谁能解释一下DDoS攻击运作原理?

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图文解说http://www.irishc.com/daima/diann_2.html

〓DDoS攻击全面剖析〓（对什么是“DDoS攻击”）

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一、DDoS的概念

要想理解DDoS的概念，我们就必须先介绍一下DoS(拒绝服务)，DoS的英文全称是Denial of Service，也就是“拒绝服务”的意思。从网络攻击的各种方法和所产生的破坏情况来看，DoS算是一种很简单但又很有效的进攻方式。它的目的就是拒绝你的服务访问，破坏组织的正常运行，最终它会使你的部分Internet连接和网络系统失效。DoS的攻击方式有很多种，最基本的DoS攻击就是利用合理的服务请求来占用过多的服务资源，从而使合法用户无法得到服务。DoS攻击的原理如图1所示。

从图1我们可以看出DoS攻击的基本过程：首先攻击者向服务器发送众多的带有虚假地址的请求，服务器发送回复信息后等待回传信息，由于地址是伪造的，所以服务器一直等不到回传的消息，分配给这次请求的资源就始终没有被释放。当服务器等待一定的时间后，连接会因超时而被切断，攻击者会再度传送新的一批请求，在这种反复发送伪地址请求的情况下，服务器资源最终会被耗尽。

DDoS(分布式拒绝服务)，它的英文全称为Distributed Denial of Service，它是一种基于DoS的特殊形式的拒绝服务攻击，是一种分布、协作的大规模攻击方式，主要瞄准比较大的站点，象商业公司，搜索引擎和政府部门的站点。从图1我们可以看出DoS攻击只要一台单机和一个modem就可实现，与之不同的是DDoS攻击是利用一批受控制的机器向一台机器发起攻击，这样来势迅猛的攻击令人难以防备，因此具有较大的破坏性。DDoS的攻击原理如图2所示。

从图2可以看出，DDoS攻击分为3层：攻击者、主控端、代理端，三者在攻击中扮演着不同的角色。

1、攻击者：攻击者所用的计算机是攻击主控台，可以是网络上的任何一台主机，甚至可以是一个活动的便携机。攻击者操纵整个攻击过程，它向主控端发送攻击命令。

2、主控端：主控端是攻击者非法侵入并控制的一些主机，这些主机还分别控制大量的代理主机。主控端主机的上面安装了特定的程序，因此它们可以接受攻击者发来的特殊指令，并且可以把这些命令发送到代理主机上。

3、代理端：代理端同样也是攻击者侵入并控制的一批主机，它们上面运行攻击器程序，接受和运行主控端发来的命令。代理端主机是攻击的执行者，真正向受害者主机发送攻击。

攻击者发起DDoS攻击的第一步，就是寻找在Internet上有漏洞的主机，进入系统后在其上面安装后门程序，攻击者入侵的主机越多，他的攻击队伍就越壮大。第二步在入侵主机上安装攻击程序，其中一部分主机充当攻击的主控端，一部分主机充当攻击的代理端。最后各部分主机各司其职，在攻击者的调遣下对攻击对象发起攻击。由于攻击者在幕后操纵，所以在攻击时不会受到监控系统的跟踪，身份不容易被发现。

二、DDoS攻击使用的常用工具

DDoS攻击实施起来有一定的难度，它要求攻击者必须具备入侵他人计算机的能力。但是很不幸的是一些傻瓜式的黑客程序的出现，这些程序可以在几秒钟内完成入侵和攻击程序的安装，使发动DDoS攻击变成一件轻而易举的事情。下面我们来分析一下这些常用的黑客程序。

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。

三、DDoS的监测

现在网上采用DDoS方式进行攻击的攻击者日益增多，我们只有及早发现自己受到攻击才能避免遭受惨重的损失。

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。

四、DDoS攻击的防御策略

由于DDoS攻击具有隐蔽性，因此到目前为止我们还没有发现对DDoS攻击行之有效的解决方法。所以我们要加强安全防范意识，提高网络系统的安全性。可采取的安全防御措施有以下几种：

1、及早发现系统存在的攻击漏洞，及时安装系统补丁程序。对一些重要的信息(例如系统配置信息)建立和完善备份机制。对一些特权帐号(例如管理员帐号)的密码设置要谨慎。通过这样一系列的举措可以把攻击者的可乘之机降低到最小。

2、在网络管理方面，要经常检查系统的物理环境，禁止那些不必要的网络服务。建立边界安全界限，确保输出的包受到正确限制。经常检测系统配置信息，并注意查看每天的安全日志。

3、利用网络安全设备(例如：防火墙)来加固网络的安全性，配置好它们的安全规则，过滤掉所有的可能的伪造数据包。

4、比较好的防御措施就是和你的网络服务提供商协调工作，让他们帮助你实现路由的访问控制和对带宽总量的限制。

5、当你发现自己正在遭受DDoS攻击时，你应当启动您的应付策略，尽可能快的追踪攻击包，并且要及时联系ISP和有关应急组织，分析受影响的系统，确定涉及的其他节点，从而阻挡从已知攻击节点的流量。

6、当你是潜在的DDoS攻击受害者，你发现你的计算机被攻击者用做主控端和代理端时，你不能因为你的系统暂时没有受到损害而掉以轻心，攻击者已发现你系统的漏洞，这对你的系统是一个很大的威胁。所以一旦发现系统中存在DDoS攻击的工具软件要及时把它清除，以免留下后患。

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分布式拒绝服务攻击（Distributed Denial of Service，DDoS)，是指借助于客户/服务器技术，将网络多个计算机联合作为攻击平台，对一个或多个目标发动DoS攻击，从而成倍地提高拒绝服务攻击的威力。

图1 DDoS的攻击原理

DDoS是在传统的DoS攻击基础之上产生的一类攻击方式。DDoS的攻击原理如图1所示，是通过制造伪造的流量，使得被攻击的服务器、网络链路或是网络设备（如防火墙、路由器等）负载过高，从而最终导致系统崩溃，无法提供正常的Internet服务。      

DDoS的类型可分带宽型攻击和应用型攻击。带宽型攻击也称流量型攻击，这类攻击通过发出海量数据包，造成设备负载过高，最终导致网络带宽或是设备资源耗尽。应用型攻击，这类攻击利用了诸如TCP或是HTTP协议的某些特征，通过持续占用有限的资源，从而达到阻止目标设备无法处理处理正常访问请求的目的。如HTTP Half Open攻击和HTTP Error攻击就是该类型的攻击。快速广泛连接的网络给人们带来了极大地便利，也为DDoS创造了极为有利的条件。现在电信骨干节点之间的连接都是以G为级别的，大城市之间更可以达到2.5G的连接，这使得攻击可以从更远的地方或者其他城市发起，攻击者的傀儡机位置可以在分布在更大的范围，选择起来更灵活。

2. 常见的拒绝服务攻击

目前，常见DDoS的目的主要有四种。通过使网络过载来干扰甚至阻断正常的网络通讯；通过向服务器提交大量请求，使服务器超负荷；阻断某一用户访问服务器；阻断某服务与特定系统或个人的通讯。以下是常见的几种DDoS：

1）Flooding攻击。Flooding攻击将大量看似合法的TCP、UDP、ICPM包发送至目标主机，甚至有些攻击还利用源地址伪造技术来绕过检测系统的监控。

2） SYN flood攻击。SYN flood攻击是一种黑客通过向服务端发送虚假的包以欺骗服务器的做法。这种做法使服务器必需开启自己的监听端口不断等待，也浪费了系统各种资源。SYN flood的攻击原理，如图4-5所示。

3）LAND attack攻击。LAND attack攻击与SYN floods类似，不过在LAND attack攻击包中的源地址和目标地址都是攻击对象的IP。这种攻击会导致被攻击的机器死循环，最终耗尽运行的系统资源而死机，难以正常运行。

4） ICMP floods。是通过向设置不当的路由器发送广播信息占用系统资源的做法。

5）Application level floods。Application level floods主要是针对应用软件层的。它同样是以大量消耗系统资源为目的，通过向IIS这样的网络服务程序提出无节制的资源申请来迫害正常的网络服务。

3. 拒绝服务攻击检测与防范

主要检测DDoS的方法有2种：根据异常情况分析和使用DDoS检测工具。

通常，对DDoS的主要防范策略主要包括：

1）尽早发现网络系统存在的攻击漏洞，及时安装系统补丁程序；

2）在网络安全管理方面，要经常检查系统的物理环境，禁止那些不必要的网络服务；

3）利用网络安全设备（如防火墙）等来加固网络的安全性；

4）对网络安全访问控制和限制。比较有效的防御措施就是与网络服务提供商协调工作，帮助用户实现路由的访问控制和对带宽总量的限制；

5）当发现主机正在遭受DDoS时，应当启动应付策略，尽快追踪攻击包，并及时联系ISP和有关应急组织，分析受影响的系统，确定涉及的其他节点，从而阻挡已知攻击节点的流量；

6）对于潜在的DDoS应当及时清除，以免留下后患。

DDoS:拒绝服务攻击的目标大多采用包括以SYNFlood和PingFlood为主的技术，其主要方式是通过使关键系统资源过载，如目标网站的通信端口与记忆缓冲区溢出，导致网络或服务器的资源被大量占用，甚至造成网络或服务器的全面瘫痪，而达到阻止合法信息上链接服务要求的接收。形象的解释是，DDoS攻击就好比电话点歌的时候，从各个角落在同一时间有大量的电话挂入点播台，而点播台的服务能力有限，这时出现的现象就是打电话的人只能听到电话忙音，意味着点播台无法为听众提供服务。这种类型的袭击日趋增多，因为实施这种攻击的方法与程序源代码现已在黑客网站上公开。另外，这种袭击方法非常难以追查，因为他们运用了诸如IP地址欺骗法之类所谓网上的“隐身技术”，而且现在互联网服务供应商（ISP）的过剩，也使作恶者很容易得到IP地址。拒绝服务攻击的一个最具代表性的攻击方式是分布式拒绝服务攻击（DistributedDenialofService，DDoS），它是一种令众多的互联网服务提供商和各国政府非常头疼的黑客攻击方法，最早出现于1999年夏天，当时还只是在黑客站点上进行的一种理论上的探讨。从2000年2月开始，这种攻击方法开始大行其道，在2月7日到11日的短短几天内，黑客连续攻击了包括Yahoo，Buy.com，eBay，Amazon，CNN等许多知名网站，致使有的站点停止服务达几个小时甚至几十个小时之久。国内的新浪等站点也遭到同样的攻击，这次的攻击浪潮在媒体上造成了巨大的影响，以至于美国总统都不得不亲自过问。

分布式拒绝服务攻击采用了一种比较特别的体系结构，从许多分布的主机同时攻击一个目标。从而导致目标瘫痪。目前所使用的入侵监测和过滤方法对这种类型的入侵都不起作用。所以，对这种攻击还不能做到完全防止。

DDoS通常采用一种跳台式三层结构。如图10—7所示：图10—7最下层是攻击的执行者。这一层由许多网络主机构成，其中包括Unix，Linux，Mac等各种各样的操作系统。攻击者通过各种办法获得主机的登录权限，并在上面安装攻击器程序。这些攻击器程序中一般内置了上面一层的某一个或某几个攻击服务器的地址，其攻击行为受到攻击服务器的直接控制。

攻击服务器。攻击服务器的主要任务是将控制台的命令发布到攻击执行器上。

这些服务器与攻击执行器一样，安装在一些被侵入的无关主机上。

攻击主控台。攻击主控台可以是网络上的任何一台主机，甚至可以是一个活动的便携机。它的作用就是向第二层的攻击服务器发布攻击命令。

有许多无关主机可以支配是整个攻击的前提。当然，这些主机与目标主机之间的联系越紧密，网络带宽越宽，攻击效果越好。通常来说，至少要有数百台甚至上千台主机才能达到满意的效果。例如，据估计，攻击Yahoo！站点的主机数目达到了3000台以上，而网络攻击数据流量达到了1GB秒。通常来说，攻击者是通过常规方法，例如系统服务的漏洞或者管理员的配置错误等方法来进入这些主机的。一些安全措施较差的小型站点以及单位中的服务器往往是攻击者的首选目标。这些主机上的系统或服务程序往往得不到及时更新，从而将系统暴露在攻击者面前。在成功侵入后，攻击者照例要安装一些特殊的后门程序，以便自己以后可以轻易进入系统，随着越来越多的主机被侵入，攻击者也就有了更大的舞台。他们可以通过网络监听等方法进一步扩充被侵入的主机群。

黑客所作的第二步是在所侵入的主机上安装攻击软件。这里，攻击软件包括攻击服务器和攻击执行器。其中攻击服务器仅占总数的很小一部分，一般只有几台到几十台左右。设置攻击服务器的目的是隔离网络联系，保护攻击者，使其不会在攻击进行时受到监控系统的跟踪，同时也能够更好的协调进攻。因为攻击执行器的数目太多，同时由一个系统来发布命令会造成控制系统的网络阻塞，影响攻击的突然性和协同性。而且，流量的突然增大也容易暴露攻击者的位置和意图。剩下的主机都被用来充当攻击执行器。执行器都是一些相对简单的程序，它们可以连续向目标发出大量的链接请求而不作任何回答。现在已知的能够执行这种任务的程序主要包括trin00，TFN（TribeFloodNetwork）、randomizer以及它们的一些改进版本，如TFN2k等。

黑客所作的最后一步，就是从攻击控制台向各个攻击服务器发出对特定目标的攻击命令。由于攻击主控台的位置非常灵活，而且发布命令的时间很短，所以非常隐蔽，难以定位。一旦攻击的命令传送到服务器，主控台就可以关闭或脱离网络，以逃避追踪。接着，攻击服务器将命令发布到各个攻击器。在攻击器接到攻击命令后，就开始向目标主机发出大量的服务请求数据包，这些数据包经过伪装，无法识别它的来源。而且，这些数据包所请求的服务往往要消耗较大的系统资源，如CPU或网络带宽。如果数百台甚至上千台攻击器同时攻击一个目标，就会导致目标主机网络和系统资源的耗尽，从而停止服务。有时，甚至会导致系统崩溃。另外，这样还可以阻塞目标网络的防火墙和路由器等网络设备，进一步加重网络拥塞状况。这样，目标主机根本无法为用户提供任何服务。攻击者所用的协议都是一些非常常见的协议和服务。这样，系统管理员就难于区分恶意请求和正常链接请求，从而无法有效分离出攻击数据包。

除了上述类型的攻击以外，其他种类的拒绝服务袭击有，从电脑中删除启动文件，使之无法启动，或删除某个网络服务器的网页等。为什么有人要发起这种类型的袭击呢？因为他们所闯入的服务器并没有什么秘密数据。其实，这种袭击也是出于各种原因，有政治的，不正当商业竞争为原因的、也有的是作为一种大规模袭击的一个组成部分。比如，巴勒斯坦的黑客为了抗议以色列的犹太人政权而发起的对以色列政府网站的攻击；某恶意电子商务网站为争夺客户而发起的针对竞争对手的拒绝服务攻击。拒绝服务袭击也可以用来关闭某位黑客想要欺诈的服务器。比如，黑客可能会为了获得客户PIN码或信用卡号码而对一家银行的服务器进行攻击等，这类袭击是“比其他类型的袭击要突出得多的、最普遍的安全隐患”。当然，这种袭击的主要损失是系统不能正常运行而耽误的时间，而且系统很容易就可以通过重新启动的方式而恢复运行。然而，任何注重品牌声誉的企业都明白，在互联网世界中，品牌声誉可能会因一次安全性攻击而毁于一旦，因此，黑客攻击行为（尤其是拒绝服务攻击）已成为当今企业所面临的最大威胁中的一部分。

一个企业的网上服务即使没有遭到拒绝服务的攻击，它还会面临另外一种风险，即成为攻击者的跳台的危险。在实际发生的大规模拒绝服务攻击的案例当中，往往是那些网络安全管理不严格的企业或组织的系统，被黑客侵入，在系统内被植入攻击时使用的黑客程序。而攻击犯罪发生以后，由于黑客的消踪灭迹的手段很高明，所以最后被侦破机关追索到的攻击源往往是那些成为攻击跳台的网络。虽然，企业本身没有遭到损失，但是由于成为攻击跳台，而带来的合作伙伴的疑虑和商业信用的损失却是无法估计的。

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