DDos之SYN Flood攻击原理与使用金盾防火墙进行防护 AI云

SYN-Flood攻击是当前网络上最为常见的DDoS攻击，也是最为经典的拒绝服务攻击，它利用了TCP协议实现上的一个缺陷，通过向网络服务所在端口发送大量的伪造源地址的攻击报文，就可能造成目标服务器中的半开连接队列被占满，从而阻止其他合法用户进行访问。这种攻击早在1996年就被发现，但至今仍然显示出强大的生命力。很多操作系统，甚至防火墙、路由器都无法有效地防御这种攻击，而且由于它可以方便地伪造源地址，追查起来非常困难。它的数据包特征通常是，源发送了大量的SYN包，并且缺少三次握手的最后一步握手ACK回复。

SYN Flood攻击原理

例如，攻击者首先伪造地址对服务器发起SYN请求(我可以建立连接吗?)，服务器就会回应一个ACK+SYN(可以+请确认)。而真实的IP会认为，我没有发送请求，不作回应。服务器没有收到回应，会重试3-5次并且等待一个SYN Time(一般30秒-2分钟)后，丢弃这个连接。

如果攻击者大量发送这种伪造源地址的SYN请求，服务器端将会消耗非常多的资源来处理这种半连接，保存遍历会消耗非常多的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。最后的结果是服务器无暇理睬正常的连接请求—拒绝服务。在服务器上用netstat –an命令查看SYN_RECV状态的话，就可以看到：

如果我们抓包来看：

可以看到大量的SYN包没有ACK回应。

SYN Flood攻击防护

目前市面上有些防火墙具有SYN Proxy功能，这种方法一般是定每秒通过指定对象(目标地址和端口、仅目标地址或仅源地址)的SYN片段数的阀值，当来自相同源地址或发往相同目标地址的SYN片段数达到这些阀值之一时，防火墙就开始截取连接请求和代理回复SYN/ACK片段，并将不完全的连接请求存储到连接队列中直到连接完成或请求超时。当防火墙中代理连接的队列被填满时，防火墙拒绝来自相同安全区域(zone)中所有地址的新SYN片段，避免网络主机遭受不完整的三次握手的攻击。但是，这种方法在攻击流量较大的时候，连接出现较大的延迟，网络的负载较高，很多情况下反而成为整个网络的瓶颈;

Random Drop：随机丢包的方式虽然可以减轻服务器的负载，但是正常连接的成功率也会降低很多;?

特征匹配：IPS上会常用的手段，在攻击发生的当时统计攻击报文的特征，定义特征库，例如过滤不带TCP Options 的syn 包等;

早期攻击工具(例如synkiller，xdos，hgod等)通常是发送64字节的TCP SYN报文，而主机操作系统在发起TCP连接请求时发送SYN 报文是大于64字节的。因此可以在关键节点上设置策略过滤64字节的TCP SYN报文，某些宣传具有防护SYN Flood攻击的产品就是这么做的。随着工具的改进，发出的TCP SYN 报文完全模拟常见的通用操作系统，并且IP头和TCP头的字段完全随机，这时就无法在设备上根据特定的规则来过滤攻击报文。这时就需要根据经验判断IP 包头里TTL值不合理的数据包并阻断，但这种手工的方法成本高、效率低。 图是某攻击工具属性设置。

SYN cookie：就是给每一个请求连接的IP地址分配一个Cookie，如果短时间内连续受到某个IP的重复SYN报文，就认定是受到了攻击，以后从这个IP地址来的包会被丢弃。但SYN Cookie依赖于对方使用真实的IP地址，如果攻击者利用SOCK_RAW随机改写IP报文中的源地址，这个方法就没效果了。

商业产品的防护算法

syn cookie/syn proxy类防护算法：这种算法对所有的syn包均主动回应，探测发起syn包的源IP地址是否真实存在;如果该IP地址真实存在，则该IP会回应防护设备的探测包，从而建立TCP连接;大多数的国内外抗拒绝服务产品采用此类算法。

safereset算法：此算法对所有的syn包均主动回应，探测包特意构造错误的字段，真实存在的IP地址会发送rst包给防护设备，然后发起第2次连接，从而建立TCP连接;部分国外产品采用了这样的防护算法。?

syn重传算法：该算法利用了TCP/IP协议的重传特性，来自某个源IP的第一个syn包到达时被直接丢弃并记录状态，在该源IP的第2个syn包到达时进行验证，然后放行。

综合防护算法：结合了以上算法的优点，并引入了IP信誉机制。当来自某个源IP的第一个syn包到达时，如果该IP的信誉值较高，则采用syncookie算法;而对于信誉值较低的源IP，则基于协议栈行为模式，如果syn包得到验证，则对该连接进入syncookie校验，一旦该IP的连接得到验证则提高其信誉值。有些设备还采用了表结构来存放协议栈行为模式特征值，大大减少了存储量。

金盾防火墙在默认的设置下就能很有效的防御此类攻击，见下图：

金盾防火墙的“防护参数”面板，其中的“SYN保护触发”，“SYN紧急触发”，“SYN单机屏蔽”这个3设置项就是专门针对此类攻击的防御设置，“SYN保护触发”是当SYN包的数量达到设置的数值以上就自动开启SYN保护，而“SYN紧急触发”是当SYN包的数量达到紧急触发所设置的值时采用紧急保护模式，最大限度防御SYN攻击；“SYN单机屏蔽”是当一个IP发送到我们服务器上的SYN包达到指定数值的情况下就对这个IP进行屏蔽，默认配置下就能很好的防御SYN Flood类型的攻击了。