浅谈分布式拒绝服务攻击的原理及防范

浅谈分布式拒绝服务攻击的原理及防范

欧贤,钟小云

武警警官学院 四川成都 610213

摘要：随着计算机与网络技术的发展，计算机的处理能力迅速增长，内存大大增加，分布式拒绝服务攻击手段应运而生，其破坏性和危害程度更大。本文通过研究其攻击原理及特征手段，最后列举了有效的防御办法。

关键字：拒绝服务攻击；攻击识别；防护策略

引言

随着人工智能、大数据等新兴技术的发展，人们的生活和工作带来了前所未有的方便与快捷，但在提供便捷的同时也带来了网络安全的挑战。在各种各类的安全威胁中，危害较为严重的攻击手段之一就是分布式拒绝服务攻击（DDoS），这种攻击入侵企业平台，窃取人们的隐私，导致个人以及企业损失的财产巨大【1】，造成极其恶劣的影响。

一、DDoS攻击技术

分布式拒绝服务攻击（DDoS）是指攻击者通过控制分布在网络各处数以百计甚至数千台傀儡主机（又称“肉鸡”），发动它们同时向攻击目标进行拒绝服务攻击。分布式拒绝服务攻击一旦被实施，攻击网络包就会犹如洪水般涌向受害主机，从而把合法用户的网络包淹没，导致合法用户无法正常访问服务器的网络资源。

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）和受害者（Victim）【2】。图1中的第二层和第三层，分别用做控制和实际发起攻击。第二层的控制机只发布令而不参与实际的攻击，第三层的攻击傀儡机上发出DDoS的实际攻击包。对第二层和第三层的计算机，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，攻击傀儡机就成为攻击者去发起攻击了。

图1 基于僵尸网络的DDoS攻击体系

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。

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法提供正常服务，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。

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、DDoS攻击类型

攻击识别主要有以下两种方法：

（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。

三、DDoS的防护策略

DDoS的防护是个系统工程，想仅仅依靠某种系统或产品防住DDoS是不现实的，可以肯定的说，完全杜绝DDoS目前是不可能的，但通过适当的措施抵御大多数的DDoS攻击是可以做到的。

1、采用高性能的网络设备

抗DDoS攻击首先要保证网络设备不能成为瓶颈，因此选择路由器、交换机、硬件防火墙等设备的时候要尽量选用知名度高、口碑好的产品。再就是假如和网络提供商有特殊关系或协议的话就更好了，当大量攻击发生的时候请他们在网络接点处做一下流量限制来对抗某些种类的DDoS攻击是非常有效的。

2、尽量避免NAT的使用

无论是路由器还是硬件防护墙设备都要尽量避免采用网络地址转换NAT的使用，除了必须使用NAT，因为采用此技术会较大降低网络通信能力，原因很简单，因为NAT需要对地址来回转换，转换过程中需要对网络包的校验和进行计算，因此浪费了很多CPU的时间。

3、充足的网络带宽保证

网络带宽直接决定了能抗受攻击的能力，假若仅有10M带宽，无论采取何种措施都很难对抗现在的SYNFlood攻击，当前至少要选择100M的共享.带宽,1000M的带宽会更好，但需要注意的是，主机上的网卡是1000M的并不意味着它的网络带宽就是千兆的，若把它接在100M的交换机上，它的实际带宽不会超过100M，再就是接在100M的带宽上也不等于就有了百兆的带宽，因为网络服务商很可能会在交换机上限制实际带宽为10M。

4、升级主机服务器硬件

在有网络带宽保证的前提下，尽量提升硬件配置，要有效对抗每秒10万个SYN攻击包，服务器的配置至少应该为：P4 2.4G/DDR512M/SCSI-HD，起关键作用的主要是CPU和内存，内存一定要选择DDR的高速内存，硬盘要尽量选择SCSI的，要保障硬件性能高并且稳定，否则会付出高昂的性能代价。

5、把网站做成静态页面

大量事实证明，把网站尽可能做成静态页面，不仅能大大提高抗攻击能力，而且还给黑客入侵带来不少麻烦，新浪、搜狐、网易等门户网站主要都是静态页面。

四、总结

DDoS攻击正在不断演化，变得日益强大、隐密，更具针对性且更复杂，它已成为互联网安全的重大威胁，同时随着系统的更新换代，新的系统漏洞不断地出现，DDoS的攻击技巧的提高，也给DDoS防护增加了难度，有效地对付这种攻击是一个系统工程，不仅需要技术人员去探索防护的手段，网络的使用者也要具备网络攻击基本的防护意识和手段，只有将技术手段和人员素质结合到一起才能最大限度的发挥网络防护的效能。

参考文献：

[1]周峰. DDoS攻击与防范的研究[J]. 中国宽带, 2020.

[2]甄龙飞. 基于DDoS攻击的防治策略[J]. 计算机与网络, 2020, 46(7):3.