Bild:
DoS-attacker Àr ett av de största hoten mot informationssÀkerhet pÄ dagens internet. Det finns dussintals botnÀt som brottslingar hyr ut för att genomföra sÄdana attacker.
Forskare vid universitetet i San Diego har genomfört en studie om hur anvĂ€ndning av proxyer hjĂ€lper till att minska den negativa effekten av DoS-attacker â vi presenterar hĂ€r huvudpunkterna frĂ„n detta arbete.
Inledning: Proxyer som verktyg i kampen mot DoS
SÄdana experiment genomförs periodvis av forskare frÄn olika lÀnder, men deras gemensamma problem Àr bristen pÄ resurser för att simulera attacker som ligger nÀra verkligheten. Tester pÄ smÄ plattformar gör det omöjligt att besvara frÄgor om hur framgÄngsrika proxyer kommer att vara i sitt motstÄnd mot attacker i komplexa nÀtverk, vilka parametrar som spelar en nyckelroll i att minimera skada osv.
För experimentet skapade forskarna en modell av en typisk webbapplikation â till exempel en e-handelsplattform. Den fungerar med hjĂ€lp av en serverkluster, anvĂ€ndare Ă€r spridda över olika geografiska platser och anvĂ€nder internet för att fĂ„ tillgĂ„ng till tjĂ€nsten. I denna modell fungerar internet som ett kommunikationsmedel mellan tjĂ€nsten och anvĂ€ndarna â sĂ„ fungerar webb-tjĂ€nster frĂ„n sökmotorer till verktyg för online-banking.
DoS-attacker gör det omöjligt för tjĂ€nsten att interagera normalt med anvĂ€ndarna. Det finns tvĂ„ typer av DoS-attacker: attacker pĂ„ applikationsnivĂ„ och attacker pĂ„ infrastrukturell nivĂ„. I det senare fallet attackerar brottslingar direkt nĂ€tverket och vĂ€rdar som tjĂ€nsten körs pĂ„ (till exempel genom att fylla upp bandbredden med flood-trafik). Vid attacker pĂ„ applikationsnivĂ„ Ă€r mĂ„let för gĂ€rningspersonen grĂ€nssnittet för anvĂ€ndarinteraktion â för detta skickas en enorm mĂ€ngd förfrĂ„gningar i syfte att krascha applikationen. Det beskrivna experimentet handlar om attacker pĂ„ infrastrukturell nivĂ„.
Proxy-nĂ€tverk Ă€r ett av verktygen för att minimera skador frĂ„n DoS-attacker. Vid anvĂ€ndning av en proxy skickas alla förfrĂ„gningar frĂ„n anvĂ€ndaren till tjĂ€nsten och svaren pĂ„ dem inte direkt, utan genom mellanliggande servrar. BĂ„de anvĂ€ndaren och applikationen "ser" inte varandra direkt, utan har endast tillgĂ„ng till proxy-adresserna. Som ett resultat kan applikationen inte attackeras direkt. Vid nĂ€tverksgrĂ€nsen finns sĂ„ kallade edge proxies â externa proxies med tillgĂ€ngliga IP-adresser, dĂ€r anslutning först gĂ„r till dem.
För att effektivt motstÄ en DoS-attack mÄste proxy-nÀtverket ha tvÄ nyckelfunktioner. För det första mÄste detta mellanliggande nÀtverk fungera som en förmedlare, vilket innebÀr att man endast kan "nÄ" applikationen genom det. Detta utesluter möjligheten till en direkt attack mot tjÀnsten. För det andra mÄste proxy-nÀtverket kunna ge anvÀndarna möjlighet att fortsatt interagera med applikationen, Àven under attacken.
Experiments infrastruktur
Under forskningen anvÀndes fyra nyckelkomponenter:
- implementering av proxy-nÀtverket;
- webbserver Apache;
- verktyg för webbtestning ;
- verktyg för att genomföra attacker .
Simuleringen genomfördes i miljön MicroGrid â den kan anvĂ€ndas för simuleringar av nĂ€tverk med 20 000 routrar, vilket Ă€r jĂ€mförbart med nĂ€tverk frĂ„n Tier-1 operatörer.
Ett typiskt Trinoo-nÀtverk bestÄr av en uppsÀttning komprometterade vÀrdar dÀr programmets demon körs. Det finns Àven programvara för att kontrollera nÀtverket och styra DoS-attacker. NÀr den fÄr en lista med IP-adresser skickar Trinoo-demonen UDP-paket till mÄlen vid en angiven tid.
TvÄ kluster anvÀndes under experimentet. Simulatorn MicroGrid kördes i ett Xeon Linux-kluster med 16 noder (servrar pÄ 2,4 GHz med 1 gigabyte minne pÄ varje maskin), sammanlÀnkade via en 1 Gbps Ethernet-switch. Andra programkomponenter fanns i ett kluster bestÄende av 24 noder (450 MHz PII Linux-cthdths med 1 GB minne pÄ varje maskin), sammankopplade med en 100 Mbps Ethernet-switch. De tvÄ klustren kopplades ihop med en kanal pÄ 1 Gbps.
Proxy-nĂ€tverket Ă€r placerat i en pool av 1000 vĂ€rdar. Edge-proxyn Ă€r jĂ€mnt fördelade över hela resurs-poolen. Proxyn för applikationen Ă€r placerade pĂ„ vĂ€rdar som ligger nĂ€rmare dess infrastruktur. Ăvriga proxyn Ă€r jĂ€mnt fördelade mellan grĂ€nsproxyn och proxyn för applikationen.
NÀtverk för simulering
För att studera effektiviteten hos proxyn som ett verktyg mot DoS-attacker, mÀtte forskarna applikationens prestanda under olika scenarier av externa pÄtryckningar. Totalt fanns det 192 proxyn i proxy-nÀtverket (64 av dem var grÀnsproxyn). För att genomföra attacken skapades ett Trinoo-nÀtverk, bestÄende av 100 demoner. Varje demon hade en kanal pÄ 100 Mbps. Detta motsvarar ett botnÀt med 10 000 hemmaroutrar.
Effekten av DoS-attacken pÄ applikationen och proxy-nÀtverket mÀttes. I den experimentella konfigurationen hade applikationen en internetkanal pÄ 250 Mbps, och varje grÀnsproxy hade 100 Mbps.
Resultat av experimentet
Enligt analysresultaten visade det sig att en attack pÄ 250 Mbps signifikant ökar applikationens svarstid (ungefÀr tio gÄnger), vilket gör den oanvÀndbar. Men vid anvÀndning av proxy-nÀtverket har attacken ingen betydande inverkan pÄ prestandan och försÀmrar inte anvÀndarupplevelsen. Detta beror pÄ att grÀnsproxyn suddar ut effekten av attacken, och den totala resurskapaciteten för proxy-nÀtverket Àr högre Àn för sjÀlva applikationen.
Enligt statistiken, om attackens styrka inte överstiger 6,0 Gbps (med en total kapacitet för grÀnsproxyn pÄ endast 6,4 Gbps), sÄ upplever 95 % av anvÀndarna ingen mÀrkbar nedgÄng i prestanda. Vid en mycket kraftfull attack, som överstiger 6,4 Gbps, skulle Àven anvÀndningen av proxy-nÀtverket inte kunna förhindra en nedgÄng i servicenivÄn för slutkunderna.
Vid koncentrerade attacker, dÀr deras styrka koncentreras pÄ en slumpmÀssig uppsÀttning grÀnsproxyn. I detta fall blockerar attacken delar av proxy-nÀtverket, vilket gör att en betydande del av anvÀndarna kommer att mÀrka en nedgÄng i prestanda.
Slutsatser
Resultaten av experimentet visar att proxy-nÀtverk kan förbÀttra prestandan för TCP-applikationer och upprÀtthÄlla en vanlig servicenivÄ för anvÀndare, Àven vid DoS-attacker. Enligt de insamlade uppgifterna visar proxy-nÀtverk sig vara en effektiv metod för att minimera konsekvenserna av attacker; över 90% av anvÀndarna under experimentet kÀnde ingen försÀmring av tjÀnstekvaliteten. Dessutom fann forskarna att nÀr storleken pÄ proxy-nÀtverket ökar, ökar Àven den skala av DoS-attacker som det kan motstÄ nÀstan linjÀrt. DÀrför, ju större nÀtverket Àr, desto mer effektivt kommer det att bekÀmpa DoS.
Nyttiga lÀnkar och material frÄn :
KĂ€lla: habr.com
