據(jù)2020年上半年中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析報(bào)告顯示，惡意程序控制服務(wù)器、拒絕服務(wù)攻擊（DDoS）等網(wǎng)絡(luò)攻擊行為有增無(wú)減。時(shí)至今日，網(wǎng)絡(luò)攻擊已經(jīng)成為影響網(wǎng)絡(luò)信息安全、業(yè)務(wù)信息安全的主要因素之一。

網(wǎng)絡(luò)攻擊是指利用網(wǎng)絡(luò)存在的漏洞和安全缺陷對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的軟硬件及其系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行攻擊的行為。TCP/IP協(xié)議作為網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)協(xié)議，從設(shè)計(jì)之初并沒(méi)有考慮到網(wǎng)絡(luò)將會(huì)面臨如此多的威脅，導(dǎo)致出現(xiàn)了許多攻擊方法。由于網(wǎng)絡(luò)中的通訊都源于數(shù)據(jù)包，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)包的自動(dòng)采集與解碼分析，可以快速發(fā)現(xiàn)與追溯網(wǎng)絡(luò)攻擊。

TCP/IP協(xié)議

業(yè)界通常將TCP/IP協(xié)議棧劃為四層：即鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。

• 鏈路層主要用來(lái)處理數(shù)據(jù)在物理介質(zhì)（如以太網(wǎng)、令牌環(huán)等）的傳輸，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)卡接口的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序；
• 網(wǎng)絡(luò)層采用IP協(xié)議是整個(gè)協(xié)議棧的核心，其主要功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)包的選路和轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)際互聯(lián)與擁塞控制等；
• 傳輸層為主機(jī)間的應(yīng)用程序提供端到端的通信，該層定義了兩種協(xié)議即TCP與UDP；
• 應(yīng)用層的主要功能是處理應(yīng)用程序的邏輯，比如文件傳輸、名稱查詢和網(wǎng)絡(luò)管理等，位于該層的協(xié)議有基于TCP協(xié)議的FTP文件傳輸協(xié)議、HTTP超文本傳輸協(xié)議和基于UDP協(xié)議的域名服務(wù)DNS等。

TCP/IP協(xié)議模型層次結(jié)構(gòu)圖

由于 TCP/IP 協(xié)議有四層且每一層功能、協(xié)議各不相同，因此針對(duì)不同協(xié)議層攻擊方法也各不相同：

• 針對(duì)鏈路層的攻擊，主要是對(duì)網(wǎng)絡(luò)硬件和基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行物理破壞或強(qiáng)行改變路由器路由；IP協(xié)議與ARP協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)層最重要的兩個(gè)協(xié)議。
• 針對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的攻擊，主要有IP碎片攻擊、ARP 欺騙等；由于TCP協(xié)議與UDP協(xié)議是傳輸層最主要的兩個(gè)協(xié)議，因此針對(duì)傳輸層的攻擊非常多，包括DOS攻擊等；而應(yīng)用層的協(xié)議是整個(gè)協(xié)議棧最多的，因此針對(duì)該層的攻擊數(shù)量極為龐大，常見(jiàn)的如 DNS 欺騙等。

ARP攻擊

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析協(xié)議），將網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的 IP 地址解析成 MAC 地址，每臺(tái)主機(jī)設(shè)備上都擁有一個(gè) ARP 緩存（ARP Cache），通過(guò)檢查自己的 ARP 緩存，然后進(jìn)行判斷（如果有，可以直接映射；如果無(wú)，可以廣播 ARP 請(qǐng)求包）；

之后檢查數(shù)據(jù)包中的目標(biāo) IP 地址是否與自己的IP地址一致，如果一致，可以發(fā)送 ARP 響應(yīng)，告知 MAC 地址；

當(dāng)源節(jié)點(diǎn)在收到 ARP 響應(yīng)數(shù)據(jù)包后，可以將得到的目標(biāo)主機(jī) IP 地址和 MAC 地址對(duì)映射表項(xiàng)添加至自己的 ARP 緩存中。

ARP協(xié)議工作原理

ARP 攻擊就是通過(guò)偽造 IP 地址和 MAC 地址來(lái)實(shí)現(xiàn) ARP 欺騙，通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)中制造大量的 ARP 通信量使網(wǎng)絡(luò)阻塞，攻擊者只要持續(xù)不斷的發(fā)出偽造的 ARP 響應(yīng)包就能更改目標(biāo)主機(jī) ARP 緩存中的 IP-MAC 條目，造成網(wǎng)絡(luò)中斷或中間人攻擊，因此 ARP 攻擊通常也被稱作ARP欺騙。

盡管ARP攻擊僅能在以太網(wǎng)進(jìn)行且門(mén)檻很低，造成的影響卻很大，比如會(huì)出現(xiàn)斷網(wǎng)攻擊、流量被限、賬號(hào)被盜等情況。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維可以采取ARP防御機(jī)制，比如通過(guò)在交換機(jī)部署網(wǎng)絡(luò)鏡像，抓取可疑數(shù)據(jù)包分析，也可以結(jié)合DHCP偵聽(tīng)、IP源防護(hù)等技術(shù)，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全。

DoS攻擊

TCP 協(xié)議是基于流的方式，面向連接的可靠通信方式，可以在網(wǎng)絡(luò)不佳的情況下降低系統(tǒng)由于重傳帶來(lái)的帶寬開(kāi)銷。

具體來(lái)說(shuō)，TCP連接的建立過(guò)程需要經(jīng)歷三個(gè)步驟，每一步同時(shí)連接發(fā)送端與接收端，俗稱“三次握手”：發(fā)送端發(fā)出SYN包，進(jìn)入SYN_SENT狀態(tài)，表明計(jì)劃連接的服務(wù)器端口以及初始序號(hào)，等待接收端確認(rèn)；

接收端收到SYN包，發(fā)送SYN_ACK，對(duì)發(fā)送端進(jìn)行確認(rèn)，進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)；發(fā)送端收到SYN_ACK包，向接收端發(fā)送ACK，雙方連接建立完成。

TCP三次握手

由于TCP協(xié)議是面向連接的傳輸控制協(xié)議，因此DoS攻擊的主要目的就是使用戶主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)無(wú)法接收或處理外界請(qǐng)求。比如通過(guò)制造大流量的無(wú)用數(shù)據(jù)，造成網(wǎng)絡(luò)擁塞，使被攻擊的主機(jī)無(wú)法和外界正常通信；

• 利用重復(fù)連接缺陷，反復(fù)發(fā)送重復(fù)服務(wù)請(qǐng)求，使其無(wú)法正常處理其它請(qǐng)求；
• 又或利用協(xié)議缺陷，反復(fù)發(fā)送攻擊數(shù)據(jù)，占用主機(jī)或系統(tǒng)資源，導(dǎo)致死機(jī)等。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，DoS（Denial of Service）拒絕服務(wù)攻擊通常使用數(shù)據(jù)包淹沒(méi)本地系統(tǒng)，以打擾或嚴(yán)重阻礙本地的服務(wù)響應(yīng)外來(lái)合法的請(qǐng)求，使本地系統(tǒng)奔潰。

SYN flood 攻擊是最常見(jiàn)的 DoS 攻擊類型。攻擊者將自身 IP 源地址進(jìn)行偽裝，向本地系統(tǒng)發(fā)送 TCP連接請(qǐng)求；

• 本地系統(tǒng)回復(fù)SYN-ACK至偽裝地址，導(dǎo)致本地系統(tǒng)收不到RST消息，無(wú)法接收ACK回應(yīng)，將一直處于半連接狀態(tài)，直至資源耗盡。攻擊者發(fā)送連接請(qǐng)求速度比 TCP超時(shí)釋放資源速度更快，利用反復(fù)連接請(qǐng)求，導(dǎo)致本地服務(wù)無(wú)法接收其它連接。
• 解決SYN flood 的最好方法就是做好防范策略，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)性能管理工具，自動(dòng)篩選可疑數(shù)據(jù)包，縮短 SYN Timeout 時(shí)間，設(shè)置 SYN Cookie，為每一個(gè)請(qǐng)求設(shè)置Cookie，如果短時(shí)間內(nèi)收到某個(gè)IP的重復(fù)SYN報(bào)文，就認(rèn)定為攻擊，拋棄該IP地址。

DNS 攻擊

IP協(xié)議為了將數(shù)據(jù)信息包從原設(shè)備傳送到目的設(shè)備，需要依賴IP地址與IP路由器。IP地址是機(jī)器語(yǔ)言，通常較長(zhǎng)，所以盡管IP地址具有唯一性，但是不方便記憶與使用，人們便在此基礎(chǔ)上發(fā)明了DNS。DNS（Domain Name System）即域名系統(tǒng)，域名通常較短，兼具可讀性與實(shí)用性。由于域名與IP地址呈一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，上網(wǎng)時(shí)只需在地址欄輸入域名，系統(tǒng)會(huì)直接進(jìn)行域名解析，將域名翻譯成IP地址。

在執(zhí)行完域名搜索后，域名服務(wù)器會(huì)保存域名記錄，每條記錄都會(huì)包含域名與IP地址。如果域名服務(wù)器的某條地址被人為修改，那么就可以人為操作用戶的訪問(wèn)地址，這種行為被稱為“域名劫持”?！坝蛎俪帧钡氖甲髻刚呤怯蛎?wù)器提供商，因此目前解決該問(wèn)題的有效方法是棄用或換用域名服務(wù)器。

除“域名劫持”外，還有另外一種常見(jiàn)的DNS攻擊叫做“域名污染”或“域名欺騙”。當(dāng)電腦發(fā)送“域名查詢”至域名服務(wù)器后，域名服務(wù)器會(huì)將回應(yīng)發(fā)送回電腦，發(fā)送請(qǐng)求與接收信息是一個(gè)過(guò)程，中間會(huì)出現(xiàn)時(shí)間差，網(wǎng)絡(luò)攻擊會(huì)在接收信息前，偽造錯(cuò)誤應(yīng)答至電腦，那么該信息即為錯(cuò)誤IP。

安全建議

面對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊，我們除了需要提高安全意識(shí)，積極盡責(zé)地維護(hù)系統(tǒng)，加強(qiáng)防火墻設(shè)置外，還可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析進(jìn)而追溯網(wǎng)絡(luò)攻擊。

通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與解碼分析，掌握網(wǎng)絡(luò)中最細(xì)微的變化，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊的特征值或者行為進(jìn)行有效的告警信息配置，可以快速定位網(wǎng)絡(luò)中的攻擊。

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