淺談Ddos攻擊攻擊與防御

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Date: 2011-2-10
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[ 目錄 ]
一 背景
二 應(yīng)急響應(yīng)
三 常見ddos攻擊及防御
四 根源及反擊
五 總結(jié)

一 背景

在前幾天，我們運(yùn)營(yíng)的某網(wǎng)站遭受了一次ddos攻擊，我們的網(wǎng)站是一個(gè)公益性質(zhì)的網(wǎng)站，為各個(gè)廠商和白帽子之間搭建一個(gè)平臺(tái)以傳遞安全問題等信息，我們并不清楚因?yàn)槭裁丛驎?huì)遭遇這種無恥的攻擊。因?yàn)槲覀儽旧聿⒉粡氖逻@種類型的攻擊，這種攻擊技術(shù)一般也是比較粗糙的，所以討論得比較少，但是既然發(fā)生了這樣的攻擊我們覺得分享攻擊發(fā)生后我們?cè)谶@個(gè)過程中學(xué)到得東西，以及針對(duì)這種攻擊我們的想法才能讓這次攻擊產(chǎn)生真正的價(jià)值，而并不是這樣的攻擊僅僅浪費(fèi)大家的時(shí)間而已。
另外，我們發(fā)現(xiàn)大型的企業(yè)都有遭受攻擊的案例，但是大家遭受攻擊之后的應(yīng)對(duì)措施及學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)卻分享都比較少，這導(dǎo)致各家都是自行的摸索經(jīng)驗(yàn)，依然停留在一家企業(yè)對(duì)抗整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的攻擊的局面，而對(duì)于攻擊者卻是此次攻擊針對(duì)你，下次攻擊卻是針對(duì)他了，而且攻擊之后無論是技術(shù)還是資源都沒有任何的損耗，這也是導(dǎo)致這種攻擊頻繁并且肆無忌憚的原因。
我們來嘗試做一些改變：）

二 應(yīng)急響應(yīng)

在攻擊發(fā)生后，第一個(gè)現(xiàn)象是我們的網(wǎng)站上不去了，但是依然可以訪問到管理界面，我們登陸上去簡(jiǎn)單執(zhí)行了命令：

netstat -antp

我們看到有大量的鏈接存在著，并且都是ESTABLISHED狀態(tài)，正常狀態(tài)下我們的網(wǎng)站訪問量沒有這么高，如果有這么高我們相信中國(guó)的信息安全就有希望了，對(duì)于這樣的情況其實(shí)處理就比較簡(jiǎn)單，這是一次四層的攻擊，也就是所有ip都是真實(shí)的，由于目前為止只是消耗了webserver的網(wǎng)絡(luò)連接資源，所以我們只需要簡(jiǎn)單的將這些ip在網(wǎng)絡(luò)層封禁就可以，很簡(jiǎn)單，用下面的命令即可：

for i in `netstat -an | grep -i ‘:80 ‘|grep ‘EST’ | awk ‘{print $5}’ | cut -d : -f 1 | sort | uniq -c | awk ‘{if($1 > 50) {print $2}}’`
echo $i
echo $i >> /tmp/banip
/sbin/iptables -A INPUT -p tcp -j DROP -s $i
done

然后作為計(jì)劃任務(wù)一分鐘執(zhí)行一次即可，很快，iptables的封禁列表就充斥了大量的封禁ip，我們簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)了下連接數(shù)最大的一些ip發(fā)現(xiàn)都來自韓國(guó)。為了保證系統(tǒng)的性能，我們調(diào)大了系統(tǒng)的可接受的連接數(shù)以及對(duì)Nginx進(jìn)行了每個(gè)連接能夠進(jìn)行的請(qǐng)求速率，系統(tǒng)于是恢復(fù)了正常的運(yùn)行。
正常狀態(tài)一直持續(xù)到第二天，但是到中午之后我們發(fā)現(xiàn)訪問又出現(xiàn)了問題，網(wǎng)絡(luò)很慢，使用ping發(fā)現(xiàn)大概出現(xiàn)了70%左右的丟包，在艱難的登陸到系統(tǒng)上之后，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)已經(jīng)很少有TCP的正常連接，為了查明原因，我們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了抓包：

tcpdump -w tmp.pcap port not 22
tcpdump -r tmp.pcap -nnA

我們發(fā)現(xiàn)攻擊已經(jīng)從應(yīng)用層的攻擊調(diào)整到了網(wǎng)絡(luò)層的攻擊，大量的目標(biāo)端口是80的udp和icmp包以極快的速度充滿了網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)包大小大概在1k左右，這次占據(jù)的資源純粹是帶寬資源了，即使在系統(tǒng)上做限制也解決不了這個(gè)問題，不過也沒有關(guān)系，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層的問題我們可以在網(wǎng)絡(luò)層上做限制，我們只需要在網(wǎng)絡(luò)上把到達(dá)我們ip的非TCP的所有包如UDP和ICMP等協(xié)議都禁止掉即可，但是我們沒有自己的服務(wù)器也缺乏對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制權(quán)，目前是由工信部CERT提供支持的，由于臨時(shí)無法協(xié)調(diào)進(jìn)行相應(yīng)的操作，后果如大家看到，我們的服務(wù)很慢，基本上停止了服務(wù)，在一段時(shí)間之后攻擊者停止了攻擊，服務(wù)才進(jìn)行了恢復(fù)，很憋屈是么？但是同時(shí)我們得到了很多熱心朋友的幫助，得到了更好的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器資源，在網(wǎng)絡(luò)資源方面的能力得到了很大的提升，緩解了這方面的問題，這里對(duì)他們表示感謝。

三 常見ddos攻擊及防御

繼續(xù)秉承80sec的”Know it then hack it”，這里簡(jiǎn)單談一下ddos攻擊和防御方面的問題。ddos的全稱是分布式拒絕服務(wù)攻擊，既然是拒絕服務(wù)一定是因?yàn)槟承┰蚨Ｖ狗?wù)的，其中最重要的也是最常用的原因就是利用服務(wù)端方面資源的有限性，這種服務(wù)端的資源范圍很廣，可以簡(jiǎn)單的梳理一個(gè)請(qǐng)求正常完成的過程：

1 用戶在客戶端瀏覽器輸入請(qǐng)求的地址
2 瀏覽器解析該請(qǐng)求，包括分析其中的dns以明確需要到達(dá)的遠(yuǎn)程服務(wù)器地址
3 明確地址后瀏覽器和服務(wù)器的服務(wù)嘗試建立連接，嘗試建立連接的數(shù)據(jù)包通過本地網(wǎng)絡(luò)，中間路由最終艱苦到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)再到達(dá)目標(biāo)服務(wù)器
4 網(wǎng)絡(luò)連接建立完成之后瀏覽器根據(jù)請(qǐng)求建立不同的數(shù)據(jù)包并且將數(shù)據(jù)包發(fā)送到服務(wù)器某個(gè)端口
5 端口映射到進(jìn)程，進(jìn)程接受到數(shù)據(jù)包之后進(jìn)行內(nèi)部的解析
6 請(qǐng)求服務(wù)器內(nèi)部的各種不同的資源，包括后端的API以及一些數(shù)據(jù)庫或者文件等
7 在邏輯處理完成之后數(shù)據(jù)包按照之前建立的通道返回到用戶瀏覽器，瀏覽器完成解析，請(qǐng)求完成。

上面各個(gè)點(diǎn)都可以被用來進(jìn)行ddos攻擊，包括：

1 某些著名的客戶端劫持病毒，還記得訪問百度跳搜狗的事情么？：）
2 某個(gè)大型互聯(lián)網(wǎng)公司發(fā)生的dns劫持事件，或者直接大量的dns請(qǐng)求直接攻擊dns服務(wù)器，這里可以使用一些專業(yè)的第三方dns服務(wù)來緩解這個(gè)問題，如Dnspod
3 利用建立網(wǎng)絡(luò)連接需要的網(wǎng)絡(luò)資源攻擊服務(wù)器帶寬使得正常數(shù)據(jù)包無法到達(dá)如udp的洪水攻擊，消耗前端設(shè)備的cpu資源以使得數(shù)據(jù)包不能有效轉(zhuǎn)發(fā)如icmp和一些碎片包的洪水攻擊，消耗服務(wù)器方建立正常連接需要的資源如syn flood或者就是占用大量的連接使得正常的連接無法發(fā)起，譬如這次的TCP flood
4 利用webserver的一些特點(diǎn)進(jìn)行攻擊，相比nginx來說，apache處理一個(gè)請(qǐng)求的過程就比較笨重。
5 利用應(yīng)用程序內(nèi)部的一些特性攻擊程序內(nèi)部的資源如mysql，后端消耗資源大的接口等等，這也就是傳統(tǒng)意義上的CC攻擊。

這里涉及到攻防的概念，但是實(shí)際上如果了解對(duì)方的攻擊點(diǎn)和攻擊手法，防御會(huì)變成簡(jiǎn)單的一個(gè)拼資源的過程，不要用你最弱的地方去抗人家最強(qiáng)的地方，應(yīng)該從最合適的地方入手把問題解決掉，譬如在路由器等設(shè)備上解決應(yīng)用層攻擊就不是一個(gè)好的辦法，同理，在應(yīng)用層嘗試解決網(wǎng)絡(luò)層的問題也是不可能的，簡(jiǎn)單來說，目標(biāo)是只讓正常的數(shù)據(jù)和請(qǐng)求進(jìn)入到我們的服務(wù)，一個(gè)完善的防御體系應(yīng)該考慮如下幾個(gè)層面：

1 作為用戶請(qǐng)求的入口，必須有良好的dns防御
2 與你的價(jià)值相匹配的帶寬資源，并且在核心節(jié)點(diǎn)上布置好應(yīng)用層的防御策略，只允許你的正常應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包能夠進(jìn)入，譬如封殺除了80以外的所有數(shù)據(jù)包
3 有支持你的服務(wù)價(jià)值的機(jī)器集群來抵抗應(yīng)用層的壓力，有必要的話需要將一個(gè)http請(qǐng)求繼續(xù)分解，將連接建立的過程壓力分解到其他的集群里，這里似乎已經(jīng)有一般的硬件防火墻能做這個(gè)事情，甚至將正常的http請(qǐng)求解析過程都進(jìn)行分解，保證到達(dá)后端的是正常的請(qǐng)求，剔除掉畸形的請(qǐng)求，將正常的請(qǐng)求的請(qǐng)求頻度等行為進(jìn)行記錄和監(jiān)控，一旦發(fā)生異常就在這里進(jìn)行應(yīng)用層的封殺

每個(gè)公司都有自己對(duì)自己價(jià)值的評(píng)估從而決定安全投入上的大小，每一次攻擊也會(huì)涉及到利益的存在，正如防御因?yàn)榉N種原因譬如投入上的不足和實(shí)施過程中的不完美，有著天生的弱點(diǎn)一樣，攻擊也是有著天生的弱點(diǎn)的，因?yàn)槊恳淮喂羯婕暗讲煌沫h(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都可能由不同水平的人完成，他所擁有的資源，他使用的工具和技術(shù)都不會(huì)是完美的，所以才有可能進(jìn)行防御，另外，我相信進(jìn)行DDOS攻擊的人是一個(gè)固定的行業(yè)，會(huì)有一些固定的人群，對(duì)于其中使用的技術(shù)，工具，資源和利益鏈都是比較固定的，與之相對(duì)的是各個(gè)企業(yè)卻缺乏相應(yīng)的溝通，以個(gè)人企業(yè)對(duì)抗一個(gè)產(chǎn)業(yè)自然是比較困難，而如果每一個(gè)企業(yè)都能將自己遭受攻擊時(shí)的經(jīng)驗(yàn)分享出來，包括僵尸網(wǎng)絡(luò)的大小及IP分布，攻擊工具的特征，甚至有能力的可以去分析背后的利益點(diǎn)及操作者，那么每一次攻擊都能讓大家的整體防御能力上升，讓攻擊者的攻擊能力有損失，我們很愿意來做這個(gè)事情。

四 根源及反擊

我困惑的是一點(diǎn)，攻擊我們并不能得到實(shí)際的好處為什么還是有人來攻擊，而且聽說其他公司都有被攻擊的情況，我覺得有一點(diǎn)原因就是攻擊我們的確得不到什么好處，但是實(shí)際上攻擊者也并不損失什么，無論是資源上還是法律風(fēng)險(xiǎn)上，他不會(huì)因?yàn)橐淮喂舳鴵p失太多，而相比之下，服務(wù)提供者損失的東西卻太多了，這從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度來講就是不平衡的，我們處于弱勢(shì)。
一般而言，的確對(duì)于作惡者是沒有什么懲罰措施，但是這次，我們覺得我們是可以做一些事情的，我們嘗試挖掘背后的攻擊者，甚至清除這個(gè)僵尸網(wǎng)絡(luò)。
首先這次攻擊起源于應(yīng)用層的攻擊，所以所有的ip都是真實(shí)的，經(jīng)過與CERT溝通，也發(fā)現(xiàn)這些ip都是韓國(guó)的，并且控制端不在國(guó)內(nèi)，因?yàn)槠陂g沒有與國(guó)內(nèi)有過通訊，即使在后面換成了udp+icmp的flood，但是依然是那些韓國(guó)的ip，這很有意思，正常情況下udp+icmp的數(shù)據(jù)包是可以偽造的，但是這里居然沒有偽造，這在后面大概被我們證實(shí)了原因。
這些ip是真實(shí)存在的ip，而且這些ip肯定在攻擊完我們之后一定依然跟攻擊者保持著聯(lián)系，而一般的聯(lián)系方式因?yàn)樾枰刂频姆奖愣际莇ns域名，既然如此，如果我們能挖掘到這個(gè)dns域名我們就可能間接的挖掘出真正幕后黑手在哪里。首先，我們迅速的找出了這次攻擊ip中開放了80端口的機(jī)器，因?yàn)槲覀儗?duì)80端口上的安全問題比較自信，應(yīng)該很快可以獲知這些ip背后的細(xì)節(jié)（80sec名稱由來），我們發(fā)現(xiàn)大部分是一些路由器和一些web的vpn設(shè)備，我們猜測(cè)這次攻擊的主要是韓國(guó)的個(gè)人用戶，而個(gè)人用戶的機(jī)器操作系統(tǒng)一般是windows所以在較高版本上發(fā)送數(shù)據(jù)包方面可能有著比較大的限制，這也解釋了為什么即使是udp+icmp的攻擊我們看到的大都是真實(shí)ip。發(fā)現(xiàn)這些路由設(shè)備之后我們嘗試深入得更多，很快用一些弱口令譬如admin/admin登陸進(jìn)去，果然全世界的網(wǎng)民都一樣，admin/admin是天生的入口。
登陸進(jìn)去一些路由之后我們發(fā)現(xiàn)這些路由器里面存在一個(gè)功能是設(shè)置自己的dns，這意味著這下面的所有dns請(qǐng)求都可以被定向到我們自己設(shè)置的dns服務(wù)器，這對(duì)于我們?nèi)チ私鈨?nèi)部網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)會(huì)很有用，于是我們建立了一個(gè)自己的dns服務(wù)器，并且開啟了dns請(qǐng)求的日志功能以記錄所有請(qǐng)求的細(xì)節(jié)。我們大約控制了20臺(tái)路由器的dns指向，并且都成功重定向到我們自己的服務(wù)器。
剩下的就是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)分析，在這之前我們可以對(duì)僵尸網(wǎng)絡(luò)的控制域名做如下的猜測(cè)：

1 這個(gè)dns應(yīng)該為了靈活的控制域名的緩存時(shí)間TTL一般不會(huì)特別長(zhǎng)
2 這個(gè)dns應(yīng)該是定期的被請(qǐng)求，所以會(huì)在dns請(qǐng)求里有較大的出現(xiàn)比例
3 這個(gè)dns應(yīng)該是為了控制而存在的，所以域名不應(yīng)該在搜索引擎以及其他地方獲得較高的訪問指數(shù)，這與2中的規(guī)則配合起來會(huì)比較好確定，是一個(gè)天生的矛盾。
4 這個(gè)dns應(yīng)該在各個(gè)路由下面都會(huì)被請(qǐng)求

這些通過簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)就很容易得出答案，我們發(fā)現(xiàn)了一些3322的通用惡意軟件域名但是發(fā)現(xiàn)它并不是我們需要的，因?yàn)橹挥猩贁?shù)機(jī)器去訪問到，經(jīng)過一些時(shí)間之后最后我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)域名訪問量與naver（韓國(guó)的一個(gè)門戶）的訪問量持平，workgroup001.snow****.net，看起來似乎對(duì)自己的僵尸網(wǎng)絡(luò)管理很好嘛，大概有18臺(tái)機(jī)器訪問過這個(gè)域名，這個(gè)域名的主機(jī)托管在新加坡，生存時(shí)間TTL在1800也就是半小時(shí)，這個(gè)域名在所有的搜索引擎中都不存在記錄，是一個(gè)韓國(guó)人在godady一年前才注冊(cè)的，同時(shí)我們?cè)L問這個(gè)域名指向主機(jī)的3389，簡(jiǎn)單的通過5下shift就判斷出它上面存在著一個(gè)典型的windows后門，似乎我們找到它了，不是么？經(jīng)過后續(xù)的觀察，一段時(shí)間后這個(gè)域名指向到了127.0.0.1，我們確信了我們的答案,workgroup001.snow****.net，看起來似乎對(duì)自己的僵尸網(wǎng)絡(luò)管理很好嘛：）
這是一次典型的ddos攻擊，攻擊之后我們獲得了參與攻擊的主機(jī)列表和控制端的域名及ip，相信中國(guó)和韓國(guó)的cert對(duì)于清理這次的攻擊源很有興趣，我們是有一些損失，但是攻擊者也有損失了（大概包括一個(gè)僵尸網(wǎng)絡(luò)及一個(gè)控制端域名，甚至可能包括一次內(nèi)部的法律調(diào)查），我們不再是不平等的了，不是么？

五 總結(jié)

正如一個(gè)朋友所講的，所有的防御是不完美的正如攻擊是不完美的一樣，好的防御者在提升自己的防御能力趨于完美的同時(shí)也要善于尋找攻擊者的不完美，尋找一次攻擊中的漏洞，不要對(duì)攻擊心生恐懼，對(duì)于Ddos攻擊而言，發(fā)起一次攻擊一樣是存在漏洞的，如果我們都能夠擅長(zhǎng)利用其中的漏洞并且抓住后面的攻擊者那么相信以后的ddos攻擊案例將會(huì)減少很多，在針對(duì)目標(biāo)發(fā)起攻擊之前攻擊者也會(huì)做更多的權(quán)衡，損失，利益和法律。