黑客攻防之 SYN攻击基本原理与防范技术(2)

关于SYN攻击防范技术,人们研究得比较早。归纳起来,主要有两大类,一类是通过防火墙、路由器等过滤网关防护,另一类是通过加固TCP/IP协议栈防范.但必须清楚的是,SYN攻击不能完全被阻止,我们所做的是尽可能的减轻SYN攻击的危害,除非将TCP协议重新设计。

1、过滤网关防护

这里,过滤网关主要指明防火墙,当然路由器也能成为过滤网关。防火墙部署在不同网络之间,防范外来非法攻击和防止保密信息外泄,它处于客户端和服务器之间,利用它来防护SYN攻击能起到很好的效果。过滤网关防护主要包括超时设置,SYN网关和SYN代理三种。

·网关超时设置:

防火墙设置SYN转发超时参数(状态检测的防火墙可在状态表里面设置),该参数远小于服务器的timeout时间。当客户端发送完SYN包,服务端发送确认包后(SYN+ACK),防火墙如果在计数器到期时还未收到客户端的确认包(ACK),则往服务器发送RST包,以使服务器从队列中删去该半连接。值得注意的是,网关超时参数设置不宜过小也不宜过大,超时参数设置过小会影响正常的通讯,设置太大,又会影响防范SYN攻击的效果,必须根据所处的网络应用环境来设置此参数。

·SYN网关:

SYN网关收到客户端的SYN包时,直接转发给服务器;SYN网关收到服务器的SYN/ACK包后,将该包转发给客户端,同时以客户端的名义给服务器发ACK确认包。此时服务器由半连接状态进入连接状态。当客户端确认包到达时,如果有数据则转发,否则丢弃。事实上,服务器除了维持半连接队列外,还要有一个连接队列,如果发生SYN攻击时,将使连接队列数目增加,但一般服务器所能承受的连接数量比半连接数量大得多,所以这种方法能有效地减轻对服务器的攻击。

·SYN代理:

当客户端SYN包到达过滤网关时,SYN代理并不转发SYN包,而是以服务器的名义主动回复SYN/ACK包给客户,如果收到客户的ACK包,表明这是正常的访问,此时防火墙向服务器发送ACK包并完成三次握手。SYN代理事实上代替了服务器去处理SYN攻击,此时要求过滤网关自身具有很强的防范SYN攻击能力。

2、加固tcp/ip协议栈

防范SYN攻击的另一项主要技术是调整tcp/ip协议栈,修改tcp协议实现。主要方法有SynAttackProtect保护机制、SYN cookies技术、增加最大半连接和缩短超时时间等。tcp/ip协议栈的调整可能会引起某些功能的受限,管理员应该在进行充分了解和测试的前提下进行此项工作。

·SynAttackProtect机制

为防范SYN攻击,Windows2000系统的tcp/ip协议栈内嵌了SynAttackProtect机制,Win2003系统也采用此机制。SynAttackProtect机制是通过关闭某些socket选项,增加额外的连接指示和减少超时时间,使系统能处理更多的SYN连接,以达到防范SYN攻击的目的。默认情况下,Windows2000操作系统并不支持SynAttackProtect保护机制,需要在注册表以下位置增加SynAttackProtect键值:

HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters  

当SynAttackProtect值(如无特别说明,本文提到的注册表键值都为十六进制)为0或不设置时,系统不受SynAttackProtect保护。

当SynAttackProtect值为1时,系统通过减少重传次数和延迟未连接时路由缓冲项(route cache entry)防范SYN攻击。

当SynAttackProtect值为2时(Microsoft推荐使用此值),系统不仅使用backlog队列,还使用附加的半连接指示,以此来处理更多的SYN连接,使用此键值时,tcp/ip的TCPInitialRTT、window size和可滑动窗囗将被禁止。

我们应该知道,平时,系统是不启用SynAttackProtect机制的,仅在检测到SYN攻击时,才启用,并调整tcp/ip协议栈。那么系统是如何检测SYN攻击发生的呢?事实上,系统根据TcpMaxHalfOpen,TcpMaxHalfOpenRetried 和TcpMaxPortsExhausted三个参数判断是否遭受SYN攻击。

TcpMaxHalfOpen 表示能同时处理的最大半连接数,如果超过此值,系统认为正处于SYN攻击中。Windows2000 server默认值为100,Windows2000 Advanced server为500。

TcpMaxHalfOpenRetried定义了保存在backlog队列且重传过的半连接数,如果超过此值,系统自动启动SynAttackProtect机制。Windows2000 server默认值为80,Windows2000 Advanced server为400。

TcpMaxPortsExhausted 是指系统拒绝的SYN请求包的数量,默认是5。

如果想调整以上参数的默认值,可以在注册表里修改(位置与SynAttackProtect相同)

· SYN cookies技术

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