DoS攻击 DoS攻击种类

DoS攻击种类

 

DoS攻击有许多种类，主要有Land攻击、死亡之ping、泪滴、Smurf攻击及SYN洪水等。
　　
据统计，在所有黑客攻击事件中，syn洪水攻击是最常见又最容易被利用的一种DoS攻击手法。
　　1.攻击原理
　　要理解SYN洪水攻击，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。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SYN SEND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}Jj’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;
　　第三次握手:客户端收到服务器的SYN十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。
　　在上述过程中，还有一些重要的概念:
　　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。
　　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。
　　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。
　　上面三个参数对系统的TCP连接状况有很大影响。
　　SYN洪水攻击属于DoS攻击的一种，它利用TCP协议缺陷，通过发送大量的半连接请求，耗费CPU和内存资源。SYN攻击除了能影响主机外，还可以危害路由器、防火墙等网络系统，事实上SYN攻击并不管目标是什么系统，只要这些系统打开TCP服务就可以实施。从图4-3可看到，服务器接收到连接请求(SYN=i )将此信息加入未连接队列，并发送请求包给客户( SYN=j,ACK=i+1 )，此时进入SYN_RECV状态。当服务器未收到客户端的确认包时，重发请求包，一直到超时，才将此条目从未连接队列删除。配合IP欺骗，SYN攻击能达到很好的效果，通常，客户端在短时间内伪造大量不存在的IP地址，向服务器不断地发送SYN包，服务器回复确认包，并等待客户的确认，由于源地址是不存在的，服务器需要不断的重发直至超时，这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列，正常的SYN 请求
　　被丢弃，目标系统运行缓慢，严重者引起网络堵塞甚至系统瘫痪。过程如下: 
　　攻击主机C(地址伪装后为C')-----大量SYN包---->彼攻击主机
　　C'<-------SYN/ACK包----被攻击主机
　　由于C’地址不可达，被攻击主机等待SYN包超时。攻击主机通过发人量SYN包填满未连接队列，导致正常SYN包被拒绝服务。另外，SYN洪水攻击还可以通过发大量ACK包进行DoS攻击。
　　
    2．传统算法
　　抵御SYN洪水攻击较常用的方法为网关防火墙法、中继防火墙法和SYNcookies。为便于叙述，将系统拓扑图简化为图4-4。图中，按网络在防火墙内侧还是外侧将其分为内网、外网(内网是受防火墙保护的)。其次，设置防火墙的SYN重传计时器。超时值必须足够小，避免backlog队列被填满;同时又要足够大保证用户的正常通讯。
　　(1) 网关防火墙法
　　网关防火墙抵御攻击的基本思想是:对于内网服务器所发的SYN/ACK包，防火墙立即发送ACK包响应。当内网服务器接到ACK包后，从backlog队列中移出此半连接，连接转为开连接，TCP连接建成。由于服务器处理开连接的能力比处理半连接大得多，这种方法能有效减轻对内网服务器的SYN攻击，能有效地让backlog队列处于未满状态，同时在重传一个未完成的连接之前可以等待更长时间。
　　以下为算法完整描述:
　　第一步，防火墙截获外网客户端发向内网服务器SYN数据包，允许其通过，抵达内网服务器。同时在连接跟踪表中记录此事件.
　　第二步，防火墙截获服务器发向客户端的SYN/ACK响应包，用连接跟踪表中记录的相应SYN包匹配它.
　　第三步，防火墙让截获的SYN/ACK继续进行(发向客户端)。同时，向内网服务器发送ACK包。这样，对服务器来说，TCP连接三次握手已经完成。系统在backlog队列中删掉此半连接.
　　第四步，看此TCP连接是否有效，相应产生两种解决方法。如果客户端的连接尝试是有效的，那么防火墙将接到来自客户端的ACK包，然后防火墙将它转发到服务器。服务器会忽略这个冗余的ACK包，这在TCP协议中是允许的.
　　如果客户端的IP地址并不存在，那么防火墙将收不到来自客户端的ACK包，重转计时器将超时。这时，防火墙重传此连接.
　　(2) 中继防火墙法
　　中继防火墙抵御攻击的思想是:防火墙在向内网服务器发SYN包之前，首先完成与外网的三次握手连接，从而消除SYN洪水攻击的成立条件。
　　以下为算法完整描述:
　　第一步，防火墙截获外网客户端发向内网服务器SYN数据包.
　　第二步，防火墙并不直接向内网发SYN数据包，而是代替内网服务器向外网发SYNIACK数据包.
　　第三步，只有接到外网的ACK包，防火墙向内网发SYN包.
　　第四步，服务器应答SYN/ACK包. 
　　第五步，防火墙应答ACK包. 
　　(3) 分析
　　首先分析算法的性能，可以看出:为了提高效率，上述算法使用了状态检测等机制(可通过本系统的基本模块层得以实现)
　　对于非SYN包(CSYN/ACK及ACK包)，如果在连线跟踪信息表未查找到相应项，则还要匹配规则库，而匹配规则库需比较诸多项(如IP地址、端口号等)，花费较大，这会降低防火墙的流量。另外，在中继防火墙算法中，由于使用了SYN包代理，增加了防火墙的负荷，也会降低防火墙的流量。
　　其次，当攻击主机发ACK包，而不是SYN包，算法将出现安全漏洞。一般地，TCP连接从SYN包开始，一旦 SYN包匹配规则库，此连接将被加到连接跟踪表中，并且系统给其60s延时。之后，当接到ACK包时，此连接延时突然加大到3600s。如果，TCP连接从ACK包开始，同时此连接未在连接跟踪表中注册，ACK包会匹配规则库。如匹配成功，此连接将被加到连接跟踪表中，同时其延时被设置为3600s。即使系统无响应，此连接也不会终止。如果攻击者发大量的ACK包，就会使半连接队列填满，导致无法建立其它TCP连接。此类攻击来自于内网。因为，来自于外网的ACK包攻击，服务器会很快发RST包终止此连接(SOs>。而对于内网的外发包，其限制规则的严格性要小的多。一旦攻击者在某时间段内从内网发大量ACK包，并且速度高于防火墙处理速度，很容易造成系统瘫痪。
　　(4) SYN cookies

　　Linux支持SYN cookies，它通过修改TCP协议的序列号生成方法来加强抵御SYN洪水攻击能力。在TCP协议中，当收到客户端的SYN请求时，服务器需要回复SYN-SACK包给客户端，客户端也要发送确认包给服务器。通常，服务器的初始序列号由服务器按照一定的规律计算得到或采用随机数，但在SYN cookies中，服务器的初始序列号是通过对客户端IP地址、客户端端口、服务器IP地址和服务器端口以及其他一些安全数值等要素进行hash运算，加密得到的，称之为cookie。当服务器遭受SYN攻击使得backlog队列满时，服务器并不拒绝新的SYN请求，而是回复cookie(回复包的SYN序列号)给客户端，如果收到客户端的ACK包，服务器将客户端的ACK序列号减去1得到。cookie比较值，并将上述要素进行一次hash运算，看看是否等于此cookie。如果相等，直接完成三次握手(注意:此时并不用查看此连接是否属于backlog队列)。

    （5）land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包中的原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实现将崩溃，而 Windows NT 会变的极其缓慢（大约持续五分钟）。

（6）死亡之Ping

（ping of death）

　　对目标IP不停地Ping探测从而致使目标主机网络瘫痪。常见工具有蜗牛炸弹、AhBomb等。

　　由于在早期的阶段，路由器对包的最大尺寸都有限制，许多操作系统对TCP/IP栈的实现在ICMP包上都是规定64KB，并且在对包的标题头进行读取之后，要根据该标题头里包含的信息来为有效载荷生成缓冲区，当产生畸形的，声称自己的尺寸超过ICMP上限的包也就是加载的尺寸超过64K上限时，就会出现内存分配错误，导致TCP/IP堆栈崩溃，致使接受方死机。

　　防御：现在所有的标准TCP/IP实现都已实现对付超大尺寸的包，并且大多数防火墙能够自动过滤这些攻击，包括：从windows 98之后的windows NT(service pack 3之后)，Solaris、和Mac OS都具有抵抗一般ping of death攻击的能力。此外，对防火墙进行配置，阻断ICMP以及任何未知协议，都讲防止此类攻击。

　　ping -t（无限ping） -l（长度） 65500 ip 死亡之ping(发送大于64K的文件并一直ping就成了死亡之ping)

     （7）泪滴

teardrop）

　　泪滴攻击利用那些在TCP/IP堆栈实现中信任IP碎片中的包的标题头所包含的信息来实现自己的攻击。IP分段含有指示该分段所包含的是原包的哪一段的信息，某些TCP/IP（包括servicepack 4以前的NT）在收到含有重叠偏移的伪造分段时将崩溃。

　　防御：服务器应用最新的服务包，或者在设置防火墙时对分段进行重组，而不是转发它们

     （8）Smurf攻击

Smurf攻击是以最初发动这种攻击的程序名“Smurf”来命名的。这种攻击方法结合使用了IP欺骗和ICMP回复方法使大量网络传输充斥目标系统，引起目标系统拒绝为正常系统进行服务。Smurf攻击通过使用将回复地址设置成受害网络的广播地址的ICMP应答请求(ping)数据包，来淹没受害主机，最终导致该网络的所有主机都对此ICMP应答请求做出答复，导致网络阻塞。更加复杂的Smurf将源地址改为第三方的受害者，最终导致第三方崩溃。

DoS攻击有许多种类，主要有Land攻击、死亡之ping、泪滴、Smurf攻击及SYN洪水等。
　　
据统计，在所有黑客攻击事件中，syn洪水攻击是最常见又最容易被利用的一种DoS攻击手法。
　　1.攻击原理
　　要理解SYN洪水攻击，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。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SYN SEND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}Jj’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;
　　第三次握手:客户端收到服务器的SYN十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。
　　在上述过程中，还有一些重要的概念:
　　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。
　　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。
　　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。
　　上面三个参数对系统的TCP连接状况有很大影响。
　　SYN洪水攻击属于DoS攻击的一种，它利用TCP协议缺陷，通过发送大量的半连接请求，耗费CPU和内存资源。SYN攻击除了能影响主机外，还可以危害路由器、防火墙等网络系统，事实上SYN攻击并不管目标是什么系统，只要这些系统打开TCP服务就可以实施。从图4-3可看到，服务器接收到连接请求(SYN=i )将此信息加入未连接队列，并发送请求包给客户( SYN=j,ACK=i+1 )，此时进入SYN_RECV状态。当服务器未收到客户端的确认包时，重发请求包，一直到超时，才将此条目从未连接队列删除。配合IP欺骗，SYN攻击能达到很好的效果，通常，客户端在短时间内伪造大量不存在的IP地址，向服务器不断地发送SYN包，服务器回复确认包，并等待客户的确认，由于源地址是不存在的，服务器需要不断的重发直至超时，这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列，正常的SYN 请求
　　被丢弃，目标系统运行缓慢，严重者引起网络堵塞甚至系统瘫痪。过程如下: 
　　攻击主机C(地址伪装后为C')-----大量SYN包---->彼攻击主机
　　C'<-------SYN/ACK包----被攻击主机
　　由于C’地址不可达，被攻击主机等待SYN包超时。攻击主机通过发人量SYN包填满未连接队列，导致正常SYN包被拒绝服务。另外，SYN洪水攻击还可以通过发大量ACK包进行DoS攻击。
　　
    2．传统算法
　　抵御SYN洪水攻击较常用的方法为网关防火墙法、中继防火墙法和SYNcookies。为便于叙述，将系统拓扑图简化为图4-4。图中，按网络在防火墙内侧还是外侧将其分为内网、外网(内网是受防火墙保护的)。其次，设置防火墙的SYN重传计时器。超时值必须足够小，避免backlog队列被填满;同时又要足够大保证用户的正常通讯。
　　(1) 网关防火墙法
　　网关防火墙抵御攻击的基本思想是:对于内网服务器所发的SYN/ACK包，防火墙立即发送ACK包响应。当内网服务器接到ACK包后，从backlog队列中移出此半连接，连接转为开连接，TCP连接建成。由于服务器处理开连接的能力比处理半连接大得多，这种方法能有效减轻对内网服务器的SYN攻击，能有效地让backlog队列处于未满状态，同时在重传一个未完成的连接之前可以等待更长时间。
　　以下为算法完整描述:
　　第一步，防火墙截获外网客户端发向内网服务器SYN数据包，允许其通过，抵达内网服务器。同时在连接跟踪表中记录此事件.
　　第二步，防火墙截获服务器发向客户端的SYN/ACK响应包，用连接跟踪表中记录的相应SYN包匹配它.
　　第三步，防火墙让截获的SYN/ACK继续进行(发向客户端)。同时，向内网服务器发送ACK包。这样，对服务器来说，TCP连接三次握手已经完成。系统在backlog队列中删掉此半连接.
　　第四步，看此TCP连接是否有效，相应产生两种解决方法。如果客户端的连接尝试是有效的，那么防火墙将接到来自客户端的ACK包，然后防火墙将它转发到服务器。服务器会忽略这个冗余的ACK包，这在TCP协议中是允许的.
　　如果客户端的IP地址并不存在，那么防火墙将收不到来自客户端的ACK包，重转计时器将超时。这时，防火墙重传此连接.
　　(2) 中继防火墙法
　　中继防火墙抵御攻击的思想是:防火墙在向内网服务器发SYN包之前，首先完成与外网的三次握手连接，从而消除SYN洪水攻击的成立条件。
　　以下为算法完整描述:
　　第一步，防火墙截获外网客户端发向内网服务器SYN数据包.
　　第二步，防火墙并不直接向内网发SYN数据包，而是代替内网服务器向外网发SYNIACK数据包.
　　第三步，只有接到外网的ACK包，防火墙向内网发SYN包.
　　第四步，服务器应答SYN/ACK包. 
　　第五步，防火墙应答ACK包. 
　　(3) 分析
　　首先分析算法的性能，可以看出:为了提高效率，上述算法使用了状态检测等机制(可通过本系统的基本模块层得以实现)
　　对于非SYN包(CSYN/ACK及ACK包)，如果在连线跟踪信息表未查找到相应项，则还要匹配规则库，而匹配规则库需比较诸多项(如IP地址、端口号等)，花费较大，这会降低防火墙的流量。另外，在中继防火墙算法中，由于使用了SYN包代理，增加了防火墙的负荷，也会降低防火墙的流量。
　　其次，当攻击主机发ACK包，而不是SYN包，算法将出现安全漏洞。一般地，TCP连接从SYN包开始，一旦 SYN包匹配规则库，此连接将被加到连接跟踪表中，并且系统给其60s延时。之后，当接到ACK包时，此连接延时突然加大到3600s。如果，TCP连接从ACK包开始，同时此连接未在连接跟踪表中注册，ACK包会匹配规则库。如匹配成功，此连接将被加到连接跟踪表中，同时其延时被设置为3600s。即使系统无响应，此连接也不会终止。如果攻击者发大量的ACK包，就会使半连接队列填满，导致无法建立其它TCP连接。此类攻击来自于内网。因为，来自于外网的ACK包攻击，服务器会很快发RST包终止此连接(SOs>。而对于内网的外发包，其限制规则的严格性要小的多。一旦攻击者在某时间段内从内网发大量ACK包，并且速度高于防火墙处理速度，很容易造成系统瘫痪。
　　(4) SYN cookies

　　Linux支持SYN cookies，它通过修改TCP协议的序列号生成方法来加强抵御SYN洪水攻击能力。在TCP协议中，当收到客户端的SYN请求时，服务器需要回复SYN-SACK包给客户端，客户端也要发送确认包给服务器。通常，服务器的初始序列号由服务器按照一定的规律计算得到或采用随机数，但在SYN cookies中，服务器的初始序列号是通过对客户端IP地址、客户端端口、服务器IP地址和服务器端口以及其他一些安全数值等要素进行hash运算，加密得到的，称之为cookie。当服务器遭受SYN攻击使得backlog队列满时，服务器并不拒绝新的SYN请求，而是回复cookie(回复包的SYN序列号)给客户端，如果收到客户端的ACK包，服务器将客户端的ACK序列号减去1得到。cookie比较值，并将上述要素进行一次hash运算，看看是否等于此cookie。如果相等，直接完成三次握手(注意:此时并不用查看此连接是否属于backlog队列)。

    （5）land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包中的原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实现将崩溃，而 Windows NT 会变的极其缓慢（大约持续五分钟）。

（6）死亡之Ping

（ping of death）

　　对目标IP不停地Ping探测从而致使目标主机网络瘫痪。常见工具有蜗牛炸弹、AhBomb等。

　　由于在早期的阶段，路由器对包的最大尺寸都有限制，许多操作系统对TCP/IP栈的实现在ICMP包上都是规定64KB，并且在对包的标题头进行读取之后，要根据该标题头里包含的信息来为有效载荷生成缓冲区，当产生畸形的，声称自己的尺寸超过ICMP上限的包也就是加载的尺寸超过64K上限时，就会出现内存分配错误，导致TCP/IP堆栈崩溃，致使接受方死机。

　　防御：现在所有的标准TCP/IP实现都已实现对付超大尺寸的包，并且大多数防火墙能够自动过滤这些攻击，包括：从windows 98之后的windows NT(service pack 3之后)，Solaris、和Mac OS都具有抵抗一般ping of death攻击的能力。此外，对防火墙进行配置，阻断ICMP以及任何未知协议，都讲防止此类攻击。

　　ping -t（无限ping） -l（长度） 65500 ip 死亡之ping(发送大于64K的文件并一直ping就成了死亡之ping)

     （7）泪滴

teardrop）

　　泪滴攻击利用那些在TCP/IP堆栈实现中信任IP碎片中的包的标题头所包含的信息来实现自己的攻击。IP分段含有指示该分段所包含的是原包的哪一段的信息，某些TCP/IP（包括servicepack 4以前的NT）在收到含有重叠偏移的伪造分段时将崩溃。

　　防御：服务器应用最新的服务包，或者在设置防火墙时对分段进行重组，而不是转发它们

     （8）Smurf攻击

Smurf攻击是以最初发动这种攻击的程序名“Smurf”来命名的。这种攻击方法结合使用了IP欺骗和ICMP回复方法使大量网络传输充斥目标系统，引起目标系统拒绝为正常系统进行服务。Smurf攻击通过使用将回复地址设置成受害网络的广播地址的ICMP应答请求(ping)数据包，来淹没受害主机，最终导致该网络的所有主机都对此ICMP应答请求做出答复，导致网络阻塞。更加复杂的Smurf将源地址改为第三方的受害者，最终导致第三方崩溃。