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[20933] 2017-11-05_DDOS攻击的方法（三）---攻击应用资源

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2017-11-05_DDOS攻击的方法（三）---攻击应用资源 D D O S 攻 击 的 方 法 （ 三 ） - - - 攻 击 应 用 资 源 L e m o n S e c   2 0 1 7 - 1 1 - 0 5 3 . 攻 击 应 用 资 源 攻 击 应 用 资 源           近 年 来 ， 消 耗 应 用 资 源 的 分 布 式 拒 绝 服 务 攻 击 正 逐 渐 成 为 拒 绝 服 务 攻 击 的 主 要 手 段 之 一 ， 而 由 于 D N S 和 W e b 服 务 的 广 泛 性 和 重 要 性 ， 这 两 种 服 务 也 就 成 为 了 消 耗 应 用 资 源 的 分 布 式 拒 绝 服 务 攻 击 的 最 主 要 的 攻 击 目 标 。 3 . 1   攻 击 攻 击 D N S 服 务 服 务           D N S 服 务 是 互 联 网 的 一 项 核 心 服 务 ， 通 过 使 用 D N S ， 人 们 在 访 问 网 络 时 不 需 要 记 住 其 I P 地 址 ， 而 只 需 输 入 其 域 名 即 可 ， 在 I P v 6 网 络 环 境 下 ， 由 于 I P 地 址 由 原 来 的 3 2 位 扩 展 到 了 1 2 8 位 ， 变 得 更 加 难 以 记 忆 ， D N S 服 务 也 就 变 得 更 加 重 要 ， 当 D N S 服 务 的 可 用 性 收 到 威 胁 时 ， 互 联 网 上 的 大 量 设 备 都 会 受 到 影 响 甚 至 无 法 正 常 运 行 ， 历 史 上 曾 有 多 次 针 对 D N S 的 攻 击 事 件 ， 都 造 成 了 较 大 影 响 。           针 对 D N S 服 务 的 攻 击 方 法 主 要 有 D N S   Q U E R Y 洪 水 攻 击 和 D N S   N X D O M A I N 洪 水 攻 击 两 种 3 . 1 . 1   D N S   Q U E R Y 洪 水 攻 击           D N S 查 询 和 解 析 过 程 ：           当 客 户 端 向 D N S 服 务 器 查 询 某 域 名 时 ， D N S 服 务 器 会 首 先 检 查 其 本 地 缓 存 中 是 否 有 该 域 名 的 记 录 ， 如 果 缓 存 中 有 该 域 名 的 记 录 （ 即 命 中 ） ， 则 直 接 讲 缓 存 中 记 录 的 I P 地 址 作 为 非 权 威 应 答 返 回 给 客 户 端 ， 如 果 在 缓 存 中 没 有 找 到 该 域 名 的 记 录 ， 则 会 进 行 迭 代 查 询 ， 从 根 域 名 开 始 ， 逐 级 进 行 域 名 解 析 ， 直 到 解 析 出 完 整 的 域 名 ， 之 后 服 务 器 会 将 域 名 解 析 结 果 作 为 应 答 发 送 给 客 户 端 ， 并 生 成 一 条 解 析 记 录 保 存 到 缓 存 中 。           D N S 查 询 和 解 析 过 程 如 图 所 示 ： 在 D N S 解 析 的 过 程 中 ， 客 户 端 发 起 一 次 查 询 请 求 ， D N S 服 务 器 可 能 需 要 进 行 额 外 的 多 次 查 询 才 能 完 成 解 析 的 过 程 并 给 出 应 答 ， 在 这 个 过 程 中 会 消 耗 一 定 的 计 算 和 网 络 资 源 ， 如 果 攻 击 者 利 用 大 量 受 控 主 机 不 断 发 送 不 同 域 名 的 解 析 请 求 ， 那 么 D N S 服 务 器 的 缓 存 会 被 不 断 刷 新 ， 而 大 量 解 析 请 求 不 能 命 中 缓 存 又 导 致 D N S 服 务 器 必 须 消 耗 额 外 的 资 源 进 行 迭 代 查 询 ， 这 会 极 大 的 增 加 D N S 服 务 器 的 资 源 消 耗 ， 导 致 D N S 响 应 缓 慢 甚 至 完 全 拒 绝 服 务 。           D N S   Q U E R Y 洪 水 攻 击 的 原 理 如 图 所 示
        进 行 D N S   Q U E R Y 洪 水 攻 击 的 要 点 在 于 每 一 个 D N S 解 析 要 求 所 查 询 的 域 名 应 是 不 同 的 ， 这 样 可 以 比 较 有 效 的 避 开 N D S 服 务 器 缓 存 中 的 解 析 记 录 ， 达 到 更 好 的 资 源 消 耗 效 果 。 3 . 1 . 2   D N S   N X D O M A I N 洪 水 攻 击           D N S   N X D O M A I N 洪 水 攻 击 是 D N S   Q U E R Y 洪 水 攻 击 的 一 个 变 种 攻 击 方 式 ， 区 别 在 于 后 者 是 向 D N S 服 务 器 查 询 一 个 真 实 存 在 的 域 名 ， 而 前 者 是 向 D N S 服 务 器 查 询 一 个 不 存 在 的 域 名 。           在 进 行 D N S   N X D O M A I N 洪 水 攻 击 时 ， D N S 服 务 器 会 进 行 多 次 域 名 查 询 ， 同 时 ， 其 缓 存 会 被 大 量 N X D O M A I N 记 录 所 填 满 ， 导 致 响 应 正 常 用 户 的 D N S 解 析 请 求 的 速 度 变 慢 ， 这 与 D N S   Q U E R Y 洪 水 攻 击 所 达 到 的 效 果 类 似 ， 除 此 之 外 ， 一 部 分 D N S 服 务 器 在 获 取 不 到 域 名 的 解 析 结 果 时 ， 还 会 再 次 进 行 递 归 查 询 ， 向 其 上 一 级 的 D N S 服 务 器 发 送 解 析 请 求 并 等 待 应 答 ， 这 进 一 步 增 加 了 D N S 服 务 器 的 资 源 消 耗 ， 因 此 ， D N S   N X D O M A I N 洪 水 攻 击 通 常 比 D N S   Q U E R Y 洪 水 攻 击 的 效 果 更 好 。           D N S   N X D O M A I N 洪 水 攻 击   的 原 理 如 果 所 示
3 . 2   攻 击 攻 击 w e b 服 务 服 务             近 年 来 ， w e b 技 术 发 展 非 常 迅 速 ， 人 们 可 以 通 过 浏 览 器 使 用 w e b 服 务 ， 简 单 方 便 的 获 取 需 要 的 信 息 ， 而 许 多 机 构 和 企 业 的 重 要 信 息 和 关 键 业 务 也 是 通 过 w e b 服 务 的 方 式 对 外 提 供 ， 一 旦 w e b 服 务 受 到 解 决 服 务 攻 击 ， 就 会 对 其 承 载 的 业 务 造 成 致 命 的 影 响 。   3 . 2 . 1   H T T P 洪 水 攻 击           W e b 服 务 通 常 使 用 超 文 本 传 输 协 议 进 行 请 求 和 响 应 数 据 的 传 输 。
          常 见 的 H T T P 请 求 有 G E T 请 求 和 P O S T 请 求 两 种 ， 通 常 G E T 请 求 用 于 从 w e n 服 务 器 获 取 数 据 和 资 源 ， 例 如 请 求 页 面 、 获 取 图 片 和 文 档 等 ； P O S T 请 求 用 于 向 w e b 服 务 器 提 交 数 据 和 资 源 ， 例 如 发 送 用 户 名 / 密 码 、 上 传 文 件 等 。 在 处 理 这 些 H T T P 请 求 的 过 程 中 ， w e b 服 务 器 通 常 需 要 解 析 请 求 、 处 理 和 执 行 服 务 端 脚 本 、 验 证 用 户 权 限 并 多 次 访 问 数 据 库 ， 这 会 消 耗 大 量 的 计 算 资 源 和 I O 访 问 资 源 。           如 果 攻 击 者 利 用 大 量 的 受 控 主 机 不 断 的 向 w e b 服 务 器 发 送 恶 意 大 量 H T T P 请 求 ， 要 求 w e b 服 务 器 处 理 ， 就 会 完 全 占 用 服 务 器 的 资 源 ， 造 成 其 他 正 常 用 户 的 w e b 访 问 请 求 处 理 缓 慢 设 置 得 不 到 处 理 ， 导 致 拒 绝 服 务 ， 这 就 是 H T T P 洪 水 攻 击 。           由 于 H T T P 协 议 是 基 于 T C P 协 议 的 ， 需 要 完 成 三 次 握 手 建 立 T C P 连 接 才 能 开 始 H T T P 通 信 ， 因 此 进 行 H T T P 洪 水 攻 击 时 无 法 使 用 伪 造 源 I P 地 址 的 方 式 发 动 攻 击 ， 这 时 ， 攻 击 者 通 常 会 使 用 H T T P 代 理 服 务 器 ， H T T P 代 理 服 务 器 在 互 联 网 上 广 泛 存 在 ， 通 过 使 用 H T T P 代 理 服 务 器 ， 不 仅 可 以 隐 藏 来 源 以 避 免 被 追 查 ， 还 能 够 提 高 攻 击 的 效 率 - - 攻 击 者 连 接 代 理 服 务 器 并 发 送 完 成 请 求 后 ， 可 以 直 接 切 断 与 该 代 理 服 务 器 的 连 接 并 开 始 连 接 下 一 个 代 理 服 务 器 ， 这 时 代 理 服 务 器 与 目 标 w e b 服 务 器 的 H T T P 连 接 依 然 保 持 ， w e b 服 务 器 需 要 继 续 接 收 数 据 并 处 理 H T T P 请 求 。           H T T P 洪 水 攻 击 的 原 理 如 图 所 示
      与 D N S 服 务 类 似 ， w e b 服 务 也 存 在 缓 存 机 制 ， 如 果 攻 击 者 的 大 量 请 求 都 命 中 了 服 务 器 缓 存 ， 那 么 这 种 攻 击 的 主 要 作 用 仅 体 现 咋 消 耗 网 络 宽 带 资 源 上 ， 对 于 计 算 和 I O 资 源 的 消 耗 是 非 常 有 限 的 ， 因 此 ， 高 效 的 H T T P 洪 水 攻 击 应 不 断 发 出 针 对 不 同 资 源 和 页 面 的 H T T P 请 求 ， 并 尽 可 能 请 求 无 法 被 缓 存 的 资 源 ， 从 而 加 重 服 务 器 的 负 担 ， 增 强 攻 击 效 果 。           此 外 ， 如 果 w e b 服 务 器 支 持 H T T P S , 那 么 进 行 H T T P S 洪 水 攻 击 是 更 为 有 效 的 一 种 攻 击 方 式 ， 一 方 面 ， 在 进 行 H T T P S 通 信 时 ， w e b 服 务 器 需 要 消 耗 更 多 的 资 源 用 来 进 行 认 证 和 加 解 密 ， 另 一 方 面 ， 一 部 分 的 防 护 设 备 无 法 对 H T T P S 通 信 数 据 流 进 行 处 理 ， 也 会 导 致 攻 击 流 量 绕 过 防 护 设 备 ， 直 接 对 w e b 服 务 器 造 成 攻 击 。           H T T P 洪 水 攻 击 是 目 标 对 w e b 服 务 威 胁 最 大 的 攻 击 之 一 ， 有 大 量 的 攻 击 工 具 支 持 H T T P 洪 水 攻 击 ， 发 动 简 单 其 效 果 明 显 ， 已 经 成 为 攻 击 者 使 用 的 主 要 攻 击 方 式 之 一 。 3 . 2 . 2   S l o w l o r i s 攻 击           S l o w l o r i s 攻 击 是 一 种 针 对 w e b 服 务 器 的 慢 速 H T T P 攻 击 ， 由 安 全 研 究 人 员 在 2 0 0 9 年 提 出 。           在 H T T P 协 议 中 规 定 ， H T T P 头 部 以 连 续 的 “ r n r n ” 作 为 结 束 标 志 ， 许 多 w e b 服 务 器 在 处 理 h t t p 请 求 的 头 部 信 息 时 ， 会 等 待 头 部 传 输 结 束 后 再 进 行 处 理 ， 因 此 ， 如 果 w e b 服 务 器 没 有 接 受 到 连 续 的 “ r n r n ” ， 就 会 一 直 接 受 数 据 并 保 持 与 客 户 端 的 连 接 ， 利 用 这 个 特 性 ， 攻 击 者 能 够 长 时 间 与 w e b 服 务 器 保 持 联 系 ， 并 逐 渐 耗 尽 w e b 服 务 器 的 连 接 资 源 。           攻 击 者 在 发 送 H T T P   G E T 请 求 时 ， 缓 慢 的 发 送 无 用 的 h e a d e r 字 段 ， 并 且 一 直 不 发 送 “ r n r n ” 结 束 标 志 ， 这 样 就 能 够 长 时 间 占 用 与 w e b 服 务 器 的 连 接 并 保 证 该 连 接 不 被 超 时 中 断 ， 然 而 ， w e b 服 务 器 能 够 处 理 的 并 发 连 接 数 是 有 限 的 ， 如 果 攻 击 者 利 用 大 量 的 受 控 主 机 发 送 这 种 不 完 整 的 H T T P   G E T 请 求 并 持 续 占 用 这 些 连 接 ， 就 会 耗 尽 w e b 服 务 器 的 连 接 资 源 ， 导 致 其 他 用 户 的 h t t p 请 求 无 法 被 处 理 ， 造 成 拒 绝 服 务 。             S l o w l o r i s 攻 击 原 理 如 图 所 示
      攻 击 者 使 用 S l o w l o r i s 、 s l o w h t t p t e s t 等 工 具 就 可 以 简 单 的 发 动 S l o w l o r i s 攻 击 。 在 S l o w l o r i s 攻 击 方 法 出 现 以 后 ， I I S 、 n i g n x 等 一 部 分 w e b 服 务 器 软 件 针 对 该 攻 击 方 法 进 行 了 修 改 ， 但 是 A p a c h e . d h t t p d 等 w e b 服 务 器 软 件 依 然 会 受 到 S l o w l o r i s 攻 击 的 影 响 。 3 . 2 . 3   慢 速 P O S T 请 求 攻 击           慢 速 P O S T 请 求 攻 击 也 是 一 种 针 对 w e b 服 务 器 的 慢 速 h t t p 攻 击 ， 由 安 全 研 究 人 员 在 2 0 1 0 年 提 出 ， 与 S l o w l o r i s 攻 击 不 同 的 是 ， 慢 速 P O S T 请 求 攻 击 利 用 缓 慢 发 送 H T T P   B O D Y 的 方 式 达 到 占 用 并 耗 尽 w e b 服 务 器 连 接 资 源 的 目 的 。           在 H T T P 头 部 信 息 中 ， 可 以 使 用 C o n t e n t - L e n g t h 字 段 来 指 定 H T T P 消 息 实 体 的 传 输 长 度 ， 当 w e b 服 务 器 接 收 到 的 请 求 头 部 中 含 有 C o n t e n t - L e n g t h 字 段 时 ， 服 务 器 会 将 该 字 段 的 值 作 为   H T T P   B O D Y 的 长 度 ， 持 续 接 收 数 据 并 在 达 到 C o n t e n t - L e n g t h 值 时 对 H T T P   B O D Y 的 数 据 内 容 进 行 处 理 ， 利 用 这 个 特 性 ， 攻 击 者 能 够 长 时 间 与 w e b 服 务 器 保 持 连 接 ， 并 逐 渐 耗 尽 w e b 服 务 器 的 连 接 资 源 。           攻 击 者 在 发 送 H T T P   P O S T 请 求 时 ， 在 请 求 头 部 中 将 C o n t e n t - L e n g t h 设 置 为 一 个 很 大 的 值 ， 并 将 H T T P   B O D Y 以 非 常 缓 慢 的 速 度 一 个 字 节 一 个 字 节 的 向 w e b 服 务 器 发 送 ， 这 样 ， w e b 服 务 器 就 需 要 一 直 维 持 与 客 户 端 的 连 接 并 等 待 数 据 传 输 结 束 ， 由 于 C o n t e n t - L e n g t h 被 设 置 成 了 很 大 的 值 ， 而 H T T P   B O D Y 的 传 输 速 度 又 非 常 缓 慢 ， 攻 击 者 就 可 以 长 时 间 占 用 这 个 连 接 ， 通 过 间 断 性 的 发 送 单 字 节 的 H T T P   B O D Y 内 容 ， 攻 击 者 就 能 够 确 保 连 接 不 因 超 时 而 导 致 中 断 ， 如 果 攻 击 者 利 用 大 量 的 受 控 主 机 发 送 这 种 缓 慢 的 H T T P   P O S T 请 求 并 持 续 占 用 这 些 连 接 ， 就 会 耗 尽 w e b 服 务 器 的 连 接 资 源 ， 导 致 其 他 用 户 的 H T T P 请 求 无 法 被 处 理 ， 造 成 拒 绝 服 务 。           慢 速 P O S T 请 求 攻 击 原 理 如 图 ：
      攻 击 者 可 以 使 用 S l o w h t t p t e s t 等 攻 击 发 动 慢 速 P O S T 请 求 攻 击 ， 与 S l o w l o r i s 攻 击 有 所 不 同 ， 由 于 H T T P 协 议 设 计 上 的 原 因 ， 所 有 的 w e b 服 务 器 软 件 都 会 受 到 慢 速 P O S T 请 求 攻 击 的 影 响 。 3 . 2 . 4   数 据 处 理 过 程 攻 击           w e b 服 务 器 在 收 到 H T T P 请 求 之 后 ， 需 要 检 查 并 处 理 其 中 的 数 据 ， 通 过 恶 意 构 造 请 求 数 据 的 内 容 ， 攻 击 者 可 以 显 著 的 增 加 数 据 处 理 过 程 中 的 资 源 消 耗 ， 造 成 拒 绝 服 务 攻 击 。           这 里 已 正 则 表 达 式 拒 绝 服 务 攻 击 和 哈 希 冲 突 拒 绝 服 务 攻 击 为 例 进 行 说 明 。           正 则 表 达 式 拒 绝 服 务 攻 击 又 被 称 为 R e D o S ， 是 安 全 研 究 人 员 在 2 0 0 9 年 发 现 的 一 种 拒 绝 服 务 攻 击 方 法 ， 在 处 理 请 求 数 据 时 ， w e b 应 用 通 常 会 使 用 正 则 表 达 式 进 行 字 符 的 匹 配 操 作 ， 一 部 分 正 则 表 达 式 引 擎 会 使 用 一 种 被 称 为 非 确 定 性 有 限 状 态 自 动 机 的 实 现 方 式 ， 以 便 能 够 处 理 复 杂 的 正 则 表 达 式 ， 例 如 包 含 了 向 后 引 用 或 者 捕 获 括 号 的 正 则 表 达 式 。 然 而 ， 这 种 正 则 引 擎 的 实 现 方 式 也 导 致 了 其 处 理 时 间 增 加 ， 尤 其 是 在 确 定 “ 否 定 匹 配 ” 时 ， 正 则 引 擎 需 要 对 所 有 可 能 的 匹 配 路 径 全 部 进 行 测 试 ， 如 果 位 于 w e b 应 用 中 的 正 则 表 达 式 写 的 不 好 ， 需 要 测 试 的 匹 配 路 径 数 量 会 随 着 输 入 字 符 串 的 长 度 呈 指 数 级 增 长 ， 利 用 恶 意 构 造 的 输 入 字 符 串 ， 攻 击 者 只 需 要 提 交 相 对 较 短 的 输 入 字 符 串 ， 就 可 以 强 制 正 则 引 擎 处 理 数 亿 个 匹 配 路 径 ， 所 需 时 间 可 以 达 到 几 个 小 时 甚 至 几 天 ， 只 需 要 几 个 这 种 类 似 的 恶 意 正 则 表 达 式 匹 配 请 求 ， 就 能 够 完 全 占 用 w e b 服 务 器 的 计 算 资 源 ， 造 成 w e b 服 务 器 拒 绝 服 务 。           哈 希 冲 突 拒 绝 服 务 攻 击 是 安 全 研 究 人 员 在 2 0 1 1 年 提 出 的 一 种 拒 绝 服 务 攻 击 方 法 ， w e b 应 用 在 处 理 请 求 中 的 P O S T 数 据 时 ， 通 常 使 用 键 - 值 对 的 方 式 来 进 行 存 储 ， 在 P H P 、 P y t h o n 、 J a v a 等 语 言 中 ， 键 - 值 对 的 实 质 是 一 个 哈 希 表 ， w e b 应 用 程 序 通 过 计 算 “ 键 ” 的 哈 希 来 获 取 其 所 对 应 的 的 “ 值 ” 。 正 常 情 况 下 ， 这 个 哈 希 表 的 哈 希 冲 突 较 少 ， 因 此 进 行 查 找 和 插 入 的 速 度 很 快 ， 正 常 状 态 下 的 哈 希 表 如 图 所 示 。
          如 果 攻 击 者 构 造 一 组 恶 意 的 P O S T 数 据 ， 使 得 请 求 中 的 “ 键 ” 的 哈 希 值 全 部 相 同 ， 那 么 保 存 P O S T 数 据 的 哈 希 表 就 会 因 此 退 化 成 为 链 表 ， 对 哈 希 表 的 查 找 和 插 入 等 操 作 规 则 变 成 了 对 链 表 的 遍 历 操 作 ， 造 成 大 量 的 计 算 资 源 被 占 用 ， 导 致 拒 绝 服 务 攻 击 。 如 图 所 示 为 大 量 冲 突 状 态 下 的 哈 希 表 。
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