近日，內容分發(fā)網絡（CDN）運營商Akamai表示，一種使網站快速癱瘓的DDoS放大攻擊新方法正在被不法分子所利用。這種方法是通過控制數量巨大的中間設備（middlebox，主要是指配置不當的服務器），可以將大量垃圾數據快速放大到之前無法想象的規(guī)模。
這些中間設備大多未遵循傳輸控制協議規(guī)范——在建立連接之前，這種規(guī)范需要三方握手，這個握手過程包括客戶端發(fā)送SYN數據包、服務器發(fā)送SYN+ACK響應以及客戶端發(fā)送用于確認的ACK數據包。
由于ACK確認數據包必須來自合法用戶，而不是欺騙目標IP地址的攻擊者，這種握手機制會阻止基于TCP的應用程序被用作放大器。但是考慮到需要處理非對稱路由，這類中間設備有意放棄了這一要求。這就使得攻擊者可以通過放大手法提高攻擊力，實施更具破壞力的DDoS攻擊活動。
隱藏的武器庫
去年8月，馬里蘭大學和科羅拉多大學博爾德分校的研究人員發(fā)表的研究結果表明，攻擊者有能力利用這數十萬個中間設備發(fā)動最嚴重的分布式拒絕服務（DDoS）攻擊。攻擊者使用DDoS向網站發(fā)送流量或超出服務器處理能力的垃圾數據，從而使其拒絕向合法用戶提供服務。DDoS類似以前的這種惡作劇——將更多電話轉到電話線不夠處理的比薩店。
為了盡量加大損害并節(jié)省資源，DDoS攻擊者常常通過放大手法提高攻擊力。放大攻擊的原理是，欺騙目標的IP地址，并向用于解析域名、同步計算機時鐘或加快數據庫緩存的配置不當的服務器發(fā)送數量較少的數據。由于服務器自動發(fā)送的響應比請求大幾十倍、幾百倍甚至幾千倍，所以這種自動響應讓受騙的目標不堪重負。
研究人員表示，他們發(fā)現的至少10萬個中間設備超過了DNS服務器的放大倍數（約54倍）和網絡時間協議服務器的放大倍數（約556倍）。他們發(fā)現使用memcached來放大流量的數百臺服務器，會產生比上述配置不當的服務器更高的倍數放大流量。memcached用于加速網站的數據庫緩存系統，可以將流量增加驚人的51000倍。
研究人員當時表示，他們沒有證據表明中間設備DDoS放大攻擊在外面被大肆使用，但預計這一天早晚會到來。近日，Akamai研究人員表示，他們已檢測到多起DDoS攻擊就采用這種方式來使用中間設備，其攻擊峰值流量達到11Gbps，每秒150萬個數據包。雖然與最大規(guī)模的DDoS相比是小巫見大巫，但兩個研究團隊都預測：隨著DDoS攻擊者開始優(yōu)化攻擊，并找到更多可以被濫用的中間設備，攻擊規(guī)模會變得更大。
去年8月發(fā)表研究論文的首席研究員Kevin Bock表示，DDoS攻擊者有強烈的動機來重現其團隊理論上推測的攻擊。在Akamai的檢測中發(fā)現，一個中間設備收到了帶33字節(jié)有效載荷的SYN數據包，返回了2156字節(jié)的回復。也就是說，放大倍數是65，但這種放大攻擊手法大有潛力可挖。
Akamai研究人員表示：
TCP容量耗盡攻擊以前需要攻擊者訪問大量機器和大量帶寬，通常需要功能非常強大的機器，擁有高帶寬連接和源頭欺騙功能或僵尸網絡。這是由于在此之前，TCP協議方面沒有受到嚴重的放大攻擊；少量放大是有可能，但被認為幾乎忽略不計，至少與針對UDP的放大攻擊相比不值一提。
如果想把SYN洪水攻擊與容量耗盡攻擊結合起來，就需要1:1的攻擊帶寬量，通常向受害者發(fā)送填充的SYN數據包這種流量。中間設備攻擊放大的出現顛覆了長期以來對TCP攻擊的這番認識。現在，從容量耗盡攻擊的角度來看，攻擊者在一些情況下只需要1/75的帶寬量，攻擊者就能免費獲得SYN、ACK或PSH+ACK洪水流量。
攻擊從未停歇
Akamai遇到的另一個中間設備由于未知原因使用自己的多個SYN數據包來響應SYN數據包。遵循TCP規(guī)范的服務器不應該以這種方式響應。更糟糕的是，該中間設備完全忽略了受害者發(fā)送的RST數據包，這些數據包本該終止連接。
另外令人擔憂的是，Bock的研究團隊發(fā)現，一些中間設備在收到含有RST的任何其他數據包時做出響應。這會造成無休止的數據包風暴。Akamai還附上一段演示，展示了攻擊者攻擊基于TCP服務的特定端口時出現的破壞。
Akamai解釋，這些發(fā)送到TCP應用程序/服務的SYN數據包會導致該應用程序試圖用多個SYN+ACK數據包進行響應，并保持TCP會話開放，等待三方握手的其余過程。由于每個TCP會話都處于這種半開放狀態(tài)，系統會消耗套接字，反過來會消耗資源，最終資源完全耗盡。
遺憾的是，普通的最終用戶無法阻止DDoS放大手法被利用。同時，在許多情況下，中間設備運營方重新配置其設備是不可能的。網絡防御者必須改變其過濾和響應數據包的方式。
