浅谈基于校园网拒绝服务攻击的分析及防范

 　　校园网络的建设和普及，给学校的教学和管理、学生的学习生活等多方面带来了极大的方便，并担负着支持全校教学和科研工作的重要职责，然而校园网在网络安全方面并非一方“净土”，从黑客的发展历史看，黑客(入侵者)和校园网络有很深的渊源。 
1拒绝服务(DoS)攻击在校园网内频繁发生的原因
拒绝服务DoS(DenialofService)攻击顾名思义就是使Internet中的受攻击对象(主机、服务器、路由器等网络设备)无法提供或者接受正常服务的一种攻击，典型的DoS攻击中，攻击者向受害者发送大量的数据从而消耗其资源(网络带宽，路由器上的包缓冲区，目标机器的CPU和内存)，从而使用户无法访问所需信息。因此可以说DoS是一种损人不利已的攻击行为。
从拒绝服务攻击的原理可以看出，不管是拒绝服务攻击阶段还是分布式拒绝服务攻击的攻击阶段，都需要很高的网络带宽。而校园网络的宽带和大量主机资源，以及学生的好奇，想在教育网络中进行入侵实验的诸多特点，正好满足拒绝服务攻击的要求，这就是校园网成为拒绝服务攻击的“一方乐土”的重要原因。在比较严重的网络攻击事件中，以校园网为“基地”发起的拒绝服务攻击事件令人印象深刻。最著名的是2002年黑客对Yaho和Ebay等网站发起的拒绝服务攻击，使这些网站的服务一度关闭，据调查，这些攻击就是从校园网络中发起的。
拒绝服务攻击不仅可以利用校园网络为“基地”发起，攻击校园网以外的目标，更多的是攻击校园网内部的目标，特别是在攻击者“练手”的实验阶段。通过调查发现，校园网的入侵方式中拒绝服务攻击最多，危害也最大。由于校园网具有开放、高带宽、多主机等特点，校园网内部网络入侵一般具有以下特征：
·大规模。所谓大规模，一方面是指发动入侵所涉及的网络范围大或者主机数量多，引起的网络流量大，另一方面指入侵形式不是一对一，而是多对一或多对多。
·分布式。所谓分布式入侵是指从多个地点、多台主机发起甚至是联合发起的。
通过上述对校园网络安全特点的分析，我们可以看出校园网具有拒绝服务攻击存在的种种“优势”。古语云“知己知彼，百战不殆”，因此研究拒绝服务攻击对于校园网的安全，具有非常现实l的意义。
2常见的几种拒绝服务拒绝攻击(DoS)
服务拒绝攻击是最容易实施的攻击行为之一，攻击操作方法多种多样，可能是单一的手段，也可能是多种方式的组合利用，DoS：~c击主要包括：
(1)  死亡之ping
由于在早期的阶段，路由器对包的最大尺寸都有限制，许多操作系统对TCP／IP栈的实现在ICMP包上都是规定64KB，并且在对包的标题头进行读取之后，要根据该标题头里包含的信息来为有效载荷生成缓冲区。当产生畸形的，声称自己的尺寸超过ICMP上限的包也就是加载的尺寸超过64KB上限时，就会出现内存分配错误，导致TCP／IP堆栈崩溃，致使接收方死机。
防御方法：现在所有的标准TCP／IP．都已实现对付超大尺寸的包，并且大多数防火墙能够自动过滤这些攻击，包括：从wind0ws98之后的windowsNT(servicepack3之后)、Linux、Solaris和MacOS都具有抵抗一般死亡之ping攻击的能力。此外，对防火墙进行配置，阻断ICMP以及任何未知协议，都能防止此类攻击。
(2)泪滴攻击
泪滴攻击是利用在TCP／IP堆栈中实现信任lP碎片中的包的标题头所包含的信息来实现自己的攻击。对于一些大的lP包，需要对其进行分片传送，这是为了迎合链路层的MTU(最大传输单元)的要求。比如，一个4500字节的lP包，在MTU为1500的链路上传输的时候，就需要分成三个lP包。在lP报头中有一个偏移字段和一个分片标志(MF)，如果MF标志设置为1，则表明这个lP包是一个大lP包的片断，其中偏移字段指出了这个片断在整个lP包中的位置。例如，对一个4500字节的IP包进行分片(MTL为1500)，则三个片断中偏移字段的值依次为：0，1500，3000。这样接收端就可以根据这些信息成功地组装该lP包。
如果一个攻击者打破这种正常情况，把偏移字段设置成不正确的值，即可能出现重合或断开的情况，就可能导致目标操作系统崩溃。这就是所谓的泪滴攻击。防御方法：服务器应用最新的服务包，或者在设置防火墙时对分段进行重组，而不是转发它们。
(3)UDP洪水
各种各样的假冒攻击利用简单的TCP／lP服务，如Chargen和Echo来传送毫无用处的占满带宽的数据。通过伪造与某一主机的Chargen}]~L务之间的一次的UDP连接，回复地址指向开着Echo。服务的一台主机，这样就生成在两台主机之间的足够多的无用数据流，如果足够多的数据流就会导致带宽的服务攻击。
防御方法：关掉不必要的TCP／IP}]~L务，或者对防火墙进行配置阻断来自Internet的这些服务的UDP请求。
(4)SYN洪水
在TCP／IP的连接建立过程中，正常情况下连接双方需要完成从客户向服务器发送的一个SYN请求消息( 论文检测天使-免费论文检测软件http://www.jiancetianshi.com
第一次握手)，服务器同意响应的SYN—ACK(第二次握手)，当客户收到SYN—ACK后，再向服务器发送一个ACK消息(第三次握手)的3次握手过程，一个TCP连接才被建立，在3次握手过程中，服务器需要保持所有未完成的握手信息在有限的内存缓冲区中，如果攻击者不停地向该服务器发送SYN连接请求，而又不向服务器回复ACK信息，内存缓冲区充满了虚假连接的初始信息，该服务器就会对接下来的连接停止响应。防御方法：在防火墙上过滤来自同一主机的后续连接。但是，未来的SYN洪水令人担忧，由于释放洪水并不寻求响应，所以无法从一个简单高容量的传输中鉴别出来。
　　[8]电大学习网.免费论文网[EB/OL]. /d/file/p/2024/0424/fontbr />(5)LAND攻击
LAND攻击利用了TCP连接建立的三次握手过程，通过向一个目标计算机发送一个TCPsYN报文(连接建立请求报文)而完成对目标计算机的攻击。与正常的TCPsYN报文不同的是，LAND攻击报文的源lP地址和目的lP地址是相同的，都是目标计算机的lP地址。这样目标计算机接收到这个sYN报文后，就会向该报文的源地址发送一个AcK报文，并建立一个TcP连接控制结构(TCB)，而该报文的源地址就是自己，因此，这个AcK报文就发给了自己。这样如果攻击者发送了足够多的SYN报文，则目标计算机的TCB可能会耗尽，最终不能正常服务。防御方法：打最新的补丁，或者在防火墙进行配置，将那些在外部接口上入站的含有内部源地址滤掉。
(6)smurf攻击
ICMPECHO请求包用来对网络进行诊断，当一台计算机接收到这样一个报文后，会向报文的源地址回应一个ICMPECHOREPLY。一般情况下，计算机是不检查该ECHO请求的源地址的，因此，如果一个恶意的攻击者把ECHO的源地址设置为一个广播地址，这样计算机在回复REPLY的时候．，就会以广播地址为目的地址，这样本地网络上所有的计算机都必须处理这些广播报文。如果攻击者发送的ECHO请求报文足够多，产生的REPLY广播报文就可能把整个网络淹没。这就是所谓的smurf攻击。除了把EcHO报文的源地址设置为广播地址外，攻击者还可能把源地址设置为一个子网广播地址，这样，该子网所在的计算机就可能受到影响。防御方法：为了防止黑客利用你的网络攻击他人，关闭外部路由器或防火墙的广播地址特性。为防止被攻击，在防火墙上设置规则，丢弃掉ICMP包。
(7)Fraggle攻击
Fraggle攻击是对Smurf攻击作了简单的修改，使用的是UDP应答消息而~-ICMP．防御方法：在防火墙上过滤掉UDP应答消息。
(8)电子邮件炸弹
电子邮件炸弹是最古老的匿名攻击之一，通过设置一台机器不断的大量的向同一地址发送电子邮件，攻击者能够耗尽接受者网络的带宽。防御方法：对邮件地址进行配置，自动删除来自同一主机的过量或重复的消息。
(9)畸形消息攻击
各类操作系统上的许多服务都存在此类问题，由于这些服务在处理信息之前没有进行适当正确的错误校验，在收到畸形的信息时可能会崩溃。防御方法：打上最新的服务补丁。
(10)分布式拒绝服务攻击(distributed denialofservice，DDoS)
DDoS攻击是网络攻击中最有害的攻击之一，它是在传统的DoS攻击基础之上产生的一类攻击方式，单一的DoS攻击一般采用一对一的方式，如果用一台攻击机不能起到作用的话，攻击者就使用10台、1OO台……攻击机同时产生攻击，最终导致被攻击的机器无法及时处理请求。
一个比较完善的DDoS攻击体系可分成四部分：黑客、控制机、代理攻击机、被攻击目标。在攻击时先由黑客入侵并控制大量的主机从而取得控制权，使他们成为控制机和攻击机，然后在这些被入侵的主机中安装DDos攻击程序，并利用这些被控制的代理攻击机对攻击目标发起DDoS攻击，从而成倍地增加了攻击的威力。
3．结语
虽然拒绝服务攻击是一种技术含量低、容易实施的攻击行为，但是它的攻击效果明显而且相当难以防范，因此防范工作至关重要，总的来说应从合理配置路由器的控制流量、科学部署防火墙保护内部网络、及时升级系统软件和应用软件、安装NIDS、建立与防火墙联动体系等多方面入手，将拒绝服务攻击的危害降到最低。
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