DDoS硬件防火墙技术研究.docx
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1、 DDoS硬件防火墙技术研究 章建国,陈欢 (上海市公安局网安总队,上海200025)摘要:分布式拒绝服务攻击已成为危害互联网安全的突出安全问题,本文分析了分布式拒绝服务攻击的攻击原理和防御原理,并提出了一种结合白名单和黑名单的硬件防火墙实现方案。关键词:分布式拒绝服务攻击;攻击原理;白名单;黑名单;防火墙TP393.08:A:1671-1122( 2010) 12-0028-020 引言随着互联网络带宽的不断增加和多种DDoS(Distributed Denial of service,分布式拒绝服务攻击)黑客工具的不断发布,DDoS攻击的实施越来越容易,DDoS攻击事件正在成上升趋势。出于
2、商业竞争、打击报复和网络敲诈等多种因素,导致很多IDC托管机房、商业站点、游戏服务器、聊天网络等网络服务商长期以来一直被DDoS攻击所困扰,随之而来的是客户投诉、同虚拟主机用户受牵连、法律纠纷、商业损失等一系列问题。2009年7月,上海私车牌照拍卖网站的服务器就遭遇了不法分子的DDoS攻击。防御DDoS攻击成为网络服务商面临的难题。1 DDoS攻击原理DDoS攻击是在传统的DoS攻击基础上产生的一类攻击方式,利用大量“傀儡机”来发起进攻,比DoS攻击更大的规模来进攻受害者(如图1)。常见的DDoS攻击手段有SYNFlood、ACK Flood、UDP Flood、ICMP Flood、TCP
3、Flood等,较难防御的属于SYN Flood类的拒绝服务攻击。一个正常的TCP连接需要三次握手(如图2),首先客户端发送一个包含SYN标志的数据包,其后服务器返回一个SYN/ACK的应答包,表示客户端的请求被接受,最后客户端再返回一个确认包ACK,这样才完成TCP连接。在服务器端发送应答包后,如果客户端不发出确认,服务器会等待到超时,期间这些半连接状态都保存在一个空间有限的缓存队列中(如图3);如果大量的SYN包发到服务器端后没有应答,就会使服务器端的TCP资源迅速耗尽,导致正常的连接不能进入,甚至会导致服务器的系统崩溃。2 硬件实现防御分布式拒绝服务攻击应对DDoS攻击是一个系统丁程,仅仅
4、依靠某种系统或产品防御DDoS攻击是不现实的,可以肯定的是,完全杜绝DDoS目前是不可能的,但通过适当的措施抵御90%的DDoS攻击是可以做到的,由于攻击和防御都有成本,若通过适当的办法增强了抵御DDoS的能力,也就意味着加大了攻击者的攻击成本,那么绝大多数攻击者将无法继续下去而放弃,也就相当于成功的抵御了DDoS攻击。2.1 DDoS的攻击数据包分析下面以SYN Flood攻击为例,分析DDoS的攻击数据包的特征。首先,用微软公开的NDIS(网络驱动接口规范)底层驱动源码,经过NTDDK(驱动开发工具)修改后生成一个能够Debug(命令行方式的程序或内存调试)的底层驱动程序,在一个能够提供W
5、eb服务的Windows操作系统装到网卡驱动程序里面。其中把Debug的结果利用16进制的数字4位一组隔开,取前32组为研究目标。然后反复正常访问此服务器的Web服务,取其Debug结果。我们会发现正常连接前的SYN的包头前3组是完全一致或者是逐组递增一个单位的,然后访问者会与此服务器建立一个正常的TCP通道,开始互相交换数据。现将正常的访问调换为常见的一个SYN攻击软件对目标服务器进行攻击,然后抓包。Debug结果则是杂乱无章的,毫无章法可言,完全由攻击软件随机生成,只是用来跟目标服务器建立空连接,并没有接下来的回应,更不用说建立真正的连接了。2.2基于“白名单”的防御实现利用SYN包的特点
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