《30天打造安全工程师》第25天:SYN Flood攻击

SYN-Flood是目前最流行的DDoS攻击手段，早先的DoS的手段在向分布式这一阶段发展的时候也经历了浪里淘沙的过程。SYN-Flood的攻击效果最好，应该是众黑客不约而同选择它的原因吧。那么我们一起来看看SYN-Flood的详细情况。

Syn Flood原理 – 三次握手

Syn Flood利用了TCP/IP协议的固有漏洞。面向连接的TCP三次握手是Syn Flood存在的基础。

TCP连接的三次握手

如图，在第一步中，客户端向服务端提出连接请求。这时TCP SYN标志置位。客户端告诉服务端序列号区域合法，需要检查。客户端在TCP报头的序列号区中插入自己的ISN。服务端收到该TCP分段后，在第二步以自己的ISN回应(SYN标志置位)，同时确认收到客户端的第一个TCP分段(ACK标志置位)。在第三步中，客户端确认收到服务端的ISN(ACK标志置位)。到此为止建立完整的TCP连接，开始全双工模式的数据传输过程。

Syn Flood攻击者不会完成三次握手

假设一个用户向服务器发送了SYN报文后突然死机或掉线，那么服务器在发出SYN+ACK应答报文后是无法收到客户端的ACK报文的（第三次握手无法完成），这种情况下服务器端一般会重试（再次发送SYN+ACK给客户端）并等待一段时间后丢弃这个未完成的连接，这段时间的长度我们称为SYN Timeout，一般来说这个时间是分钟的数量级（大约为30秒-2分钟）；一个用户出现异常导致服务器的一个线程等待1分钟并不是什么很大的问题，但如果有一个恶意的攻击者大量模拟这种情况，服务器端将为了维护一个非常大的半连接列表而消耗非常多的资源—-数以万计的半连接，即使是简单的保存并遍历也会消耗非常多的CPU时间和内存，何况还要不断对这个列表中的IP进行SYN+ACK的重试。实际上如果服务器的TCP/IP栈不够强大，最后的结果往往是堆栈溢出崩溃—即使服务器端的系统足够强大，服务器端也将忙于处理攻击者伪造的TCP连接请求而无暇理睬客户的正常请求（毕竟客户端的正常请求比率非常之小），此时从正常客户的角度看来，服务器失去响应，这种情况我们称做：服务器端受到了SYN Flood攻击（SYN洪水攻击）。

下面我们来分析一下这些经典的黑客程序。

1、Trinoo

Trinoo的攻击方法是向被攻击目标主机的随机端口发出全零的4字节UDP包，在处理这些超出其处理能力的垃圾数据包的过程中，被攻击主机的网络性能不断下降，直到不能提供正常服务，乃至崩溃。它对IP地址不做假，采用的通讯端口是：

攻击者主机到主控端主机：27665/TCP

主控端主机到代理端主机：27444/UDP

代理端主机到主服务器主机：31335/UDP

2、TFN

TFN由主控端程序和代理端程序两部分组成，它主要采取的攻击方法为：SYN风暴、Ping风暴、UDP炸弹和SMURF，具有伪造数据包的能力。

3、TFN2K

TFN2K是由TFN发展而来的，在TFN所具有的特性上，TFN2K又新增一些特性，它的主控端和代理端的网络通讯是经过加密的，中间还可能混杂了许多虚假数据包，而TFN对ICMP的通讯没有加密。攻击方法增加了Mix和Targa3。并且TFN2K可配置的代理端进程端口。

4、Stacheldraht

Stacheldraht也是从TFN派生出来的，因此它具有TFN的特性。此外它增加了主控端与代理端的加密通讯能力，它对命令源作假，可以防范一些路由器的RFC2267过滤。Stacheldrah中有一个内嵌的代理升级模块，可以自动下载并安装最新的代理程序。

DDoS的监测

检测DDoS攻击的主要方法有以下几种：

1、根据异常情况分析

当网络的通讯量突然急剧增长，超过平常的极限值时，你可一定要提高警惕，检测此时的通讯；当网站的某一特定服务总是失败时，你也要多加注意；当发现有特大型的ICP和UDP数据包通过或数据包内容可疑时都要留神。总之，当你的机器出现异常情况时，你最好分析这些情况，防患于未然。

2、使用DDoS检测工具

当攻击者想使其攻击阴谋得逞时，他首先要扫描系统漏洞，目前市面上的一些网络入侵检测系统，可以杜绝攻击者的扫描行为。另外，一些扫描器工具可以发现攻击者植入系统的代理程序，并可以把它从系统中删除。

DDoS的防范

到目前为止，进行DDoS攻击的防御还是比较困难的。首先，这种攻击的特点是它利用了TCP/IP协议的漏洞，除非你不用TCP/IP，才有可能完全抵御住DDoS攻击。一位资深的安全专家给了个形象的比喻：DDoS就好象有1,000个人同时给你家里打电话，这时候你的朋友还打得进来吗？

不过即使它难于防范，也不是说我们就应该逆来顺受，实际上防止DDoS并不是绝对不可行的事情。互联网的使用者是各种各样的，与DDoS做斗争，不同的角色有不同的任务。我们以下面几种角色为例：

企业网管理员

ISP、ICP管理员

骨干网络运营商

企业网管理员

网管员做为一个企业内部网的管理者，往往也是安全员、守护神。在他维护的网络中有一些服务器需要向外提供WWW服务，因而不可避免地成为DDoS的攻击目标，他该如何做呢？可以从主机与网络设备两个角度去考虑。

主机上的设置

几乎所有的主机平台都有抵御DoS的设置，总结一下，基本的有几种：

关闭不必要的服务

限制同时打开的Syn半连接数目

缩短Syn半连接的time out 时间

及时更新系统补丁

网络设备上的设置

企业网的网络设备可以从防火墙与路由器上考虑。这两个设备是到外界的接口设备，在进行防DDoS设置的同时，要注意一下这是以多大的效率牺牲为代价的，对你来说是否值得。

１.防火墙

禁止对主机的非开放服务的访问

限制同时打开的SYN最大连接数

限制特定IP地址的访问

启用防火墙的防DDoS的属性

严格限制对外开放的服务器的向外访问

第五项主要是防止自己的服务器被当做工具去害人。

２.路由器

以Cisco路由器为例

Cisco Express Forwarding（CEF）

使用 unicast reverse-path

访问控制列表（ACL）过滤

设置SYN数据包流量速率

升级版本过低的ISO

为路由器建立log server

其中使用CEF和Unicast设置时要特别注意，使用不当会造成路由器工作效率严重下降，升级IOS也应谨慎。路由器是网络的核心设备，与大家分享一下进行设置修改时的小经验，就是先不保存。Cisco路由器有两份配置startup config和running config，修改的时候改变的是running config，可以让这个配置先跑一段时间（三五天的就随意啦），觉得可行后再保存配置到startup config；而如果不满意想恢复原来的配置，用copy start run就行了。

ISP / ICP管理员

ISP / ICP为很多中小型企业提供了各种规模的主机托管业务，所以在防DDoS时，除了与企业网管理员一样的手段外，还要特别注意自己管理范围内的客户托管主机不要成为傀儡机。客观上说，这些托管主机的安全性普遍是很差的，有的连基本的补丁都没有打就赤膊上阵了，成为黑客最喜欢的”肉鸡”，因为不管这台机器黑客怎么用都不会有被发现的危险，它的安全管理太差了；还不必说托管的主机都是高性能、高带宽的-简直就是为DDoS定制的。而做为ISP的管理员，对托管主机是没有直接管理的权力的，只能通知让客户来处理。在实际情况时，有很多客户与自己的托管主机服务商配合得不是很好，造成ISP管理员明知自己负责的一台托管主机成为了傀儡机，却没有什么办法的局面。而托管业务又是买方市场，ISP还不敢得罪客户，怎么办？咱们管理员和客户搞好关系吧，没办法，谁让人家是上帝呢？呵呵，客户多配合一些，ISP的主机更安全一些，被别人告状的可能性也小一些。