प्रयोग: क्या प्रॉक्सी का उपयोग करके DoS हमलों के नकारात्मक परिणामों को कम करना संभव है?

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DoS हमले आधुनिक इंटरनेट पर सूचना सुरक्षा के लिए सबसे बड़े खतरों में से एक हैं। ऐसे दर्जनों बॉटनेट हैं जिन्हें हमलावर ऐसे हमलों को अंजाम देने के लिए किराए पर लेते हैं।

सैन डिएगो विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने आयोजित किया अध्ययन प्रॉक्सी का उपयोग कैसे DoS हमलों के नकारात्मक प्रभाव को कम करने में मदद करता है - हम आपके ध्यान में इस काम के मुख्य सिद्धांत प्रस्तुत करते हैं।

परिचय: DoS से निपटने के लिए एक उपकरण के रूप में प्रॉक्सी

इसी तरह के प्रयोग समय-समय पर विभिन्न देशों के शोधकर्ताओं द्वारा किए जाते हैं, लेकिन उनकी आम समस्या वास्तविकता के करीब हमलों का अनुकरण करने के लिए संसाधनों की कमी है। छोटे परीक्षण बेंचों पर परीक्षण इस सवाल का जवाब देने की अनुमति नहीं देते हैं कि जटिल नेटवर्क में प्रॉक्सी किसी हमले का सफलतापूर्वक विरोध कैसे करेगी, क्षति को कम करने की क्षमता में कौन से पैरामीटर महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, आदि।

प्रयोग के लिए, वैज्ञानिकों ने एक विशिष्ट वेब एप्लिकेशन का एक मॉडल बनाया - उदाहरण के लिए, एक ई-कॉमर्स सेवा। यह सर्वरों के एक समूह का उपयोग करके काम करता है; उपयोगकर्ताओं को विभिन्न भौगोलिक स्थानों पर वितरित किया जाता है और सेवा तक पहुंचने के लिए इंटरनेट का उपयोग किया जाता है। इस मॉडल में, इंटरनेट सेवा और उपयोगकर्ताओं के बीच संचार के साधन के रूप में कार्य करता है - खोज इंजन से लेकर ऑनलाइन बैंकिंग टूल तक वेब सेवाएँ इसी प्रकार काम करती हैं।

DoS हमले सेवा और उपयोगकर्ताओं के बीच सामान्य बातचीत को असंभव बना देते हैं। DoS दो प्रकार के होते हैं: एप्लिकेशन-स्तर और बुनियादी ढांचे-स्तर के हमले। बाद के मामले में, हमलावर सीधे नेटवर्क और होस्ट पर हमला करते हैं जिस पर सेवा चलती है (उदाहरण के लिए, वे बाढ़ यातायात के साथ पूरे नेटवर्क बैंडविड्थ को रोकते हैं)। एप्लिकेशन-स्तरीय हमले के मामले में, हमलावर का लक्ष्य उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस होता है - ऐसा करने के लिए, वे एप्लिकेशन को क्रैश करने के लिए बड़ी संख्या में अनुरोध भेजते हैं। प्रयोग में बुनियादी ढांचे के स्तर पर संबंधित हमलों का वर्णन किया गया है।

प्रॉक्सी नेटवर्क DoS हमलों से होने वाले नुकसान को कम करने के उपकरणों में से एक है। प्रॉक्सी का उपयोग करते समय, उपयोगकर्ता से सेवा तक के सभी अनुरोध और उन पर प्रतिक्रियाएँ सीधे नहीं, बल्कि मध्यवर्ती सर्वर के माध्यम से प्रेषित होती हैं। उपयोगकर्ता और एप्लिकेशन दोनों एक-दूसरे को सीधे "देख" नहीं पाते हैं; केवल प्रॉक्सी पते ही उनके लिए उपलब्ध होते हैं। परिणामस्वरूप, एप्लिकेशन पर सीधे हमला करना असंभव है। नेटवर्क के किनारे पर तथाकथित एज प्रॉक्सी हैं - उपलब्ध आईपी पते के साथ बाहरी प्रॉक्सी, कनेक्शन पहले उनके पास जाता है।

DoS हमले का सफलतापूर्वक विरोध करने के लिए, प्रॉक्सी नेटवर्क में दो प्रमुख क्षमताएं होनी चाहिए। सबसे पहले, ऐसे मध्यवर्ती नेटवर्क को एक मध्यस्थ की भूमिका निभानी चाहिए, यानी, एप्लिकेशन केवल इसके माध्यम से "पहुंच" सकता है। इससे सेवा पर सीधे हमले की संभावना खत्म हो जाएगी. दूसरा, प्रॉक्सी नेटवर्क को किसी हमले के दौरान भी उपयोगकर्ताओं को एप्लिकेशन के साथ इंटरैक्ट करने की अनुमति देने में सक्षम होना चाहिए।

प्रयोग बुनियादी ढांचे

अध्ययन में चार प्रमुख घटकों का उपयोग किया गया:

• प्रॉक्सी नेटवर्क का कार्यान्वयन;
• अपाचे वेब सर्वर;
• वेब परीक्षण उपकरण घेराबंदी;
• आक्रमण उपकरण ट्रिनू.

सिमुलेशन माइक्रोग्रिड वातावरण में किया गया था - इसका उपयोग 20 हजार राउटर वाले नेटवर्क को अनुकरण करने के लिए किया जा सकता है, जो टियर -1 ऑपरेटरों के नेटवर्क के बराबर है।

एक विशिष्ट ट्रिनू नेटवर्क में प्रोग्राम डेमॉन चलाने वाले समझौता किए गए होस्ट का एक सेट होता है। नेटवर्क की निगरानी और DoS हमलों को निर्देशित करने के लिए मॉनिटरिंग सॉफ़्टवेयर भी है। आईपी ​​​​पते की एक सूची प्राप्त करने के बाद, ट्रिनू डेमॉन निर्दिष्ट समय पर लक्ष्य को यूडीपी पैकेट भेजता है।

प्रयोग के दौरान दो समूहों का उपयोग किया गया। माइक्रोग्रिड सिम्युलेटर 16 जीबीपीएस ईथरनेट हब के माध्यम से जुड़े 2.4-नोड ज़ीऑन लिनक्स क्लस्टर (प्रत्येक मशीन पर 1 गीगाबाइट मेमोरी के साथ 1 गीगाहर्ट्ज सर्वर) पर चलता था। अन्य सॉफ्टवेयर घटक 24 नोड्स (प्रत्येक मशीन पर 450 जीबी मेमोरी के साथ 1 मेगाहर्ट्ज पीआईआई लिनक्स-सीटीएचडीएच) के क्लस्टर में स्थित थे, जो 100 एमबीपीएस ईथरनेट हब द्वारा जुड़े हुए थे। दो क्लस्टर 1Gbps चैनल से जुड़े हुए थे।

प्रॉक्सी नेटवर्क 1000 होस्ट के पूल में होस्ट किया गया है। एज प्रॉक्सी पूरे संसाधन पूल में समान रूप से वितरित हैं। एप्लिकेशन के साथ काम करने के लिए प्रॉक्सी होस्ट पर स्थित होते हैं जो इसके बुनियादी ढांचे के करीब होते हैं। शेष प्रॉक्सी को किनारे और एप्लिकेशन प्रॉक्सी के बीच समान रूप से वितरित किया जाता है।

सिमुलेशन नेटवर्क

DoS हमले का मुकाबला करने के लिए एक उपकरण के रूप में प्रॉक्सी की प्रभावशीलता का अध्ययन करने के लिए, शोधकर्ताओं ने बाहरी प्रभावों के विभिन्न परिदृश्यों के तहत एप्लिकेशन की उत्पादकता को मापा। प्रॉक्सी नेटवर्क में कुल 192 प्रॉक्सी थे (उनमें से 64 किनारे पर थे)। हमले को अंजाम देने के लिए ट्रिनू नेटवर्क बनाया गया, जिसमें 100 राक्षस शामिल थे। प्रत्येक राक्षस के पास 100Mbps चैनल था। यह 10 हजार होम राउटर्स के बॉटनेट से मेल खाता है।

एप्लिकेशन और प्रॉक्सी नेटवर्क पर DoS हमले के प्रभाव को मापा गया। प्रायोगिक कॉन्फ़िगरेशन में, एप्लिकेशन में 250 एमबीपीएस का इंटरनेट चैनल था, और प्रत्येक एज प्रॉक्सी में 100 एमबीपीएस का चैनल था।

प्रयोग के परिणाम

विश्लेषण के परिणामों के आधार पर, यह पता चला कि 250Mbps पर हमला एप्लिकेशन के प्रतिक्रिया समय (लगभग दस गुना) को काफी बढ़ा देता है, जिसके परिणामस्वरूप इसका उपयोग करना असंभव हो जाता है। हालाँकि, प्रॉक्सी नेटवर्क का उपयोग करते समय, हमले का प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ता है और उपयोगकर्ता अनुभव ख़राब नहीं होता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि एज प्रॉक्सी हमले के प्रभाव को कम कर देते हैं, और प्रॉक्सी नेटवर्क के कुल संसाधन एप्लिकेशन की तुलना में अधिक होते हैं।

आंकड़ों के अनुसार, यदि हमले की शक्ति 6.0 जीबीपीएस से अधिक नहीं है (एज प्रॉक्सी चैनलों का कुल थ्रूपुट केवल 6.4 जीबीपीएस होने के बावजूद), तो 95% उपयोगकर्ताओं को प्रदर्शन में उल्लेखनीय कमी का अनुभव नहीं होता है। इसके अलावा, 6.4 जीबीपीएस से अधिक के बहुत शक्तिशाली हमले के मामले में, प्रॉक्सी नेटवर्क का उपयोग भी अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए सेवा स्तर में गिरावट से नहीं बच पाएगा।

केंद्रित हमलों के मामले में, जब उनकी शक्ति किनारे के प्रॉक्सी के यादृच्छिक सेट पर केंद्रित होती है। इस मामले में, हमला प्रॉक्सी नेटवर्क के एक हिस्से को अवरुद्ध कर देता है, इसलिए उपयोगकर्ताओं के एक महत्वपूर्ण हिस्से को प्रदर्शन में गिरावट दिखाई देगी।

निष्कर्ष

प्रयोग के नतीजे बताते हैं कि प्रॉक्सी नेटवर्क टीसीपी अनुप्रयोगों के प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं और DoS हमलों की स्थिति में भी उपयोगकर्ताओं को सामान्य स्तर की सेवा प्रदान कर सकते हैं। प्राप्त आंकड़ों के अनुसार, प्रॉक्सी नेटवर्क हमलों के परिणामों को कम करने का एक प्रभावी तरीका बन गया है; प्रयोग के दौरान 90% से अधिक उपयोगकर्ताओं ने सेवा की गुणवत्ता में कमी का अनुभव नहीं किया। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने पाया कि जैसे-जैसे प्रॉक्सी नेटवर्क का आकार बढ़ता है, DoS हमलों का वह पैमाना जिसे वह झेल सकता है, लगभग रैखिक रूप से बढ़ता है। इसलिए, नेटवर्क जितना बड़ा होगा, उतना ही प्रभावी ढंग से यह DoS का मुकाबला करेगा।

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स्रोत: www.habr.com