好自己的机子就会死掉。举个这样的攻击例子，假如你的机器每秒能够发送10个攻击用的数据包，而被你攻击的机器(性能、网络带宽都是顶尖的)每秒能够接受并处理100攻击数据包，那样的话，你的攻击就什么用处都没有了，而且非常有死机的可能。要知道，你若是发送这种1Vs1的攻击，你的机器的CPU占用率是90%以上的，你的机器要是配置不够高的话，那你就死定了。

图-01 DoS攻击

　　不过，科技在发展，黑客的技术也在发展。正所谓道高一尺，魔高一仗。经过无数次当机，黑客们终于又找到一种新的DoS攻击方法，这就是DDoS攻击。它的原理说白了就是群殴，用好多的机器对目标机器一起发动DoS攻击，但这不是很多黑客一起参与的，这种攻击只是由一名黑客来操作的。这名黑客不是拥有很多机器，他是通过他的机器在网络上占领很多的“肉鸡”，并且控制这些“肉鸡”来发动DDoS攻击，要不然怎么叫做分布式呢。还是刚才的那个例子，你的机器每秒能发送10攻击数据包，而被攻击的机器每秒能够接受100的数据包，这样你的攻击肯定不会起作用，而你再用10台或更多的机器来对被攻击目标的机器进行攻击的话，嘿嘿!结果我就不说了。

图-02 DDOS攻击

DRDoS分布反射式拒绝服务攻击这是DDoS攻击的变形，它与DDoS的不同之处就是DrDoS不需要在攻击之前占领大量的“肉鸡”。它的攻击原理和Smurf攻击原理相近，不过DRDoS是可以在广域网上进行的，而Smurf攻击是在局域网进行的。它的作用原理是基于广播地址与回应请求的。一台计算机向另一台计算机发送一些特殊的数据包如ping请求时，会接到它的回应;如果向本网络的广播地址发送请求包，实际上会到达网络上所有的计算机，这时就会得到所有计算机的回应。这些回应是需要被接收的计算机处理的，每处理一个就要占用一份系统资源，如果同时接到网络上所有计算机的回应，接收方的系统是有可能吃不消的，就象遭到了DDoS攻击一样。不过是没有人笨到自己攻击自己，不过这种方法被黑客加以改进就具有很大的威力了。黑客向广播地址发送请求包，所有的计算机得到请求后，却不会把回应发到黑客那里，而是发到被攻击主机。这是因为黑客冒充了被攻击主机。黑客发送请求包所用的软件是可以伪造源地址的，接到伪造数据包的主机会根据源地址把回应发出去，这当然就是被攻击主机的地址。黑客同时还会把发送请求包的时间间隔减小，这样在短时间能发出大量的请求包，使被攻击主机接到从被欺骗计算机那里传来的洪水般的回应，就像遭到了DDoS攻击导致系统崩溃。骇客借助了网络中所有计算机来攻击受害者，而不需要事先去占领这些被欺骗的主机，这就是Smurf攻击。而DRDoS攻击正是这个原理，黑客同样利用特殊的发包工具，首先把伪造了源地址的SYN连接请求包发送到那些被欺骗的计算机上，根据TCP三次握手的规则，这些计算机会向源IP发出SYN+ACK或RST包来响应这个请求。同Smurf攻击一样，黑客所发送的请求包的源IP地址是被攻击主机的地址，这样受欺骗的主机就都会把回应发到被攻击主机处，造成被攻击主机忙于处理这些回应而瘫痪。

图-03 DRDoS分布反射式拒绝服务攻击

　　解释:

　　SYN:(Synchronize sequence numbers)用来建立连接，在连接请求中，SYN=1，ACK=0，连接响应时，SYN=1，ACK=1。即，SYN和ACK来区分Connection Request和Connection Accepted。

　　RST:(Reset the connection)用于复位因某种原因引起出现的错误连接，也用来拒绝非法数据和请求。如果接收到RST位时候，通常发生了某些错误。

　　ACK:(Acknowledgment field significant)置1时表示确认号(Acknowledgment Number)为合法，为0的时候表示数据段不包含确认信息，确认号被忽略。

　　TCP三次握手:

图-04 TCP三次握手

　　假设我们要准备建立连接，服务器正处于正常的接听状态。

　　第一步:我们也就是客户端发送一个带SYN位的请求，向服务器表示需要连接，假设请求包的序列号为10，那么则为:SYN=10，ACK=0，然后等待服务器的回应。

　　第二步:服务器接收到这样的请求包后，查看是否在接听的是指定的端口，如果不是就发送RST=1回应，拒绝建立连接。如果接收请求包，那么服务器发送确认回应，SYN为服务器的一个内码，假设为100，ACK位则是客户端的请求序号加1，本例中发送的数据是:SYN=100，ACK=11，用这样的数据回应给我们。向我们表示，服务器连接已经准备好了，等待我们的确认。这时我们接收到回应后，分析得到的信息，准备发送确认连接信号到服务器。

　　第三步:我们发送确认建立连接的信息给服务器。确认信息的SYN位是服务器发送的ACK位，ACK位是服务器发送的SYN位加1。即:SYN=11，ACK=101。

　　这样我们的连接就建立起来了。

　　DDoS究竟如何攻击?目前最流行也是最好用的攻击方法就是使用SYN-Flood进行攻击，SYN-Flood也就是SYN洪水攻击。SYN-Flood不会完成TCP三次握手的第三步，也就是不发送确认连接的信息给服务器。这样，服务器无法完成第三次握手，但服务器不会立即放弃，服务器会不停的重试并等待一定的时间后放弃这个未完成的连接，这段时间叫做SYN timeout，这段时间大约30秒-2分钟左右。若是一个用户在连接时出现问题导致服务器的一个线程等待1分钟并不是什么大不了的问题，但是若有人用特殊的软件大量模拟这种情况，那后果就可想而知了。一个服务器若是处理这些大量的半连接信息而消耗大量的系统资源和网络带宽，这样服务器就不会再有空余去处理普通用户的正常请求(因为客户的正常请求比率很小)。这样这个服务器就无法工作了，这种攻击就叫做:SYN-Flood攻击。

　　到目前为止，进行DDoS攻击的防御还是比较困难的。首先，这种攻击的特点是它利用了TCP/IP协议的漏洞，除非你不用TCP/IP，才有可能完全抵御住DDoS攻击。不过这不等于我们就没有办法阻挡DDoS攻击，我们可以尽力来减少DDoS的攻击。下面就是一些防御方法:

　　1。确保服务器的系统文件是最新的版本，并及时更新系统补丁。

　　2。关闭不必要的服务。

　　3。限制同时打开的SYN半连接数目。

　　4。缩短SYN半连接的time out 时间。

　　5。正确设置防火墙

　　禁止对主机的非开放服务的访问

　　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

　　运行端口映射程序祸端口扫描程序，要认真检查特权端口和非特权端口。

　　6。认真检查网络设备和主机/服务器系统的日志。只要日志出现漏洞或是时间变更，那这台机器就可 　 能遭到了攻击。

　　7。限制在防火墙外与网络文件共享。这样会给黑客截取系统文件的机会，主机的信息暴露给黑客， 　 无疑是给了对方入侵的机会。

　　8。路由器

　　以Cisco路由器为例

　　Cisco Express Forwarding(CEF)

　　使用 unicast reverse-path

　　访问控制列表(ACL)过滤

　　设置SYN数据包流量速率

　　升级版本过低的ISO

　　为路由器建立log server

　　能够了解DDoS攻击的原理，对我们防御的措施在加以改进，我们就可以挡住一部分的DDoS攻击，知己知彼，百战不殆嘛。