网络安全科普知识-ACK Flood攻击与防御方法

来源:       发布时间:2018-03-29

  ACK Flood攻击是在TCP连接建立之后,所有的数据传输TCP报文都是带有ACK标志位的,主机在接收到一个带有ACK标志位的数据包的时候,需要检查该数据包所表示的连接四元组是否存在,如果存在则检查该数据包所表示的状态是否合法,然后再向应用层传递该数据包。如果在检查中发现该数据包不合法,例如该数据包所指向的目的端口在本机并未开放,则主机操作系统协议栈会回应RST包告诉对方此端口不存在。   

01. ACK Flood攻击

  ACK Flood攻击方式显然没有SYN Flood给服务器带来的冲击大,因此攻击者一定要用大流量ACK小包冲击才会对服务器造成影响。按照我们对TCP协议的理解,随机源IPACK小包应该会被Server很快丢弃,因为在服务器的TCP堆栈中没有这些ACK包的状态信息。但是实际上通过测试,发现有一些TCP服务会对ACK Flood比较敏感,比如说JSP Server,在数量并不多的ACK小包的打击下,JSP Server就很难处理正常的连接请求。对于Apache或者IIS来说,10kppsACK Flood不构成危胁,但是更高数量的ACK Flood会造成服务器网卡中断频率过高,负载过重而停止响应。 

  当发包速率很大的时候,主机操作系统将耗费大量的精力接收报文、判断状态,同时要主动回应RST报文,正常的数据包就可能无法得到及时的处理。这时候客户端(以IE为例)的表现就是访问页面反应很慢,丢包率较高。但是状态检测的防火墙通过判断ACK报文的状态是否合法,借助其强大的硬件能力可以较为有效的过滤攻击报文。当然如果攻击流量非常大,由于需要维护很大的连接状态表同时要检查数量巨大的ACK报文的状态,防火墙也会不堪重负导致全网瘫痪。 

  目前ACK Flood并没有成为攻击的主流,而通常是与其他攻击方式组合在一起使用。回顾前面描述的SYN Cookie算法,其核心思想是主动回应SYN/ACK包,然后校验第3次握手的ACK报文是否合法,目前大多数实现中校验ACK报文的合法性都涉及到较为复杂的算法。当SYN FloodACK Flood一起发生的时候, 主机和防火墙将耗费大量的精力来计算ACK报文是否合法以致不堪重负。 

  

02. 如何防御ACK Flood攻击

  利用对称性判断来分析出是否有攻击存在。所谓对称型判断,就是收包异常大于发包,因为攻击者通常会采用大量ACK包,并且为了提高攻击速度,一般采用内容基本一致的小包发送。这可以作为判断是否发生ACK Flood的依据,但是目前已知情况来看,很少有单纯使用ACK Flood攻击,都会和其他攻击方法混合使用,因此,很容易产生误判。 

  一些防火墙应对的方法是:建立一个hash表,用来存放TCP连接“状态”,相对于主机的TCP stack实现来说,状态检查的过程相对简化。例如,不作sequence number的检查,不作包乱序的处理,只是统计一定时间内是否有ACK包在该“连接”(即四元组)上通过,从而“大致”确定该“连接”是否是“活动的”。 

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