网络安全 - DDoS 攻击原理 + 实验_ddos攻击实验

DDoS 攻击

什么是 DDoS 进攻

$DDoS$（Distributed Denial of Service，分布式拒绝服务）攻击是一种通过多个计算机系统同时向目标系统发送大量请求，消耗其资源，使其无法正常服务的攻击方式。DDoS 攻击通常利用受感染的僵尸网络（botnet），由攻击者远程控制多个受感染的计算机同时发起攻击。

为什么使用 DDoS 进攻

1. 破坏目标系统服务：

   ​ 攻击者通过 DDoS 攻击可以使目标系统无法响应正常用户的请求，从而造成服务中断。这在攻击竞争对手的网站或服务时尤为常见。

2. 掩盖其他攻击行为：

   ​ DDoS 攻击有时用作分散注意力的手段，攻击者在进行数据窃取、注入恶意软件或其他恶意活动时，会使用 DDoS 攻击掩盖其主要目的。

3. 勒索和敲诈：

   ​ 攻击者可以通过 DDoS 攻击对企业或组织进行勒索，要求支付赎金以停止攻击。

4. 测试系统的抗压能力：

   ​ 企业或组织也可能进行自发的 DDoS 测试，以评估其网络和系统的抗压能力，从而改善安全防护措施。

DDoS 攻击的工作机制

1. 攻击者控制僵尸网络：

   ​ 攻击者通常通过恶意软件感染大量计算机，形成一个僵尸网络（Botnet）。这些被感染的计算机被称为 “僵尸主机”，受攻击者远程控制。

2. 指令分发：

   ​ 攻击者通过指挥控制服务器（C&C 服务器）向僵尸网络中的僵尸主机发送攻击指令。这些指令包含目标的 IP 地址、攻击方式和攻击时间等信息。

3. 发动攻击：

   ​ 僵尸主机接收到指令后，会同时向目标系统发送大量的请求包。这些请求包可以是任意类型的流量，如 HTTP 请求、TCP SYN 包或 UDP 包等。

4. 资源耗尽：

   ​ 目标系统接收到大量请求后，会消耗其网络带宽、CPU、内存等资源，最终导致系统无法正常响应用户请求，甚至完全瘫痪。

DDoS 攻击实验

实验目的

本实验旨在演示和验证分布式拒绝服务（DDoS）攻击的实现过程，理解其工作原理及其对目标主机的影响。通过实验，进一步探讨 DDoS 攻击的防御方法和相关网络安全措施。

实验环境

• 两台主机：
  • 被攻击主机（Windows/Linux）
  • 攻击者主机（Kali Linux）

实验步骤

1、安装并配置 hping3

• 在 Kali Linux 上安装 hping3 工具：

  apt-get install hping3 -y
  1

2、进行 TCP Flood 攻击

• 使用 hping3 工具向目标主机（例如，IP 地址为 192.168.100.142）发送大量的 TCP 请求包。

  sudo hping3 -S --flood -V 192.168.100.135
  1

  -S：发送带有 SYN 标志的 TCP 包

  --flood：高速发送包，尽量不显示发送的包

  -V：显示详细的发送信息

3、观察攻击效果

• 在目标主机上，观察其服务是否受到干扰。可以通过以下方式进行观察：

  • 使用任务管理器查看 CPU 和网络使用情况。
  • 尝试访问目标主机提供的服务（如 Web 服务、文件共享等），观察其响应速度和可用性。

• 被攻击前的被攻击机的 CPU 和网络使用情况：

  ​

• 被攻击后的被攻击机的 CPU 和网络使用情况：

• 启动 Wireshark:

  在 Kali Linux 上启动 Wireshark 并选择合适的网络接口，开始抓包。

• 选择合适的网络接口，开始捕获数据包。

  检查网卡信息

    ifconfig	
  1

​

• 出现大量包含 SYN 的 TCP 包

  ​
  

4、分析攻击效果和防御方法

1. 攻击效果：

   • 在进行 DDoS 攻击期间，目标主机的 CPU 和网络资源可能被大量占用，导致正常服务响应变慢甚至不可用。
   • 通过 Wireshark 等抓包工具，可以观察到大量来自攻击者主机的 SYN 包，表明目标主机正遭受 SYN Flood 攻击。

2. 防御方法：

   • 启用 SYN Cookies：

     在 linux 服务器上启用 SYN Cookies，可以有效防御 SYN Flood 攻击。

     sysctl -w net.ipv4.tcp_syncookies=1
     1

     • sysctl: 这是一个用于在运行时动态调整内核参数的实用程序。通过 sysctl 命令，可以查看、设置和修改Linux系统的内核参数。
     • -w: 这是 sysctl 命令的一个选项，表示要设置内核参数的值。
     • net.ipv4.tcp_syncookies: 这是一个 Linux 内核参数，用于启用或禁用 TCP SYN cookies。TCP SYN cookies 是一种防范 SYN 洪水攻击的技术，当系统遭受SYN 洪水攻击时，可以使用 TCP SYN cookies 来防止资源耗尽。
     • 1: 这个值表示要将 net.ipv4.tcp_syncookies 参数设置为 1 ，即启用 TCP SYN cookies。启用 TCP SYN cookies 后，系统可以更有效地处理来自未建立连接的客户端的 TCP 连接请求，从而提高系统的抗 SYN 洪水攻击能力。

   • 配置防火墙：

     在 linux 服务器使用 iptables 等防火墙工具，限制每个 IP 地址的连接速率。

     iptables -A INPUT -p tcp --syn -m limit --limit 1/s -j ACCEPT
     iptables -A INPUT -p tcp --syn -j DROP
     1
     2

     • iptables: 表示调用 iptables 防火墙程序。
     • -A INPUT: 将规则添加到 INPUT 链，即用于处理传入数据包的链。
     • -p tcp: 指定要匹配的数据包协议为 TCP。
     • --syn: 表示匹配 TCP 协议中的 SYN 标志，即 TCP 三次握手中的第一个包。
     • -m limit --limit 1/s: 使用 limit 模块来限制匹配规则的速率，这里限制每秒最多匹配 1 个数据包。
     • -j ACCEPT: 表示如果数据包匹配规则，则接受该数据包。
     • -j DROP: 表示如果数据包匹配规则，则丢弃该数据包。

   • 使用DDoS防护服务：

     部署专业的 DDoS 防护服务，如 Cloudflare、Akamai 等，提供流量清洗和分布式防护。

5、分析与讨论

• DDoS攻击原理：

  ​ DDoS 攻击通过向目标主机发送大量请求，耗尽其资源，使其无法响应正常用户的请求。TCP Flood 攻击是常见的 DDoS 攻击之一，通过发送大量的 TCP SYN 包，占用目标主机的连接表资源。

• 流量分析：

  ​ 通过 Wireshark 抓包可以看到，攻击期间，目标主机收到大量的 SYN 包，这些包的源地址可能是伪造的，目的在于消耗目标主机的资源。

• 防御措施：

  ​ 启用 SYN Cookies 和配置防火墙规则是有效的防御方法。专业的 DDoS 防护服务能够提供更高级的防护措施，如流量清洗和分布式防护。

6、实验反思

• 实验过程中的挑战：

  ​ 在实验过程中，需要确保 hping3 工具正确安装和配置，同时需要在目标主机上有效监控资源使用情况。这要求对网络环境和工具使用有较高的理解和掌控能力。

• 实验效果评估：

  ​ 通过本次实验，可以直观地理解 DDoS 攻击的原理和实施方法，同时也认识到这些攻击手段的危险性和潜在危害。

• 安全防护意识：

  ​ 通过实验，可以更加深刻地认识到网络安全的重要性，了解各种防御措施的必要性和实施方法，提高网络安全防护意识。