DoS攻击有许多种类,主要有Land攻击、死亡之ping、泪滴、Smurf攻击及SYN洪水等。
据统计,在所有黑客攻击事件中,syn洪水攻击是最常见又最容易被利用的一种DoS攻击手法。
1攻击原理
要理解SYN洪水攻击,首先要理解TCP连接的三次握手过程(Three-wayhandshake)。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=i)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=i+1 ),同}Jj’自己也发送一个SYN包((SYN j)}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十ACK包,向服务器发送确认包ACK(ACK=j+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,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:
半连接:收到SYN包而还未收到ACK包时的连接状态称为半连接,即尚未完全完成三次握手的TCP连接。
半连接队列:在三次握手协议中,服务器维护一个半连接队列,该队列为每个客户端的SYN包(SYN=i )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:表示半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。有时也称半连接存活时间为Timeout时间、SYN_RECV存活时间。
上面三个参数对系统的TCP连接状况有很大影响。
SYN洪水攻击属于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。从图4-3可看到,服务器接收到连接请求(SYN=i )将此信息加入未连接队列,并发送请求包给客户( SYN=j,ACK=i+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。过程如下:
攻击主机C(地址伪装后为C')-----大量SYN包---->彼攻击主机
C'<-------SYN/ACK包----被攻击主机
由于C’地址不可达,被攻击主机等待SYN包超时。攻击主机通过发人量SYN包填满未连接队列,导致正常SYN包被拒绝服务。另外,SYN洪水攻击还可以通过发大量ACK包进行DoS攻击。
2.传统算法
抵御SYN洪水攻击较常用的方法为网关防火墙法、中继防火墙法和SYNcookies。为便于叙述,将系统拓扑图简化为图4-4。图中,按网络在防火墙内侧还是外侧将其分为内网、外网(内网是受防火墙保护的)。其次,设置防火墙的SYN重传计时器。超时值必须足够小,避免backlog队列被填满;同时又要足够大保证用户的正常通讯。
(1) 网关防火墙法
网关防火墙抵御攻击的基本思想是:对于内网服务器所发的SYN/ACK包,防火墙立即发送ACK包响应。当内网服务器接到ACK包后,从backlog队列中移出此半连接,连接转为开连接,TCP连接建成。由于服务器处理开连接的能力比处理半连接大得多,这种方法能有效减轻对内网服务器的SYN攻击,能有效地让backlog队列处于未满状态,同时在重传一个未完成的连接之前可以等待更长时间。
以下为算法完整描述:
第一步,防火墙截获外网客户端发向内网服务器SYN数据包,允许其通过,抵达内网服务器。同时在连接跟踪表中记录此事件
第二步,防火墙截获服务器发向客户端的SYN/ACK响应包,用连接跟踪表中记录的相应SYN包匹配它
第三步,防火墙让截获的SYN/ACK继续进行(发向客户端)。同时,向内网服务器发送ACK包。这样,对服务器来说,TCP连接三次握手已经完成。系统在backlog队列中删掉此半连接
第四步,看此TCP连接是否有效,相应产生两种解决方法。如果客户端的连接尝试是有效的,那么防火墙将接到来自客户端的ACK包,然后防火墙将它转发到服务器。服务器会忽略这个冗余的ACK包,这在TCP协议中是允许的
如果客户端的IP地址并不存在,那么防火墙将收不到来自客户端的ACK包,重转计时器将超时。这时,防火墙重传此连接
(2) 中继防火墙法
中继防火墙抵御攻击的思想是:防火墙在向内网服务器发SYN包之前,首先完成与外网的三次握手连接,从而消除SYN洪水攻击的成立条件。
以下为算法完整描述:
第一步,防火墙截获外网客户端发向内网服务器SYN数据包
第二步,防火墙并不直接向内网发SYN数据包,而是代替内网服务器向外网发SYNIACK数据包
第三步,只有接到外网的ACK包,防火墙向内网发SYN包
第四步,服务器应答SYN/ACK包
第五步,防火墙应答ACK包
(3) 分析
首先分析算法的性能,可以看出:为了提高效率,上述算法使用了状态检测等机制(可通过本系统的基本模块层得以实现)
对于非SYN包(CSYN/ACK及ACK包),如果在连线跟踪信息表未查找到相应项,则还要匹配规则库,而匹配规则库需比较诸多项(如IP地址、端口号等),花费较大,这会降低防火墙的流量。另外,在中继防火墙算法中,由于使用了SYN包代理,增加了防火墙的负荷,也会降低防火墙的流量。
其次,当攻击主机发ACK包,而不是SYN包,算法将出现安全漏洞。一般地,TCP连接从SYN包开始,一旦 SYN包匹配规则库,此连接将被加到连接跟踪表中,并且系统给其60s延时。之后,当接到ACK包时,此连接延时突然加大到3600s。如果,TCP连接从ACK包开始,同时此连接未在连接跟踪表中注册,ACK包会匹配规则库。如匹配成功,此连接将被加到连接跟踪表中,同时其延时被设置为3600s。即使系统无响应,此连接也不会终止。如果攻击者发大量的ACK包,就会使半连接队列填满,导致无法建立其它TCP连接。此类攻击来自于内网。因为,来自于外网的ACK包攻击,服务器会很快发RST包终止此连接(SOs>。而对于内网的外发包,其限制规则的严格性要小的多。一旦攻击者在某时间段内从内网发大量ACK包,并且速度高于防火墙处理速度,很容易造成系统瘫痪。
(4) SYN cookies
Linux支持SYN cookies,它通过修改TCP协议的序列号生成方法来加强抵御SYN洪水攻击能力。在TCP协议中,当收到客户端的SYN请求时,服务器需要回复SYN-SACK包给客户端,客户端也要发送确认包给服务器。通常,服务器的初始序列号由服务器按照一定的规律计算得到或采用随机数,但在SYN cookies中,服务器的初始序列号是通过对客户端IP地址、客户端端口、服务器IP地址和服务器端口以及其他一些安全数值等要素进行hash运算,加密得到的,称之为cookie。当服务器遭受SYN攻击使得backlog队列满时,服务器并不拒绝新的SYN请求,而是回复cookie(回复包的SYN序列号)给客户端,如果收到客户端的ACK包,服务器将客户端的ACK序列号减去1得到。cookie比较值,并将上述要素进行一次hash运算,看看是否等于此cookie。如果相等,直接完成三次握手(注意:此时并不用查看此连接是否属于backlog队列)。
青藤云安全是主打 “自适应安全” 理念,专注在 “主机安全” 的安全初创公司。2014年成立至今,青藤云安全分别在2015年和2018年拿下了6000万的A轮以及2亿元的B轮融资,并连续三年(2017~2019)作为唯一中国厂商入选Gartner云工作负载保护平台市场指南。
2018年对于青藤云安全而言是关键的一年。除了B轮融资到位外,青藤云安全在9月还正式发布了其首个重量级平台产品—— 青藤万相·主机自适应安全平台 。万相以承载业务的工作负载流为核心,对主机上的资产、状态、关键活动等进行感知,并生成安全指标,用于持续分析和风险发现,且适配物理机、虚拟机和云环境。11月,青藤云安全还和腾讯安全正式达成战略合作,作为可选安全组件(天眼云镜)出现在腾讯云的私有云标准方案中。
更多认可:以主机agent的形式来做安全
青藤云安全虽然是安全初创企业,但也有了4年多的 历史 。让张福引以为傲,也最让他放心不下的,是青藤云安全选择的这条技术路线,即不以流量分析为主,而是通过在物理主机安装轻量级agent的形式,选择这样一个位置来做安全。
青藤万相核心架构
自适应安全架构的四个能力象限,预测-检测-防御-响应,青藤云安全看准的 “检测” 能力。但和目前主流的检测思路不同,扎根于 “攻防理念” 的思路因缺乏足够深度和全面的可见性,对自身和攻击的理解都不足。如果要足够清晰、准确的认识自身、攻击及其带来的影响,张福认为,需要足够扎实的感知能力作为支撑。而实现此的技术方式,就是在物理主机上安装agent,以此为 “据点” 收集信息。己方的、敌方的,以及攻击者试图抹除的。
但从客户的角度,担忧也很明显。主机agent的形式,虽然安全离威胁近了,但安全离业务也近了。如果安全产品成熟度不够,出现了问题,导致了业务系统受到负面影响甚至服务中断,那么客户的安全或IT负责人,必不可少要承担更多的责任。
可以看到,安全工作中的平衡,体现在方方面面。
2018年,客户的反馈,以及业界对基于主机的产品形态的跟进,张福坦言,让他轻松了许多。
先说客户。客户对这种形式的顾虑,从2018年大量的反馈来看,张福认为已经开始减少。这个转变,得益于数字化转型的趋势,让客户越来越认识到云化后安全对于业务的重要性。
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之前更多是合规市场,满足基线即可。同时,因为业务系统的开放性相对较弱,所以给对手留下的攻击面也小很多。但上云后,一切都不一样了。安全对业务的支撑和影响变得更加重要,对更好的安全能力,而不只是部署了哪些产品的需求,更加强烈。
无疑,从主机这个离(业务)数据、威胁都更近的的位置来做安全,效果会比纯粹的流量检测更好。这也满足了客户的需求。而青藤云安全对产品成熟度的追求,以及产品部署后持续维护、改进的大量投入,则最大程度减少了客户对 “可能给业务系统造成负面影响” 的忧虑。
而这两点,也是张福认为,除了技术思路外,自身产品能力重要的优势所在。
这两个重要优势,张福认为也得益于另一个点,就是青藤云安全的产品打磨思路。据张福介绍,青藤云安全的产品从研发到销售,不是传统厂商等产品足够成熟后再寻找客户的思路,而是在初具雏形时就会在国内寻找愿意尝试新的技术思路、有一定程度容错能力的客户,通过产品在客户的真实IT环境中,不断进行产品成熟度的打磨。例如招商银行、平安 科技 ,据张福介绍,都是自身安全实践和理解都走在比较靠前的两个青藤云安全的重要客户。
再谈谈业界。
众所周知,青藤云安全连续多年在Gartner的云工作负载保护平台市场指南榜上有名,对业内的技术趋势青藤云安全也一直跟的很紧。对青藤而言,业界的主流产品形态的改变,意味着对青藤云安全的技术路线选择的一种印证。
张福表示,近两年的行业会议,RSA、ISC等,EDR的崛起,特别是如CrowdStrike等厂商,依托主机侧轻量级代理的的形式实现的入侵检测和响应能力,正逐渐成为业界厂商的主流思路。
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从产品角度,主机安全不应是一系列产品,而是一个核心做安全的位置。就像网络安全这四个字,有一层重要含义,就是在网络层来做安全。主机安全,业界目前的主流思路和我们一致,就是要通过在主机上安装agent来做。而且,可以看到,安全能力正在从传统的网络侧移向主机侧,通过 ‘位置’ 的改变,实现能力的跨越式提升。这个趋势已经可以明显的感受到。这会是整个产业的一个大升级。
2018年,青藤云安全发布了其重要的平台级产品 “万相”,在产品成熟度、客户和业界的接受度上,张福认为已经达到了预期;2019年,张福表示,首先,要基于“万相”这个平台,在产品能力上有所提升,真正解决客户问题。比如说弱口令的发现,这个需求看似很简单,而且有多家扫描器支持,但是实际情况是因为服务器对口令尝试频率的限制,效果并不好。但是如果通过主机agent做类似“白盒”的底层解析,不仅效率高,而且能够查出之前大量的漏报。
之后,就是新产品的方向。
青藤云安全不是销售导向的公司,所以张福始终认为做产品要“克制”,要谨慎,并且多年持续投入打造产品的准备。
上一个系列,青藤云安全的产品能力倾向感知或者说威胁发现;下一个,张福目前有两个计划,一是补足感知之后的分析能力,二是基于主机agent技术的积累,扩充一个安全场景。
新能力:攻击回溯与容器安全
先介绍要补充的分析能力。
青藤云安全最新发布的 青藤星池·大数据分析平台 ,定位在攻击场景的回溯分析,是青藤云安全威胁感知能力的延伸。
青藤云安全之前在威胁感知有多年的积累,其万相平台的 “资产清点、漏洞发现、入侵检测等“ 能力是典型代表。有了这些积累,下一步,张福认为,要补充分析能力。用张福的话说,是根据这些感知能力提供的线索,把整个攻击的过程回溯出来。
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一旦发生安全事件,客户高层第一时间关心的并不会是谁攻击了我,或是他怎么进来的,而是我损失了什么。因为视损失的内容,后续的处置,包括问责、惩罚等,都可大可小。更严重的是,攻击者是否已经窥探、甚至拿到了一些高敏感数据。这些问题,之前大量的安全产品都是回答不了的,因为缺乏视野。主机上的agent,我认为是必备基础。
简单理解,和攻击溯源的目的不同,“星池”是利用大数据分析的相关技术,还原整个攻击链,特别是从客户资产的角度,记录攻击者的行为轨迹,明确客户的损失。
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不仅要能快速、准确的发现攻击,也要高效地搞清来龙去脉,从感知到分析,对于青藤这是重要的能力延展。未来,我们还会融入处置响应的能力。实现安全闭环,才能更好的帮助客户提升安全能力。当然,这个闭环青藤不一定都要自己做,我们是非常开放而且看重合作的。青藤只做我们认为客户缺失的(能力),是要让客户的安全能力达到应有的高度,而不是抢市场,重复解决问题,甚至劣币驱逐良币。
容器安全是另一个新场景。
张福认为,容器是云计算的未来。国内很多互联网、金融行业的客户,都在快速拥抱容器。可以预见,容器将会很快成为主流的基础设施形态。
容器是一个新技术,而且使用便捷,但不代表安全问题就会少。张福表示,从云主机到容器,安全问题反而是有增无减,因为目前开发者更多还是在容器功能性上的完善。比如容器镜像的后门问题,几乎没有有效可靠的检测方法。反观业界,专注容器安全的厂商并不多;同时,思路几乎都是基于容器间的流量分析来做,像是传统的IPS放在容器这个形态下。但只是这样,张福认为能力深度并不够。
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青藤做容器安全是很天然的,因为我们四年多的积累都在主机侧,80%以上的技术经过对容器的重新适配后都可以复用。
据了解,青藤云安全的 容器安全产品“蜂巢” ,只需要在承载容器的物理机上安装agent,就可以将安全能力做到容器内进程行为的深度;同时在管理上,“蜂巢”可以在万相平台上进行统一管理,方便客户将安全能力和策略随着业务在各形态间迁移。
张福表示,客户在使用容器的时候就已经在考虑安全问题了,这是之前做安全不具备的条件。青藤云安全的核心是保证工作负载(workload)的安全,无论它的形态是怎样。主机agent的形式,张福认为在容器这个场景下也是有足够优势和独特竞争力的。后续,也会把容器间的流量分析作为补充能力加入,成为一个综合性产品。
不可否认,目前,容器安全在中国还是早期市场。所以,对于“蜂巢”,青藤云安全的思路更多还是进行开放行的测试,为后续产品化的过程做铺垫。
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首先,‘蜂巢’ 会支持应用较为广泛的开源容器,比如docker、国内的灵雀云,并开放给在容器的应用走在前面,有大量应用场景而且愿意和我们合作的客户,帮助我们不断的改进,一起成长。这也是产品化过程所必须要有的投入,我们的目标是在3-4年后,成为容器安全领域的领先者。
等保20:云安全合规解读
此外,作为国内的安全企业,青藤云安全也必须要足够重视合规的市场需求,特别是在5月13日正式发布等级保护20一系列标准后。
云计算系统网络架构是扁平化的,业务应用系统与硬件平台松耦合。所以,首先,在云计算系统边界划分上,存在两个典型场景:一是业务应用不独占硬件物理资源的情况,定级系统的边界应划在虚拟边界处;二是业务应用对应的系统模块存在相对独立的底层服务和硬件资源,系统边界划分到硬件物理设备上。
其次是在安全责任及定级方面。程度认为,要综合考虑被测系统是云计算平台还是业务应用系统,以及被测系统的服务模式,来判断不同的安全责任。
此外,在定级过程中还需注意下面4点:
1 云计算平台安全保护等级,原则上不低于其承载的业务系统的安全保护等级。
2 国家关键信息基础设施(重要云计算平台)的安全保护等级应不低于第三极。
3 在云计算环境中,应将云资源平台作为单独定级对象,云租户侧的等级保护对象也应作为单独的定级对象定级。
4 对于大型云计算平台,应将云计算基础设施和有关辅助服务系统划分为不同的定级对象。
在建设整改方面,云等保中增加了虚拟化、云管理平台、镜像文件等云计算独有内容,并强调安全能力在云平台建设中的集成。在平台内部,强调通讯加密与认证、动态监测预警、快速应急响应能力建设、安全产品合规等能力要求。
据了解,青藤云安全已经推出针对云等保20中安全计算环境部分的解决方案,覆盖通用要求中身份鉴别、访问控制、安全审计、入侵防范、恶意代码防范,以及资源控制六个部分。
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先看下他们的概念:云服务器(云主机),是在一组集群服务器商虚拟出多个类似独立服务器的部分,集群中每个服务器上都有该云服务器的一个镜像。形象地讲,集群服务器犹如一个大型的公共停车场,而云服务器的使用,则是卖给了你停车的权利。
独立服务器,顾名思义是拥有整台服务器的所有软硬件资源,可以自行分配与实行多种网络功能服务。讲人话就是你拥有了一台高性能高稳定性的电脑。独立服务器更像是一个私人车库,专属性强,自己单独占有。
性能:
云服务器的使用可以说是按需分配,有较大的d性,增减资源速度较快,但是由于云服务器的资源都是共享的,因此当用户都增加流量使用时,云服务器的性能将会严重下降,用户将面临“公共停车场堵车”的局面。
独立服务器则是按照用户的实际需求进行配置,不受其他用户行为的影响,保证用户 *** 作每时每刻都能获得满足。用户只需在初次租用时确定好自己私人车库的“大小”,之后便能够随时使用,不受其他人干预。
成本:
云服务器具有高性价比,支持包年包月或按量计费,满足不同需求,无需服务器网络和硬件等维护,0 成本运维。同时具有地理优势、特别的性能特点、额外服务如DBMS、负载均衡器、及最重要的灵活性等。
物理服务器除租用或购买服务器的费用外,还需要购买数据中心空间、带宽及其它许多运营支持系统。需要专业人员负责机器运维,成本高。
安全性:
云服务器是由集群服务器共同虚拟出来的部分,因此除非该集群内所有服务器都出现问题,云服务器才有可能无法访问,有较好稳定性。云服务器的安全性也是不用担心的,国内云服务器比如磐石云就很好。免费提供 DDoS 防护、木马查杀、防暴力破解等服务,可轻松实现多用户对多服务器的访问控制。
物理服务器更加注重数据安全性,用户的私人数据均能够安全地存储在自己的服务器中,表面上如同关上了自家车库大门,其他人便很难偷窥,其实也是接入到网络之中,同样存在数据丢失风险。当然如果企业自身技术不到位,不能做好有效的安全防范,其安全性甚至比云服务器更低。独立服务器的稳定性则与机器硬件、机房稳定性有关,一般情况下的故障率几乎为零。
需求:
云服务器价格适中,一次性投入较低,适用于资金运转较为紧缺、对数据安全性要求不高的小微型企业,能够满足基本的网络需求。用户交上停车费,便可以将车停入这公共停车场中,门槛较低。
物理服务器的使用由于具有排他性,所需资金较高(不仅仅是硬件的费用,还有好多后续费用,前面成本分析中已经说过)如果没有特殊功能需求,不建议选择。
伴随着互联网的发展与进步,企业的生命周期越来越短,很多企业从物理服务器转移到了云服务器的上,降低其运营成本。
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