SYN攻击原理与检测

安全 黑客攻防
SYN攻击是通过TCP缺陷进行的一种DOS攻击方式,它不仅可以影响主机,还可以对路由等网络系统产生危害。本文就通过讲述SYN攻击的原理,使管理员能够更好的对其进行检测与防范。

SYN攻击是黑客攻击中最常见的一种攻击方式,SYN攻击非常容易被使用,并且通过结合蠕虫病毒能够产生更大的破坏力。就如同一句老话:想要批判它,先要了解它。为了能够防御SYN攻击,管理员们应当理解SYN攻击原理是什么,并且对服务器进行检测。

一、TCP握手协议

在TCP/IP协议中,TCP协议提供可靠的连接服务,采用三次握手建立一个连接。

第一次握手:建立连接时,客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;

第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;

第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。

完成三次握手,客户端与服务器开始传送数据,在上述过程中,还有一些重要的概念:

未连接队列:在三次握手协议中,服务器维护一个未连接队列,该队列为每个客户端的SYN包(syn=j)开设一个条目,该条目表明服务器已收到SYN包,并向客户发出确认,正在等待客户的确认包。这些条目所标识的连接在服务器处于Syn_RECV状态,当服务器收到客户的确认包时,删除该条目,服务器进入ESTABLISHED状态。

Backlog参数:表示未连接队列的最大容纳数目。

SYN-ACK 重传次数 服务器发送完SYN-ACK包,如果未收到客户确认包,服务器进行首次重传,等待一段时间仍未收到客户确认包,进行第二次重传,如果重传次数超过系统规定的最大重传次数,系统将该连接信息从半连接队列中删除。注意,每次重传等待的时间不一定相同。

半连接存活时间:是指半连接队列的条目存活的最长时间,也即服务从收到SYN包到确认这个报文无效的最长时间,该时间值是所有重传请求包的最长等待时间总和。有时我们也称半连接存活时间为Timeout时间、SYN_RECV存活时间。

二、SYN攻击原理

SYN攻击属于DOS攻击的一种,它利用TCP协议缺陷,通过发送大量的半连接请求,耗费CPU和内存资源。SYN攻击除了能影响主机外,还可以危害路由器、防火墙等网络系统,事实上SYN攻击并不管目标是什么系统,只要这些系统打开TCP服务就可以实施。服务器接收到连接请求(syn=j),将此信息加入未连接队列,并发送请求包给客户(syn=k,ack=j+1),此时进入SYN_RECV状态。当服务器未收到客户端的确认包时,重发请求包,一直到超时,才将此条目从未连接队列删除。配合IP欺骗,SYN攻击能达到很好的效果,通常,客户端在短时间内伪造大量不存在的IP地址,向服务器不断地发送syn包,服务器回复确认包,并等待客户的确认,由于源地址是不存在的,服务器需要不断的重发直至超时,这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列,正常的SYN请求被丢弃,目标系统运行缓慢,严重者引起网络堵塞甚至系统瘫痪。

三、SYN攻击工具

了解了SYN攻击原理,实现起来非常的简单,互联网上有大量现成的SYN攻击工具。

Windows系统下的SYN工具:

以synkill.exe为例,运行工具,选择随机的源地址和源端囗,并填写目标机器地址和TCP端囗,激活运行,很快就会发现目标系统运行缓慢。如果攻击效果不明显,可能是目标机器并未开启所填写的TCP端囗或者防火墙拒绝访问该端囗,此时可选择允许访问的TCP端囗,通常,Windows系统开放tcp139端囗,UNIX系统开放tcp7、21、23等端囗。

四、检测SYN攻击

检测SYN攻击非常的方便,当你在服务器上看到大量的半连接状态时,特别是源IP地址是随机的,基本上可以断定这是一次SYN攻击。我们使用系统自带的netstat 工具来检测SYN攻击:

# netstat -n -p TCP tcp 0  0 10.11.11.11:23124.173.152.8:25882  SYN_RECV - tcp 0

0 10.11.11.11:23236.15.133.204:2577  SYN_RECV - tcp 0  0

10.11.11.11:23127.160.6.129:51748  SYN_RECV - tcp 0  0

10.11.11.11:23222.220.13.25:47393  SYN_RECV - tcp 0  0

10.11.11.11:23212.200.204.182:60427 SYN_RECV - tcp 0  0

10.11.11.11:23232.115.18.38:278 SYN_RECV - tcp 0  0

10.11.11.11:23239.116.95.96:5122SYN_RECV - tcp 0  0

10.11.11.11:23236.219.139.207:49162 SYN_RECV - ...

上面是在LINUX系统中看到的,很多连接处于SYN_RECV状态(在WINDOWS系统中是SYN_RECEIVED状态),源IP地址都是随机的,表明这是一种带有IP欺骗的SYN攻击。

我们也可以通过下面的命令直接查看在LINUX环境下某个端囗的未连接队列的条目数:

#netstat -n -p TCP   grep SYN_RECV   grep :22   wc -l 324

显示TCP端囗22的未连接数有324个,虽然还远达不到系统极限,但应该引起管理员的注意。
 

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责任编辑:张启峰 来源: 中国IT实验室
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