DDoS攻击原理及防护探究

随着网络时代的到来，网络安全变得越来越重要。在互联网的安全领域，DDoS(Distributed DenialofService)攻击技术因为它的隐蔽性，高效性一直是网络攻击者最青睐的攻击方式，它严重威胁着互联网的安全。

一、DDoS攻击的工作原理

1.1   DDoS的定义

DDos的前身 DoS (DenialofService)攻击，其含义是拒绝服务攻击，这种攻击行为使网站服务器充斥大量的要求回复的信息，消耗网络带宽或系统资源，导致网络或系统不胜负荷而停止提供正常的网络服务。而DDoS分布式拒绝服务，则主要利用 Internet上现有机器及系统的漏洞，攻占大量联网主机，使其成为攻击者的代理。当被控制的机器达到一定数量后，攻击者通过发送指令操纵这些攻击机同时向目标主机或网络发起DoS攻击，大量消耗其网络带和系统资源，导致该网络或系统瘫痪或停止提供正常的网络服务。由于DDos的分布式特征，它具有了比Dos远为强大的攻击力和破坏性。

1.2   DDoS的攻击原理

如图1所示，一个比较完善的DDos攻击体系分成四大部分，分别是攻击者( attacker也可以称为master)、控制傀儡机( handler)、攻击傀儡机( demon，又可称agent)和受害着( victim)。第2和第3部分，分别用做控制和实际发起攻击。第2部分的控制机只发布令而不参与实际的攻击，第3部分攻击傀儡机上发出DDoS的实际攻击包。对第2和第3部分计算机，攻击者有控制权或者是部分的控制权，并把相应的DDoS程序上传到这些平台上，这些程序与正常的程序一样运行并等待来自攻击者的指令，通常它还会利用各种手段隐藏自己不被别人发现。在平时，这些傀儡机器并没有什么异常，只是一旦攻击者连接到它们进行控制，并发出指令的时候，攻击愧儡机就成为攻击者去发起攻击了。

图1分布式拒绝服务攻击体系结构

之所以采用这样的结构，一个重要目的是隔离网络联系，保护攻击者，使其不会在攻击进行时受到监控系统的跟踪。同时也能够更好地协调进攻，因为攻击执行器的数目太多，同时由一个系统来发布命令会造成控制系统的网络阻塞，影响攻击的突然性和协同性。而且，流量的突然增大也容易暴露攻击者的位置和意图。整个过程可分为：

1)扫描大量主机以寻找可入侵主机目标；

2)有安全漏洞的主机并获取控制权；

3)入侵主机中安装攻击程序；

4)用己入侵主机继续进行扫描和入侵。

当受控制的攻击代理机达到攻击者满意的数量时，攻击者就可以通过攻击主控机随时发出击指令。由于攻击主控机的位置非常灵活，而且发布命令的时间很短，所以非常隐蔽以定位。一旦攻击的命令传送到攻击操纵机，主控机就可以关闭或脱离网络，以逃避追踪要着，攻击操纵机将命令发布到各个攻击代理机。在攻击代理机接到攻击命令后，就开始向目标主机发出大量的服务请求数据包。这些数据包经过伪装，使被攻击者无法识别它的来源面且，这些包所请求的服务往往要消耗较大的系统资源，如CP或网络带宽。如果数百台甚至上千台攻击代理机同时攻击一个目标，就会导致目标主机网络和系统资源的耗尽，从而停止服务。有时，甚至会导致系统崩溃。

另外，这样还可以阻塞目标网络的防火墙和路由器等网络设备，进一步加重网络拥塞状况。于是，目标主机根本无法为用户提供任何服务。攻击者所用的协议都是一些非常常见的协议和服务。这样，系统管理员就难于区分恶意请求和正连接请求，从而无法有效分离出攻击数据包

二、DDoS攻击识别

DDoS ( Denial of Service，分布式拒绝服务) 攻击的主要目的是让指定目标无注提供正常服务，甚至从互联网上消失，是目前最强大、最难防御的攻击方式之一。

2.1 DDoS表现形式

DDoS的表现形式主要有两种，一种为流量攻击，主要是针对网络带宽的攻击，即大量攻击包导致网络带宽被阻塞，合法网络包被虚假的攻击包淹没而无法到达主机；另一种为资源耗尽攻击，主要是针对服务器主机的政击，即通过大量攻击包导致主机的内存被耗尽或CPU内核及应用程序占完而造成无法提供网络服务。

2.2 攻击识别

流量攻击识别主要有以下2种方法：

1) Ping测试：若发现Ping超时或丢包严重，则可能遭受攻击，若发现相同交换机上的服务器也无法访问，基本可以确定为流量攻击。测试前提是受害主机到服务器间的ICMP协议没有被路由器和防火墙等设备屏蔽；

2) Telnet测试：其显著特征是远程终端连接服务器失败，相对流量攻击，资源耗尽攻击易判断，若网站访问突然非常缓慢或无法访问，但可Ping通，则很可能遭受攻击，若在服务器上用Netstat-na命令观察到大量 SYN_RECEIVED、 TIME_WAIT， FIN_ WAIT_1等状态，而EASTBLISHED很少，可判定为资源耗尽攻击，特征是受害主机Ping不通或丢包严重而Ping相同交换机上的服务器正常，则原因是攻击导致系统内核或应用程序CPU利用率达100%无法回应Ping命令，但因仍有带宽，可ping通相同交换机上主机。

三、DDoS攻击方式

DDoS攻击方式及其变种繁多，就其攻击方式面言，有三种最为流行的DDoS攻击方式。

3.1 SYN/ACK Flood攻击

这种攻击方法是经典有效的DDoS攻击方法，可通杀各种系统的网络服务，主要是通过向受害主机发送大量伪造源P和源端口的SYN或ACK包，导致主机的缓存资源被耗尽或忙于发送回应包而造成拒绝服务，由于源都是伤造的故追踪起来比较困难，缺点是实施起来有一定难度，需要高带宽的僵尸主机支持，少量的这种攻击会导致主机服务器无法访问，，但却可以Ping的通，在服务器上用 Netstat-na命令会观察到存在大量的 SYN RECEIVED状态，大量的这种攻击会导致Ping失败，TCP/IP栈失效，并会出现系统凝固现象，即不响应键盘和鼠标。普通防火墙大多无法抵御此种攻击。

攻击流程如图2所示，正常TCP连接为3次握手，系统B向系统A发送完 SYN/ACK分组后，停在 SYN RECV状态，等待系统A返回ACK分组；此时系统B已经为准备建立该连接分配了资源，若攻击者系统A，使用伪造源IP，系统B始终处于“半连接”等待状态，直至超时将该连接从连接队列中清除；因定时器设置及连接队列满等原因，系统A在很短时间内，只要持续高速发送伪造源IP的连接请求至系统B，便可成功攻击系统B，而系统B己不能相应其他正常连接请求。

图2 SYN Flooding攻击流程

3.2 TCP全连接攻击

（编辑：核心网）

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