拒绝服务攻击

拒绝服务攻击组员：徐姚徐佳豪徐书军夏伟恩胡炯炯姚欣夏伟成一、了解Dos攻击(1)DOS攻击概述DoS是DenialofService的简称，即拒绝服务，造成DoS的攻击行为被称为DoS攻击，其目的是使计算机或网络无法提供正常的服务。最常见的DoS攻击有计算机网络带宽攻击和连通性攻击。DoS攻击是指故意的攻击网络协议实现的缺陷或直接通过野蛮手段残忍地耗尽被攻击对象的资源，目的是让目标计算机或网络无法提供正常的服务或资源访问，使目标系统服务系统停止响应甚至崩溃，而在此攻击中并不包括侵入目标服务器或目标网络设备。这些服务资源包括网络带宽，文件系统空间容量，开放的进程或者允许的连接。这种攻击会导致资源的匮乏，无论计算机的处理速度多快、内存容量多大、网络带宽的速度多快都无法避免这种攻击带来的后果。(2)概念理解DoS到底是什么？接触PC机较早的同志会直接想到微软磁盘操作系统的DOS--DiskOperationSystem？不，此DoS非彼DOS也，DoS即DenialOfService，拒绝服务的缩写。作个形象的比喻来理解DoS。街头的餐馆是为大众提供餐饮服务，如果一群地痞流氓要DoS餐馆的话，手段会很多，比如霸占着餐桌不结账，堵住餐馆的大门不让路，骚扰餐馆的服务员或厨子不能干活，甚至更恶劣……相应的计算机和网络系统则是为internet用户提供互联网资源的，如果有黑客要进行DoS攻击的话，可以想象同样有好多手段！今天最常见的DoS攻击有对计算机网络的带宽攻击和连通性攻击。带宽攻击指以极大的通信量冲击网络，使得所有可用网络资源都被消耗殆尽，最后导致合法的用户请求无法通过。连通性攻击指用大量的连接请求冲击计算机，使得所有可用的操作系统资源都被消耗殆尽，最终计算机无法再处理合法用户的请求。(3)表现方式无论是DoS攻击还是DDoS攻击，简单的看，都只是一种破坏网络服务的黑客方式，虽然具体的实现方式千变万化，但都有一个共同点，就是其根本目的是使受害主机或网络无法及时接收并处理外界请求，或无法及时回应外界请求。其具体表现方式有以下几种：1，制造大流量无用数据，造成通往被攻击主机的网络拥塞，使被攻击主机无法正常和外界通信。2，利用被攻击主机提供服务或传输协议上处理重复连接的缺陷，反复高频的发出攻击性的重复服务请求，使被攻击主机无法及时处理其它正常的请求。3，利用被攻击主机所提供服务程序或传输协议的本身实现缺陷，反复发送畸形的攻击数据引发系统错误的分配大量系统资源，使主机处于挂起状态甚至死机。(4)攻击流程要理解dos攻击，首先要理解TCP连接的三次握手过程(Three-wayhandshake)。在TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接。[1]第一次握手:建立连接时，客户端发送SYN包((SYN=i)到服务器，并进入SYNSEND状态，等待服务器确认;第二次握手:服务器收到SYN包，必须确认客户的SYN(ACK=i+1)，同时自己也发送一个SYN包((SYN=j)}即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态;[1]第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ACK=j+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据。上述名词概念：半连接:收到SYN包而还未收到ACK包时的连接状态称为半连接，即尚未完全完成三次握手的TCP连接。半连接队列:在三次握手协议中，服务器维护一个半连接队列，该队列为每个客户端的SYN包(SYN=i)开设一个条目，该条目表明服务器已收到SYN包，并向客户发出确认，正在等待客户的确认包。这些条目所标识的连接在服务器处于SYN_RECV状态，当服务器收到客户的确认包时，删除该条目，服务器进入ESTABLISHED状态。Backlog参数:表示半连接队列的最大容纳数目。[1]SYN-ACK重传次数:服务器发送完SYN-ACK包，如果未收到客户确认包，服务器进行首次重传，等待一段时间仍未收到客户确认包，进行第二次重传，如果重传次数超过系统规定的最大重传次数，系统将该连接信息、从半连接队列中删除。注意，每次重传等待的时间不一定相同。[1]半连接存活时间:是指半连接队列的条目存活的最长时间，也即服务从收到SYN包到确认这个报文无效的最长时间，该时间值是所有重传请求包的最长等待时间总和。有时也称半连接存活时间为Timeout时间、SYN_RECV存活时间。[1]上面三个参数对系统的TCP连接状况有很大影响。[1]二、攻击手段拒绝服务攻击是一种对网络危害巨大的恶意攻击。今天，DoS具有代表性的攻击手段包括PingofDeath、TearDrop、UDPflood、SYNflood、LandAttack、IPSpoofingDoS等。2.1死亡之ping最简单的基于IP的攻击可能要数著名的死亡之ping，这种攻击主要是由于单个包的长度超过了IP协议规范所规定的包长度。产生这样的包很容易，事实上，许多操作系统都提供了称为ping的网络工具。在为Windows操作系统中开一个DOS窗口，输入ping-l65500目标ip-t（65500表示数据长度上限，-t表示不停地ping目标地址）就可达到该目的。UNIX系统也有类似情况。死亡之ping是如何工作的呢？首先是因为以太网长度有限，IP包片段被分片。当一个IP包的长度超过以太网帧的最大尺寸（以太网头部和尾部除外）时，包就会被分片，作为多个帧来发送。接收端的机器提取各个分片，并重组为一个完整的IP包。在正常情况下，IP头包含整个IP包的长度。当一个IP包被分片以后，头只包含各个分片的长度。分片并不包含整个IP包的长度信息，因此IP包一旦被分片，重组后的整个IP包的总长度只有在所在分片都接受完毕之后才能确定。在IP协议规范中规定了一个IP包的最大尺寸，而大多数的包处理程序又假设包的长度超过这个最大尺寸这种情况是不会出现的。因此，包的重组代码所分配的内存区域也最大不超过这个最大尺寸。这样，超大的包一旦出现，包当中的额外数据就会被写入其他正常区域。这很容易导致系统进入非稳定状态，是一种典型的缓存溢出（BufferOverflow）攻击。在防火墙一级对这种攻击进行检测是相当难的，因为每个分片包看起来都很正常。由于使用ping工具很容易完成这种攻击，以至于它也成了这种攻击的首选武器，这也是这种攻击名字的由来。当然，还有很多程序都可以做到这一点，因此仅仅阻塞ping的使用并不能完全解决这个漏洞。预防死亡之ping的最好方法是对操作系统打补丁，使内核将不再对超过规定长度的包进行重组。[1]2.2泪滴泪滴攻击(TearDrop)指的是向目标机器发送损坏的IP包，诸如重做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定义：泪滴攻击是拒绝服务攻击的一种。泪滴是一个特殊构造的应用程序，通过发送伪造的相互重叠的IP分组数据包，使其难以被接收主机重新组合。他们通常会导致目标主机内核失措。泪滴攻击利用IP分组数据包重叠造成TCP/IP分片重组代码不能恰当处理IP包。泪滴攻击不被认为是一个严重的DOS攻击，不会对主机系统造成重大损失。在大多数情况下，一次简单的重新启动是最好的解决办法，但重新启动操作系统可能导致正在运行的应用程序中未保存的数据丢失。2.3UDP泛洪UDP攻击,又称UDP洪水攻击或UDP淹没攻击（英文：UDPFloodAttack）是导致基於主机的服务拒绝攻击的一种。UDP是一种无连接的协议，而且它不需要用任何程序建立连接来传输数据。当攻击者随机地向受害系统的端口发送UDP数据包的时候，就可能发生了UDP淹没攻击。UDP是UserDatagramProtocol的简称，中文名是用户数据包协议，是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。它是IETFRFC768是UDP的正式规范。当受害系统接收到一个UDP数据包的时候，它会确定目的端口正在等待中的应用程序。当它发现该端口中并不存在正在等待的应用程序，它就会产生一个目的地址无法连接的ICMP数据包发送给该伪造的源地址。如果向受害者计算机端口发送了足够多的UDP数据包的时候，整个系统就会瘫痪。2.4SYNFLOODTCPSYN泛洪发生在OSI第四层，这种方式利用TCP协议的特性，就是三次握手。攻击者发送TCPSYN，SYN是TCP三次握手中的第一个数据包，而当服务器返回ACK后，该攻击者就不对其进行再确认，那这个TCP连接就处于挂起状态，也就是所谓的半连接状态，服务器收不到再确认的话，还会重复发送ACK给攻击者。这样更加会浪费服务器的资源。攻击者就对服务器发送非常大量的这种TCP连接，由于每一个都没法完成三次握手，所以在服务器上，这些TCP连接会因为挂起状态而消耗CPU和内存，最后服务器可能死机，就无法为正常用户提供服务了。大家都知道一个TCP连接的启动需要经历三次握手的过程。正常情况下客户端首先向服务端发送SYN报文，随后服务端回以SYN+ACK报文到达客户端，最后客户端向服务端发送ACK报文完成三次握手，后续就是上层业务数据交互，直到某一方断开连接。那么假如在这“握手”的过程中，客户端程序因为莫名崩溃等原因，收到SYN+ACK报文后不再回以ACK，服务端将如何处置呢？这时服务端会“优雅地”再等等，会不会是发送的包丢失了呢？于是重新发送一遍SYN+ACK，再收不到来自客户端的ACK响应的话，就把这次连接丢弃掉。这个过程大约会“优雅地”持续分钟级，这个持续时间被称作SYNtimeout时间。如果只有个别这样的异常情况，目标服务端处理起来自是毫不费力；可如果大量这样的情况出现，对服务端来说就不堪重负了。这是为什么呢？如果大量的握手请求涌向TCP服务端，而它们只发出SYN报文而不以ACK响应结束握手，服务端就要为这每一个请求都维持约一分多钟的连接去等待ACK，也就形成所谓的“半连接”。维护这些半连接是需要消耗很多服务器的网络连接资源的。如果短时间内这些资源几乎都被半连接占满，那么正常的业务请求在这期间就得不到服务，处于等待状态。更进一步的，如果这些半连接的握手请求是恶意程序发出，并且持续不断，那么就会导致服务端较长时间内丧失服务功能——这就形成了DoS（DenialofService拒绝服务）攻击。这种攻击方式就称为SYN泛洪（SYNflood）攻击。由于正常的TCP三次握手中发出去多少SYN报文，就会收到多少SYN+ACK报文。攻击方需要将这些消息丢弃，同时为了隐藏自己，于是需要大量伪造泛洪攻击的源地址，随机改成其它地址。为达到SYN泛洪攻击的效果，这些伪造的源地址最好无法响应SYN+ACK，如这些源地址的主机根本不存在，或者被防火墙等网络设施拦截，等等。对于SYN泛洪攻击的防范，优化主机系统设置是常用的手段。如降低SYNtimeout时间，使得主机尽快释放半连接的占用；又比如采用SYNcookie设置，如果短时间内连续收到某个IP的重复SYN请求，则认为受到了该IP的攻击，丢弃来自该IP的后续请求报文。此外合理地采用防火墙等外部网络安全设施也可缓解SYN泛洪攻击。2.5Land（LandAttack）攻击land攻击是一种使用相同的源和目的主机和端口发送数据包到某台机器的攻击。结果通常使存在漏洞的机器崩溃。在Land攻击中，一个特别打造的SYN包中的源地址和目标地址都被设置成某一个服务器地址，这时将导致接受服务器向它自己的地址发送SYN一ACK消息，结果这个地址又发回ACK消息并创建一个空连接，每一个这样的连接都将保留直到超时掉。对Land攻击反应不同，许多UNIX系统将崩溃，而WindowsNT会变的极其缓慢（大约持续五分钟）。LAND攻击图示2.6IP欺骗IP地址欺骗是指行动产生的IP数据包为伪造的源IP地址，以便冒充其他系统或发件人的身份。这是一种黑客的攻击形式，黑客使用一台计算机上网,而借用另外一台机器的