DoS攻击原理分析

TCP/IP协议的权限DoS (拒绝服务攻击)----- Denial of Service
该攻击的原理是利用TCP报文头来做的文章.

TCP数据段头格式

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    下面是TCP数据段头格式。 Source Port和 Destination Port :是本地端口和目标端口

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    Sequence Number 和 Acknowledgment Number :是顺序号和确认号,确认号是希望接收的字节号。这都是32位的,在TCP流中,每个数据字节都被编号。Data offset :表明TCP头包含多少个32位字,用来确定头的长度,因为头中可选字段长度是不定的。Reserved : 保留的我不是人,现在没用,都是0

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    接下来是6个1位的标志,这是两个计算机数据交流的信息标志。接收和发送断根据这些标志来确定信息流的种类。下面是一些介绍: URG:(Urgent Pointer field significant)紧急指针。用到的时候值为1,用来处理避免TCP数据流中断ACK:(Acknowledgment field significant)置1时表示确认号(Acknowledgment Number)为合法,为0的时候表示数据段不包含确认信息,确认号被忽略。

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    PSH:(Push Function),PUSH标志的数据,置1时请求的数据段在接收方得到后就可直接送到应用程序,而不必等到缓冲区满时才传送。

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    RST:(Reset the connection)用于复位因某种原因引起出现的错误连接,也用来拒绝非法数据和请求。如果接收到RST位时候,通常发生了某些错误。

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    SYN:(Synchronize sequence numbers)用来建立连接,在连接请求中,SYN=1,CK=0,连接响应时,SYN=1,

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    ACK=1。即,SYN和ACK来区分Connection Request和Connection Accepted。

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    FIN:(No more data from sender)用来释放连接,表明发送方已经没有数据发送。

TCP三次握手

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    TCP三次握手模型: 我们进入比较重要的一部分:TCP连接握手过程。这个过程简单地分为三步。在没有连接中,接受方(我们针对服务器),服务器处于LISTEN状态,等待其他机器发送连接请求。

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    第一步:客户端发送一个带SYN位的请求,向服务器表示需要连接,比如发送包假设请求序号为10,那么则为:SYN=10,ACK=0,然后等待服务器的响应。

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    第二步:服务器接收到这样的请求后,查看是否在LISTEN的是指定的端口,不然,就发送RST=1应答,拒绝建立连接。如果接收连接,那么服务器发送确认,SYN为服务器的一个内码,假设为100,ACK位则是客户端的请求序号加1,本例中发送的数据是:SYN=100,ACK=11,用这样的数据发送给客户端。向客户端表示,服务器连接已经准备好了,等待客户端的确认这时客户端接收到消息后,分析得到的信息,准备发送确认连接信号到服务器

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    第三步:客户端发送确认建立连接的消息给服务器。确认信息的SYN位是服务器发送的ACK位,ACK位是服务器发送的SYN位加1。即:SYN=11,ACK=101。

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    这时,连接已经建立起来了。然后发送数据,<SYN=11,ACK=101><DATA>。这是一个基本的请求和连接过程。需要注意的是这些标志位的关系,比如SYN、ACK。 服务器不会在每次接收到SYN请求就立刻同客户端建立连接,而是为连接请求分配内存空间,建立会话,并放到一个等待队列中。如果,这个等待的队列已经满了,那么,服务器就不在为新的连接分配任何东西,直接丢弃新的请求。如果到了这样的地步,服务器就是拒绝服务了。 如果服务器接收到一个RST位信息,那么就认为这是一个有错误的数据段,会根据客户端IP,把这样的连接在缓冲区队列中清除掉。这对IP欺骗有影响,也能被利用来做DOS攻击。

DOS的攻击原理

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    有了TCP的基础和三次握手协商流程,那么DoS就是利用这其中的漏洞进行攻击的.下面就是DOS的攻击原理了上面的介绍,我们了解TCP协议,以及连接过程。要对SERVER实施拒绝服务攻击,实质上的方式就是有两个:

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    一, 迫使服务器的缓冲区满,不接收新的请求。

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    二, 使用IP欺骗,迫使服务器把合法用户的连接复位,影响合法用户的连接(这就是DOS攻击实施的基本思想。)

具体实现的方法

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    1、SYN FLOOD 利用服务器的连接缓冲区(Backlog Queue),利用特殊的程序,设置TCP的Header,向服务器端不断地成倍发送只有SYN标志的TCP连接请求。当服务器接收的时候,都认为是没有建立起来的连接请求,于是为这些请求建立会话,排到缓冲区队列中。 如果你的SYN请求超过了服务器能容纳的限度,缓冲区队列满,那么服务器就不再接收新的请求了。其他合法用户的连接都被拒绝掉。可以持续你的SYN请求发送,直到缓冲区中都是你的只有SYN标记的请求。现在有很多实施SYN FLOOD的工具,呵呵,自己找去吧。 -----------对于SYN flood攻击,防护原理是:现在很多动态防火墙都可以提供SYN代理功能, 具体的原理框架如下:

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    2、IP欺骗DOS攻击 这种攻击利用RST位来实现。假设现在有一个合法用户(1.1.1.1)已经同服务器建立了正常的连接,攻击者构造攻击的TCP数据,伪装自己的IP为1.1.1.1,并向服务器发送一个带有RST位的TCP数据段。服务器接收到这样的数据后,认为从1.1.1.1发送的连接有错误,就会清空缓冲区中建立好的连接。这时,如果合法用户1.1.1.1再发送合法数据,服务器就已经没有这样的连接了,该用户就必须从新开始建立连接。攻击时,伪造大量的IP地址,向目标发送RST数据,使服务器不对合法用户服务。

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    3、 带宽DOS攻击 如果你的连接带宽足够大而服务器又不是很大,你可以发送请求,来消耗服务器的缓冲区消耗服务器的带宽。这种攻击就是人多力量大了,配合上SYN一起实施DOS,威力巨大。不过是初级DOS攻击。呵呵。Ping白宫??你发疯了啊!

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    4、自身消耗的DOS攻击 这是一种老式的攻击手法。说老式,是因为老式的系统有这样的自身BUG。比如Win95 (winsock v1), Cisco IOS v.10.x, 和其他过时的系统。 这种DOS攻击就是把请求客户端IP和端口弄成主机的IP端口相同,发送给主机。使得主机给自己发送TCP请求和连接。这种主机的漏洞会很快把资源消耗光。直接导致当机。这中伪装对一些身份认证系统还是威胁巨大的。 上面这些实施DOS攻击的手段最主要的就是构造需要的TCP数据,充分利用TCP协议。这些攻击方法都是建立在TCP基础上的。还有其他的DOS攻击手段。

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    5、塞满服务器的硬盘 通常,如果服务器可以没有限制地执行写操作,那么都能成为塞满硬盘造成DOS攻击的途径,比如: 发送垃圾邮件。一般公司的服务器可能把邮件服务器和WEB服务器都放在一起。破坏者可以发送大量的垃圾邮件,这些邮件可能都塞在一个邮件队列中或者就是坏邮件队列中,直到邮箱被撑破或者把硬盘塞满。 让日志记录满。入侵者可以构造大量的错误信息发送出来,服务器记录这些错误,可能就造成日志文件非常庞大,甚至会塞满硬盘。同时会让管理员痛苦地面对大量的日志,甚至就不能发现入侵者真正的入侵途径。向匿名FTP塞垃圾文件。这样也可以塞满硬盘空间。

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    6、合理利用策略 一般服务器都有关于帐户锁定的安全策略,比如,某个帐户连续3次登陆失败,那么这个帐号将被锁定。这点也可以被破坏者利用,他们伪装一个帐号去错误登陆,这样使得这个帐号被锁定,而正常的合法用户就不能使用这个帐号去登陆系统了

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