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Syn Flood防御开不开?
2022-07-04 16:28:36
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来源:互联数据
摘要:     这要从操作系统的TCP/IP协议栈的实现说起。当开放了一个TCP端口后,该端口就处于Listening状态,不停地监视发到该端口的SYN报文,一旦接收到客户端发来的SYN报文,就需要为该请求分配一个TCB(Transmission Co


SYN Flood要不要开呢?我们都知道,SYN Flood是当前最流行的DoS(拒绝服务攻击)与DDoS(分布式拒绝服务攻击)的方式之一,这是一种利用TCP协议缺陷,发送大量伪造的TCP连接请求,从而使得被攻击方资源耗尽(CPU满负荷或内存不足)的攻击方式。 要明白这种攻击的基本原理,还是要从TCP连接建立的过程开始说起:大家都知道,TCP与UDP不同,它是基于连接的,也就是说:为了在服务端和客户端之间传送TCP数据,必须先建立一个虚拟电路,也就是TCP连接,SYN Flood建立TCP连接的标准过程为什么会造成危害呢?


Syn Flood防御:http://www.hkt4.com/security/waf.html



一、为什么Syn Flood会造成危害


这要从操作系统的TCP/IP协议栈的实现说起。当开放了一个TCP端口后,该端口就处于Listening状态,不停地监视发到该端口的SYN报文,一旦接收到客户端发来的SYN报文,就需要为该请求分配一个TCB(Transmission Control Block),通常一个TCB至少需要280个字节,在某些操作系统中TCB甚至需要1300个字节,并返回一个SYN+ACK报文,立即转为SYN_RCVD即半开连接状态,而某些操作系统在SOCK的实现上最多可开启512个半开连接(如Linux2.4.20内核)。


从以上过程可以看到,如果恶意的向某个服务器端口发送大量的SYN包,则可以使服务器打开大量的半开连接,分配TCB,从而消耗大量的服务器资源,同时也使得正常的连接请求无法被响应。而攻击发起方的资源消耗相比较可忽略不计。


二、如何防御Syn Flood攻击


我们先来看一下Syn Flood有哪些种类,如下图所示:



1.Direct Attack 攻击方使用固定的源地址发起攻击,这种方法对攻击方的消耗最小。


2.Spoofing(欺骗) Attack 攻击方使用变化的源地址发起攻击,这种方法需要攻击方不停地修改源地址,实际上消耗也不大。


3.Distributed Direct Attack 这种攻击主要是使用僵尸网络进行固定源地址的攻击


僵尸网络(Botnet) 是指采用一种或多种传播手段,将大量主机感染bot程序病毒,从而在控制者和被感染主机之间所形成的一个可一对多控制的网络。 攻击者通过各种途径传播僵尸程序感染互联网上的大量主机,而被感染的主机将通过一个控制信道接收攻击者的指令,组成一个僵尸网络。


对于第一种攻击的防范可以使用比较简单的方法,即对SYN包进行监视,如果发现某个IP发起了较多的攻击报文,直接将这个IP列入黑名单即可。当然下述的方法也可以对其进行防范。


对于源地址不停变化的攻击使用上述方法则不行,首先从某一个被伪装的IP过来的SYN报文可能不会太多,达不到被拒绝的阈值,其次从这个被伪装的IP(真实的)的请求会被拒绝掉。因此必须使用其他的方法进行处理。


1.无效连接监视释放


这种方法不停监视系统的半开连接和不活动连接,当达到一定阈值时拆除这些连接,从而释放系统资源。这种方法对于所有的连接一视同仁,而且由于SYN Flood造成的半开连接数量很大,正常连接请求也被淹没在其中被这种方式误释放掉,因此这种方法属于入门级的SYN Flood方法。


2.延缓TCB分配方法


从前面SYN Flood原理可以看到,消耗服务器资源主要是因为当SYN数据报文一到达,系统立即分配TCB,从而占用了资源。而SYN Flood由于很难建立起正常连接,因此,当正常连接建立起来后再分配TCB则可以有效地减轻服务器资源的消耗。常见的方法是使用Syn Cache和Syn Cookie技术。


Syn Cache技术:


这种技术是在收到SYN数据报文时不急于去分配TCB,而是先回应一个SYN ACK报文,并在一个专用HASH表(Cache)中保存这种半开连接信息,直到收到正确的回应ACK报文再分配TCB。在FreeBSD系统中这种Cache每个半开连接只需使用160字节,远小于TCB所需的736个字节。在发送的SYN+ACK中需要使用一个己方的Sequence Number,这个数字不能被对方猜到,否则对于某些稍微智能一点的Syn Flood攻击软件来说,它们在发送Syn报文后会发送一个ACK报文,如果己方的Sequence Number被对方猜测到,则会被其建立起真正的连接。因此一般采用一些加密算法生成难于预测的Sequence Number。


Syn Cookie技术:


对于SYN攻击,Syn Cache虽然不分配TCB,但是为了判断后续对方发来的ACK报文中的Sequence Number的正确性,还是需要使用一些空间去保存己方生成的Sequence Number等信息,也造成了一些资源的浪费。


Syn Cookie技术则完全不使用任何存储资源,这种方法比较巧妙,它使用一种特殊的算法生成Sequence Number,这种算法考虑到了对方的IP、端口、己方IP、端口的固定信息,以及对方无法知道而己方比较固定的一些信息,如MSS、时间等,在收到对方的ACK报文后,重新计算一遍,看其是否与对方回应报文中的(Sequence Number-1)相同,从而决定是否分配TCB资源。


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