DDoS攻击和安全防范技术

一、DDOS拒绝服务攻击简介“拒绝服务（Denial-Of-Service）攻击就是消耗目标主机或者网络的资源，从而干扰或者瘫痪其为合法用户提供的服务。”国际权威机构“Security FAQ”给出的定义。
DDOS则是利用多台计算机机，采用了分布式对单个或者多个目标同时发起DoS攻击。其特点是：目标是“瘫痪敌人”，而不是传统的破坏和窃密;利用国际互联网遍布全球的计算机发起攻击，难于追踪。
目前DDOS攻击方式已经发展成为一个非常严峻的公共安全问题，被称为“黑客终极武器”。但是不幸的是，目前对付拒绝服务攻击的技术却没有以相同的 速度发 展，TCP/IP互联网协议的缺陷和无国界性，导致目前的国家机制和法律都很难追查和惩罚DDOS攻击者。DDOS攻击也逐渐与蠕虫、 Botnet相结合，发展成为自动化播、集中受控、分布式攻击的网络讹诈工具。据方正信息安全技术有限公司的有关专家介绍，DOS从防御到追踪，已经有了 非常多的办法和理论。比如SynCookie，HIP（History-based IP filtering）、ACC控制等，另外在追踪方面也提出许多理论方法，比如IP Traceback、ICMP Traceback、Hash-Based IP traceback、Marking等。但目前这些技术仅能起到缓解攻击、保护主机的作用，要彻底杜绝DDOS攻击将是一个浩大的工程技术问题。
二、攻击原理
目前DDOS攻击主要分为两类：带宽耗尽型和资源耗尽型。
带宽耗尽型主要是堵塞目标网络的出口，导致带宽消耗不能提供正常的上网服务。例如常见的Smurf攻击、UDP Flood攻击、MStream Flood攻击等。针对此类攻击一般采取的措施就是QoS，在路由器或防火墙上针对此类数据流限制流量，从而保证正常带宽的使用。单纯带宽耗尽型攻击较易 被识别，并被丢弃。
资源耗尽型是攻击者利用服务器处理缺陷，消耗目标服务器的关键资源，例如CPU、内存等，导致无法提供正常服务。例如常见的Syn Flood攻击、NAPTHA攻击等。资源耗尽型攻击利用系统对正常网络协议处理的缺陷，使系统难于分辨正常流和攻击流，导致防范难度较大，是目前业界最 关注的焦点问题，例如方正SynGate产品就是专门防范此类的产品。
针对DDOS的攻击原理，对DDOS攻击的防范主要分为三层：Source-end攻击源端防范、Router-based路由器防范、 Target-end目标端防范。其中攻击端防护技术有DDOS工具分析和清除、基于攻击源的防范技术;骨干网防护技术有会推技术、IP追踪技术;目标端 防护措施有DDOS攻击探测、路由器防范、网关防范、主机设置等方法。
据方正安全工程师的多次实践分析，目标端防护技术得到最广泛应用。由于目标端使被攻击者，愿意为防护付出相应代价，并且实施难度也较低。而骨干网防范、攻击端防范都难于实施，合作意愿和难度上都有一定程度的问题
三、综合防范方法综述
目前基于目标计算机系统的防范方法主要三类：网关防范、路由器防范、主机防范。
1.网关防范
网关防范就是利用专门技术和设备在网关上防范DDOS攻击，例如用透明桥接入网络的方正防火墙或方正黑鲨等硬件产品。网关防范主要采用的技术有SynCookie方法、基于IP访问记录的HIP方法、客户计算瓶颈方法等。
SynCookie方法是在建立TCP连接时，要求客户端响应一个数字回执，来证明自己的真实性。SynCookie方法解决了目标计算机系统的半 开连接 队列的有限资源问题，从而成为目前被最广泛采用的DDOS防范方法，新的SCTP协议和DCCP协议也采用了类似的技术。SynCookie 方法的局限性在于，对于建立连接的每一个握手包，都要回应一个响应包，即该方法会产生1:1的响应流，会将攻击流倍增，极大的浪费带宽资源;此外，当分布 式拒绝服务攻击的发起者采用随机源地址时，SynCookie方法产生的回应流的目标地址非常发散，从而会导致目标计算机系统及其周边的路由设备的路由缓 冲资源被耗尽，从而形成新的被攻击点，在实际的网络对抗中也产生了真实的路由雪崩事件。
HIP方法采用行为统计方法区分攻击包和正常包，对所有访问IP建立信任级别。当发生DDOS攻击时，信任级别高的IP有优先访问权，从而解决了识别问题。
客户计算瓶颈方法则将访问时的资源瓶颈从服务器端转移到客户端，从而大大提升分布式拒绝服务攻击的代价，例如资源访问定价方法。客户计算瓶颈方法协议复杂，需要对现有操作系统和网络结构进行很大的变动，这也在很大程度上影响了该方法的可操作性。
综上所述，网关防范DDOS技术能够有效缓解攻击压力，适合被攻击者的自身防护。
2.路由器防范
基于骨干路由的防范方法主要有pushback和SIFF方法。但由于骨干路由器一般都有电信运营商管理，较难按照用户要求进行调整;另外，由于骨 干路由 的负载过大，其上的认证和授权问题难以解决，很难成为有效的独立解决方案。因此，基于骨干路由的方法一般都作为辅助性的追踪方案，配合其他方法进行防范。
基于路由器的ACL和限流是比较有效的防范措施，例如对特征攻击包进行访问限制，发现攻击者IP的包就丢弃;或者对异常流量进行限制等。也可以打开 Intercept模式，由路由器代替服务器响应Syn包，并代表客户机建立与服务器的连接。类似一种SynProxy技术，当两个连接都成功实现后，路 由器再将两个连接透明合并。
四、防范技术发展和趋势
DDOS攻击的发展非常快，为增加攻击威力，目前已经采用了许多新攻击技术：伪造数据，消除攻击包特征;综合利用协议缺陷和系统处理缺陷;使用多种 攻击包 混合攻击;采用攻击包预产生法，提高攻击速率。目前已经出现的攻击工具在单点情况下能发起6-7万个/秒攻击包，足以堵塞一个百兆带宽的大中型网站。
DDOS防范技术主要向攻击追踪、网关防范发展。利用ICMP数据包追踪、或是Burch 和 Cheswick提出的通过标志数据包来追踪的方法，都是目前研究的热点。在骨干网上攻击追踪研究的目标就是，在攻击者刚开始发起攻击时就能定位攻击源， 从而阻挡攻击扩散和减轻目标损失。而网关DDOS防范技术将是未来产品发展的重点，将成为各类网站的DDOS防护盾牌，目前研究热点的也是利用行为统计等 方法区分攻击包，例如方正黑鲨采用的CIP技术等。随着技术的发展，网关DDOS防范产品将得到广泛的应用.