分析DOS攻擊可能的原因與預(yù)防

關(guān)于安全的3個(gè)最核心的元素CIA，也就是：

Confidentiality（保密性）：信息只能被授權(quán)的人查閱。

Integrity（完整性）：信息沒有被意外地修改。

Availability（有效性）：信息或者資源在需要的時(shí)候，總是可以使用的。

不同的產(chǎn)品對(duì)有效性的要求是不一樣的，有的要求3個(gè)9，有的要求4個(gè)9。一個(gè)產(chǎn)品的可用性對(duì)客戶的影響非常大，如果服務(wù)經(jīng)常不可以使用，客戶將可能選擇其他產(chǎn)品。可用性對(duì)一個(gè)系統(tǒng)來說是十分關(guān)鍵的，如果一個(gè)系統(tǒng)經(jīng)常不可用，就像12306那樣，你會(huì)覺得很郁悶，客戶也會(huì)覺得很郁悶。本片文章著重分析和總結(jié)了幾種導(dǎo)致DOS的原因，作為參考。

DOS產(chǎn)生的主要原因有以下幾種：

1系統(tǒng)存在耗資源的操作，包括內(nèi)存和CPU以及帶寬

當(dāng)一個(gè)操作需要消耗大量的CPU或者內(nèi)存的時(shí)候，首先需要想的是：是否有其他不需要耗費(fèi)這么多資源的方法可以實(shí)現(xiàn)？如果有則是最好的啦。如果沒有，需要注意這個(gè)操作是那些角色可以操作？是內(nèi)部接口還是外部接口？誰可以觸發(fā)這個(gè)操作？如何避免被一般用戶出發(fā)這個(gè)操作？

舉個(gè)例子：一個(gè)搜索的頁面，對(duì)于用戶來說，可以設(shè)置每個(gè)頁面顯示多少條記錄。某些別有用心的用戶可能會(huì)嘗試修改一個(gè)頁面顯示的最大記錄數(shù)為一個(gè)很大的值，例如：10000。如果在服務(wù)器端沒有控制好，通過了驗(yàn)證，而且系統(tǒng)確實(shí)有大量的數(shù)據(jù)，這樣的查詢是非常耗資源的。也許你會(huì)認(rèn)為10000條記錄沒什么，那么，如果修改為1000，000呢？

2使用共享資源的操作，容易導(dǎo)致死鎖

現(xiàn)在的系統(tǒng)都是并發(fā)量很大的系統(tǒng)，而一個(gè)系統(tǒng)又難免會(huì)有一些資源是共享的，如果系統(tǒng)存在一個(gè)線程需要使用2個(gè)共享的資源，在其他線程也需要使用這些資源，就有可能導(dǎo)致死鎖，進(jìn)而使得系統(tǒng)停止工作。而且，這樣的問題還非常難以調(diào)查具體的原因，貌似程序運(yùn)行的很好，其實(shí)，很多功能都已經(jīng)停止工作。監(jiān)控程序也可能漏掉這樣的監(jiān)控。所以，其危害比較大。

因此，在使用共享資源時(shí)，應(yīng)該盡量減少保持的時(shí)間，用完快速釋放。必須要同時(shí)使用多個(gè)資源時(shí)，必須保證以同樣的順序使用，最好是能夠封裝在一個(gè)API之內(nèi)，統(tǒng)一處理。另外，一些系統(tǒng)的API也有可能會(huì)導(dǎo)致阻塞，在調(diào)用可能導(dǎo)致阻塞的API之前，必須保證不上鎖任何資源。例如：訪問數(shù)據(jù)庫有可能會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)庫服務(wù)器的原因?qū)е伦枞?，這時(shí)，就可以采用先訪問數(shù)據(jù)庫，得到數(shù)據(jù)之后，再使用共享資源進(jìn)行下一步操作。當(dāng)然，最好的方法還是通過設(shè)計(jì)盡量避免在同一個(gè)線程里同時(shí)訪問多個(gè)共享資源。

3緩沖區(qū)溢出

緩沖區(qū)溢出是一個(gè)眾所周知的導(dǎo)致程序不可用的原因。其危害性，不用說，可能大多說的C/C++c程序員也都知道，也都對(duì)峙耿耿于懷。其避免方法也很簡(jiǎn)單，通過有效的inputvalidation避免其發(fā)生，這一點(diǎn)很難做到。不過，還有另外一個(gè)比較好的方法就是：使用安全的庫是最好的方法，例如：STL，Safe C。

4內(nèi)存泄漏

使用C/C++語言編程時(shí)，需要使用malloc/free和new/delete分配和釋放內(nèi)存。很容易犯的錯(cuò)誤就是：分配和釋放不匹配：例如使用new分配，使用free釋放，這樣會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

重復(fù)釋放：例如new 分配一塊內(nèi)存之后，delete兩次，

這樣會(huì)導(dǎo)致程序crash。

不正確地釋放：使用new []分配內(nèi)存，使用delete釋放，這樣會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

對(duì)于一些客戶端程序來說，一點(diǎn)內(nèi)存泄漏可能結(jié)果不是很嚴(yán)重。但是，對(duì)于后臺(tái)程 序來說，一點(diǎn)點(diǎn)的內(nèi)存泄漏，都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的Crash。因?yàn)?，后臺(tái)程序是常年累月地在運(yùn)行，泄漏的內(nèi)存會(huì)越來越多（這個(gè)根據(jù)泄漏內(nèi)存的操作的頻度有關(guān)），進(jìn)而導(dǎo)致程序的內(nèi)存不足。所以，嚴(yán)格按照語言設(shè)計(jì)的理念，正確地使用接口很重要。

5不正確的緩存機(jī)制

a不常用的對(duì)象就不要緩存

如果對(duì)象不經(jīng)常使用而被緩存，則意味著經(jīng)常使用的對(duì)象可能會(huì)因?yàn)閮?nèi)存的原因被從緩存中清除，這樣當(dāng)再次被使用時(shí)，有需要再次導(dǎo)入到內(nèi)存。這樣會(huì)消耗很多CPU資源和內(nèi)存資源。使得整個(gè)系統(tǒng)的效率變得很低。所以，在決定需要緩存那些對(duì)象時(shí)，最好先調(diào)查對(duì)象使用頻率。根據(jù)緩存的大小和使用頻率決定緩存那些對(duì)象。

b不需要記錄的日志，就不要記錄

首先，關(guān)于保存日志的文件，最好單獨(dú)保存在一個(gè)單獨(dú)的分區(qū)，使得系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)槿罩咎嗾紳M磁盤而影響程序的正常工作。

其次，記錄日志要選擇性記錄，對(duì)于沒有用的日志，盡量不要記錄，否則，可能因?yàn)闊o用的日志太多，導(dǎo)致有用的日志被覆蓋，影響程序bug的分析和審計(jì)。

可見，日志雖然不像具體的業(yè)務(wù)邏輯模塊那么重要，但是，正確地實(shí)現(xiàn)日志功能，可以對(duì)bug分析和審計(jì)提供很大的輔助作用。

6服務(wù)使用的工具或者系統(tǒng)的配置不當(dāng)

W eb服務(wù)器的配置對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定也至關(guān)重要，如果配置不當(dāng)，也很容易導(dǎo)致系統(tǒng)被DOS攻擊，例如：TOMCAT 如果配置成開發(fā)模式，很容易導(dǎo)致內(nèi)存耗盡；O racle如果連續(xù)插入兩個(gè)同樣的主鍵的值可能導(dǎo)致死鎖等。另外，像建立連接的Timeout時(shí)間設(shè)置不當(dāng)，也可能導(dǎo)致連接被使用完而不能提供服務(wù)。

關(guān)于W eb服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫等第三方軟件的配置最重要的莫過于默認(rèn)的用戶名和密碼，這些用戶名和密碼是公開的，一些攻擊者也會(huì)首先嘗試這些用戶名和密碼。如果服務(wù)器上沒有修改，攻擊者可以通過這些用戶名和密碼控制系統(tǒng)。當(dāng)然，控制系統(tǒng)之后，DOS攻擊也就非常簡(jiǎn)單。

所以，關(guān)于使用第三方工具時(shí)，關(guān)于配置方面的每一個(gè)配置項(xiàng)，都要搞清楚，以免有漏網(wǎng)之魚損害系統(tǒng)。

7沒有備份，一旦主系統(tǒng)掛掉，沒有備份的系統(tǒng)無縫接替

如果系統(tǒng)沒有很好的備份機(jī)制，一旦系統(tǒng)出問題就會(huì)是一個(gè)很麻煩的事情。當(dāng)然，是否需要備份需要根據(jù)系統(tǒng)提供服務(wù)來定。至于是備份整個(gè)系統(tǒng)還是備份整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，這個(gè)需要根據(jù)系統(tǒng)和備份的成本和收益率來權(quán)衡。只要做一個(gè)在線服務(wù)的系統(tǒng)，備份是必須考慮的。

8存在注入問題，如SQL注入，命令行注入等，一旦被利用，很容易使得攻擊者控制系統(tǒng)，當(dāng)然DOS就更不在話下

一個(gè)最典型的SQL注入字符串如下：aaaa’or‘1’=’1’--

這樣的注入相對(duì)來說還是比較友善一些的。

如果一個(gè)非常惡意的攻擊者，注 入 的 代 碼 如 下：aaaa’or‘1’=’1’;drop tableuser;--

結(jié)果會(huì)怎么樣？

關(guān)于SQL Server數(shù)據(jù)庫，由于可以執(zhí)行一些系統(tǒng)的命令，如果注入系統(tǒng)的命令，可以使攻擊者控制系統(tǒng)，啟動(dòng)一些服務(wù)等操作，危害也非常嚴(yán)重。

對(duì)于一些輸入作為腳本語言或者解釋語言的一部分時(shí)，一定要謹(jǐn)記，要做好輸入驗(yàn)證和特殊字符轉(zhuǎn)義。

9數(shù)據(jù)庫連接配置不當(dāng)

一個(gè)數(shù)據(jù)庫請(qǐng)求要有合適的超時(shí)配置，否則，可能導(dǎo)致阻塞。

在一般的產(chǎn)品線上，數(shù)據(jù)庫是非常關(guān)鍵的組件，一切應(yīng)用皆需要數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)庫配置不當(dāng)，超時(shí)沒有設(shè)置為合適的值，在網(wǎng)絡(luò)不是很好或者數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有些小問題的時(shí)候，很有可能導(dǎo)致，數(shù)據(jù)庫操作阻塞。如果阻塞的時(shí)間比較長(zhǎng)，就可能導(dǎo)致很多請(qǐng)求被堆積在服務(wù)端。不但，占用大量?jī)?nèi)存，還使得請(qǐng)求不能及時(shí)得到響應(yīng)，而導(dǎo)致DOS。

10訪問控制做的不好，也可以讓攻擊者提升權(quán)限控制系統(tǒng)，進(jìn)而發(fā)動(dòng)DOS攻擊

訪問控制做的不好的最嚴(yán)重的例子，就是管理員訪問的一些操作控制不當(dāng)?？赡苡行┤苏J(rèn)為將管理員的入口，從頁面上隱藏或者刪除，就可以有效地控制，防止一般人員可以訪問這些操作。但是，總是有些好事者，喜歡琢磨一些事情，他們會(huì)很有耐心地琢磨出管理員可能的訪問的接口。通過組裝這些接口，嘗試直接訪問并且查看效果。如果你只是隱藏或者不顯示，這很容易導(dǎo)致問題的出現(xiàn)。一旦攻擊者可以進(jìn)行管理員的操作，后果可想而知。所以，訪問控制不能依靠隱藏，而是靠具有嚴(yán)格的、合適粒度的訪問控制，保證每一個(gè)訪問接口都被正確地控制。

11實(shí)現(xiàn)邏輯導(dǎo)致的DOS攻擊舉個(gè)最典型的例子就是：登錄幾次失敗之后，鎖住用戶（目前國(guó)內(nèi)仍然有不少網(wǎng)站使用這個(gè)策略）。這很有可能導(dǎo)致的后果就是，使用自動(dòng)發(fā)送請(qǐng)求的工具，針對(duì)一個(gè)網(wǎng)站很多用戶發(fā)送登錄請(qǐng)求，就會(huì)導(dǎo)致很多用戶被鎖住。當(dāng)真正的用戶登錄的時(shí)候，反而，因?yàn)橛脩舯绘i住而不能登錄。當(dāng)然，使用Captcha是一個(gè)很好的解決方案。

12協(xié)議級(jí)別的攻擊

針對(duì)協(xié)議的攻擊有很多，例如，TCP SYN flood攻擊，針對(duì)ICMP協(xié)議的攻擊，這些攻擊都有一些特征，可以通過防火墻定制規(guī)則過濾這些包。也有一些是通過防火墻不能處理的，例如：SSL Beast攻擊，是利用低版本的SSL和TLS的實(shí)現(xiàn)上的缺陷發(fā)動(dòng)的攻擊，這就需要升級(jí)使用最新版的協(xié)議；還有就是是利用SSL/TLS協(xié)議的再協(xié)商漏洞，可以使用單機(jī)就可以發(fā)送DOS攻擊，這樣的攻擊就需要修改服務(wù)器配置，禁止使用再協(xié)商機(jī)制才可以避免。

總之，導(dǎo)致DOS的原因有很多，必須在編程過程中時(shí)刻牢記一些容易導(dǎo)致DOS攻擊的原因，在設(shè)計(jì)和編碼的初始階段就注意預(yù)防，才是最有效的方法。希望本文能夠?qū)ψx者關(guān)于DOS攻擊的預(yù)防有所幫助。