2013年8月25日凌晨，.CN域名凌晨出現(xiàn)大范圍解析故障，經(jīng)分析.CN的根域授權(quán)DNS全線故障，導(dǎo)致大面積.CN域名無(wú)法解析。事故造成大量以.cn和.com.cn結(jié)尾的域名無(wú)法訪問(wèn)。直到當(dāng)日凌晨4點(diǎn)左右，CN根域名服務(wù)器的解析才有部分恢復(fù)。此后，經(jīng)CNNIC確認(rèn)，國(guó)家域名解析節(jié)點(diǎn)遭受到有史以來(lái)規(guī)模最大的拒絕服務(wù)攻擊，導(dǎo)致訪問(wèn)延遲或中斷，部分網(wǎng)站的域名解析受到影響。而距本次事故發(fā)生一個(gè)月之后，本月24號(hào)，CNNIC和工信部終于揪出了本次攻擊事件的始作俑者——來(lái)自山東青島的一名黑客。

據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該黑客本意是要攻擊一個(gè)游戲私服網(wǎng)站，使其癱瘓，后來(lái)他為了更快達(dá)到這個(gè)目的，直接對(duì).CN的根域名服務(wù)器進(jìn)行了DDoS攻擊，發(fā)出的攻擊流量堵塞了.CN根服務(wù)器的出口帶寬(據(jù)工信部數(shù)據(jù)：攻擊時(shí)峰值流量較平常激增近1000倍，近15G)，致使.CN根域名服務(wù)器的解析故障，使得大規(guī)模的.CN域名無(wú)法正常訪問(wèn)。

DDoS攻擊背后的利益鏈條

大家可能會(huì)有疑問(wèn)，看似普通的DDoS攻擊其背后究竟隱藏著什么？一句話：為了利益。本次事故中攻擊者使用的手法(譬如攻擊一些“私服”的網(wǎng)站或主機(jī))并不罕見(jiàn)，且近些年有愈演愈烈的趨勢(shì)。自國(guó)內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)興起以來(lái)，國(guó)內(nèi)有一些常年進(jìn)行DDoS攻擊的組織或個(gè)人，脅迫某些“私服”游戲的運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)并收取“保護(hù)費(fèi)”，如果不合作便采取DDoS暴力攻擊，使其無(wú)法正常運(yùn)營(yíng)。而這些“私服”的運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)本身業(yè)務(wù)就涉及侵權(quán)，所以他們?cè)谟龅?/span>DDoS威脅時(shí)絕不敢報(bào)警或維權(quán)，往往是被迫接受。這種惡性循環(huán)的結(jié)果就是這些網(wǎng)絡(luò)中的惡意脅迫越來(lái)越肆無(wú)忌憚，這些從事DDoS攻擊商業(yè)行為的組織或個(gè)人也演變成了各式各樣的“網(wǎng)絡(luò)黑幫”，各式黑色產(chǎn)業(yè)鏈也層出不窮。由于當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)上DDoS攻擊的門檻已經(jīng)越來(lái)越低，雇主可以購(gòu)買DDoS攻擊服務(wù)，攻擊可指定時(shí)間、指定流量、指定攻擊效果。總的來(lái)說(shuō)，同行業(yè)間的惡意競(jìng)爭(zhēng)是導(dǎo)致DDoS攻擊愈演愈烈的最大原因，同時(shí)被攻擊后定位攻擊者所花費(fèi)的成本較高也是這類事件層出不窮的重要原因。

為何選擇針對(duì)DNS服務(wù)器進(jìn)行DDoS攻擊

一直以來(lái)作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的DNS系統(tǒng)，給我們提供了訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的便利，用戶只需記住域名就可以訪問(wèn)到互聯(lián)網(wǎng)上的對(duì)應(yīng)主機(jī)。當(dāng)你在瀏覽器中輸入一個(gè)域名時(shí)，DNS的解析過(guò)程就開(kāi)始了，一般的DNS解析過(guò)程如圖1、圖2所示：

圖1:DNS解析的一般過(guò)程(有緩存時(shí))

圖2：DNS解析的一般過(guò)程(無(wú)緩存時(shí))

下面來(lái)聊一聊現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)上運(yùn)行的DNS系統(tǒng)所可能遭受到的風(fēng)險(xiǎn)。大家應(yīng)該都了解，根域名服務(wù)器是DNS系統(tǒng)中最高級(jí)別的域名服務(wù)器，全球一共有13臺(tái)，多數(shù)分布在美國(guó)。首先，DNS系統(tǒng)是一個(gè)中心化的樹(shù)形結(jié)構(gòu)，很容易遭受DDoS攻擊，且越靠近中心攻擊效果越為顯著；其次，現(xiàn)有DNS系統(tǒng)的迭代查詢方式，對(duì)根域和頂級(jí)域解析服務(wù)器依賴非常嚴(yán)重；再次，現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)上存在著大量開(kāi)放式的DNS域名服務(wù)器，這些服務(wù)器通常擁有強(qiáng)大的性能和帶寬，利用DNS反射技術(shù)的放大效應(yīng)，可以產(chǎn)生近其帶寬百倍的攻擊流量。所以這些開(kāi)放式的DNS服務(wù)器極其容易成為黑客們青睞的DDoS攻擊“肉雞“。這對(duì)整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施都是巨大的安全威脅。

在對(duì)現(xiàn)有DNS協(xié)議的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估上，DNS協(xié)議是很脆弱且不安全的。為什么說(shuō)DNS協(xié)議很脆弱呢？一方面DNS協(xié)議是明文協(xié)議，協(xié)議里帶的信息可以很容易的被篡改、偽造，使得DNS協(xié)議易成為暴露用戶行為的工具；另一方面，若在現(xiàn)有協(xié)議傳輸上采用加密手段，現(xiàn)有DNS體系無(wú)法承受加密帶來(lái)的開(kāi)銷和技術(shù)升級(jí)的成本。

正因?yàn)?span>DNS系統(tǒng)的脆弱性和其協(xié)議設(shè)計(jì)上的缺陷，所以歷史上針對(duì)DNS的攻擊事件也比較多，影響比較大有2013年針對(duì)Spamhaus的攻擊事件、2009年5.19斷網(wǎng)、2008年DNS緩存投毒，以及2002年全球根域名服務(wù)器被攻擊等等。

深入剖析本次.CN被攻擊事件

從本次.CN根服務(wù)器被DDoS攻擊的手法上來(lái)看，有兩種可能性，一種可能是黑客使用DDoS方法攻擊某個(gè).CN域名，而較大的攻擊流量或海量的查詢請(qǐng)求卻把該.CN域名上一級(jí)根服務(wù)器打掛；第二種可能是黑客直接把DDoS攻擊矛頭指向了.CN的根域名服務(wù)器。針對(duì)DNS系統(tǒng)，常見(jiàn)的DDoS攻擊手法是：

1、傳統(tǒng)DDoS攻擊：流量型(以堵塞網(wǎng)絡(luò)帶寬為主要攻擊目的)，包括UDP洪水攻擊；TCP流量攻擊；資源消耗型(以消耗目標(biāo)機(jī)器可用資源為攻擊目的)，包括SYN洪水攻擊，ACK洪水攻擊，ACK反射攻擊，慢速消耗攻擊等；

2、DNS特有DDoS攻擊：DNS反射攻擊(放大效應(yīng))、DNS查詢攻擊(僵尸主機(jī)發(fā)起的海量請(qǐng)求)、變域名攻擊：構(gòu)造隨機(jī)域名(或畸形域名)的查詢請(qǐng)求，利用僵尸網(wǎng)絡(luò)對(duì)目標(biāo)域名或主機(jī)進(jìn)行攻擊(如圖3所示)。

圖3：DNS QUERY洪水攻擊原理

為了最大限度的降低命中DNS緩存的可能，一般攻擊者在構(gòu)造攻擊包時(shí)都會(huì)隨機(jī)偽造查詢?cè)?/span>IP地址、偽造隨機(jī)源端口，偽造隨機(jī)查詢ID以及待解析的域名。從筆者獲取到本次.CN攻擊的數(shù)據(jù)包來(lái)看(見(jiàn)下圖4)，攻擊者就是把經(jīng)過(guò)特殊構(gòu)造的海量的隨機(jī)域名的查詢請(qǐng)求直接發(fā)給了.CN的根服務(wù)器，也就是上文中提到的變域名攻擊方式。不過(guò)，筆者認(rèn)為其中可能還混合有其他一些諸如UDP洪水、DNS放大和DNS僵尸查詢等DDoS攻擊，最終的目的就是讓被攻擊網(wǎng)絡(luò)的鏈路帶寬超出服務(wù)的帶寬，讓目標(biāo)機(jī)或集群處理能力超出極限，從而達(dá)到DNS解析不能提供正常服務(wù)的狀態(tài)。

圖4：.CN的攻擊數(shù)據(jù)包(部分)

后續(xù)：DNS攻擊的新趨勢(shì)

在筆者看來(lái)，本次針對(duì).CN根服務(wù)器的攻擊為我們?cè)僖淮吻庙懥嘶ヂ?lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施安全性的警鐘，建議主管部門加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的保障力度，以避免此類事故重演。

從筆者的日常工作中也能夠發(fā)現(xiàn)不同針對(duì)DNS基礎(chǔ)系統(tǒng)的攻擊手法，譬如今年3月份針對(duì)國(guó)際公司Spamhaus的300G超大流量的DDoS攻擊，攻擊者主要采取的手法就是DNS反射攻擊，這種攻擊技術(shù)的特點(diǎn)就是利用互聯(lián)網(wǎng)上開(kāi)放的DNS遞歸服務(wù)器作為攻擊源，利用“反彈”手法攻擊目標(biāo)機(jī)器。攻擊原理如圖5所示：

圖5：DNS反射攻擊的原理

在DNS反射攻擊手法中，假設(shè)DNS請(qǐng)求報(bào)文的數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度約為40字節(jié)，而響應(yīng)報(bào)文數(shù)據(jù)部分的長(zhǎng)度可能會(huì)達(dá)到4000字節(jié)，這意味著利用此手法能夠產(chǎn)生約100倍的放大效應(yīng)。因此，對(duì)于.CN遇襲事件，攻擊者只需要控制一個(gè)能夠產(chǎn)生150M流量的僵尸網(wǎng)絡(luò)就能夠進(jìn)行如上規(guī)模(15G)的DDoS攻擊。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)外總計(jì)有超過(guò)250W臺(tái)開(kāi)放DNS服務(wù)器可以充當(dāng)這種“肉雞”，開(kāi)放的DNS服務(wù)器簡(jiǎn)直是互聯(lián)網(wǎng)上無(wú)處不在的定時(shí)炸彈。

我們?nèi)绾螒?yīng)對(duì)這種DDoS攻擊？

我們DNS系統(tǒng)的運(yùn)維人員在日常部署時(shí)要盡量做到DNS應(yīng)用的負(fù)載均衡，提升DNS服務(wù)器的處理性能，盡量將解析節(jié)點(diǎn)分散，能夠做到按不同的IDC或城市實(shí)現(xiàn)冗余和容災(zāi)機(jī)制，通過(guò)這些手段可以有效的減輕大流量DDoS攻擊發(fā)生時(shí)所帶來(lái)的危害。但是如上文所言，針對(duì)于如此不堪一擊的DNS系統(tǒng)，我們未來(lái)還能夠從哪些方面出發(fā)去應(yīng)對(duì)一般規(guī)模或是超大規(guī)模的DDoS攻擊呢？筆者認(rèn)為有如下一些解決方案可以值得嘗試。

第一，在你的主機(jī)遭受DDoS攻擊時(shí)，最簡(jiǎn)單的是在本機(jī)做策略，譬如iptables等，或是事先將主機(jī)kernel加固以應(yīng)對(duì)隨時(shí)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，但是這種方法不能解決DDoS的根本問(wèn)題，且非常不靈活。

第二，若通過(guò)對(duì)流量和攻擊報(bào)文分析已知DDoS攻擊類型，那么也可以通過(guò)配置一些策略來(lái)減輕攻擊帶來(lái)的危害。譬如對(duì)DNS反射攻擊的防護(hù)，首先若被攻擊的服務(wù)器并未提供DNS業(yè)務(wù)，那么可以通過(guò)設(shè)置訪問(wèn)控制策略直接阻斷所有的DNS請(qǐng)求/回應(yīng)；如果被攻擊的服務(wù)器是DNS相關(guān)服務(wù)器，那么最有效的方法是配置DNS服務(wù)器，只響應(yīng)合法區(qū)域的查詢。不過(guò)這種方法需要一定的專業(yè)知識(shí)，需要運(yùn)維人員介入，同樣是不靈活的。

第三，提供充足的帶寬和性能很強(qiáng)的DNS服務(wù)器，也就是俗稱的“堆機(jī)器，拼資源”，不過(guò)這種方法也如同飲鴆止渴，期望“魔高一尺，道高一丈”是不太現(xiàn)實(shí)的。不過(guò)建議管理人員還是需要對(duì)DNS服務(wù)器的上聯(lián)鏈路的負(fù)載情況及時(shí)做好監(jiān)控，避免因鏈路擁塞導(dǎo)致丟包的情況出現(xiàn)，同時(shí)還是需要在物理帶寬上投入一定的資源以防止上聯(lián)鏈路擁塞。

第四，在互聯(lián)網(wǎng)的核心路由入口側(cè)部署專業(yè)的DDoS流量檢測(cè)設(shè)備和DDos流量清洗設(shè)備，通過(guò)DDoS檢測(cè)設(shè)備與清洗設(shè)備之間進(jìn)行的策略聯(lián)動(dòng)，及時(shí)對(duì)惡意的攻擊行為進(jìn)行發(fā)現(xiàn)、清洗、阻斷，這也是當(dāng)下較為為業(yè)界所認(rèn)可的防護(hù)方案。通過(guò)DNS協(xié)議的自身特點(diǎn)，依托Intel、Tilera和Cavium等高效的硬件平臺(tái)，開(kāi)發(fā)專門針對(duì)DDoS流量清洗的系統(tǒng)。這里可以構(gòu)建專用的DNS防護(hù)算法，如DNS QUERY FLOOD防護(hù)算法、DNS反射攻擊防護(hù)等，用于從根本上過(guò)濾掉攻擊流量。

但對(duì)于大量的中小網(wǎng)站、企業(yè)而言，花費(fèi)重金購(gòu)買防護(hù)資源是不現(xiàn)實(shí)的，不過(guò)現(xiàn)在隨著互聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)的發(fā)展，很多大型互聯(lián)網(wǎng)公司都提供了云主機(jī)服務(wù)，如騰訊云，阿里云等，并且免費(fèi)提供專業(yè)的DDoS檢測(cè)、清洗防護(hù)功能，如果廣大業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)者擔(dān)心自己的業(yè)務(wù)或主機(jī)會(huì)遭受到DDoS攻擊，選擇現(xiàn)有的云服務(wù)也不失為一種有效的解決方案。

除了上述提到的幾種解決方案，還有一些業(yè)界比較成熟的方案值得我們借鑒。比如CloudFlare公司采用的Anycast技術(shù)，該技術(shù)基于IP路由原理實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)流量負(fù)載均衡，在發(fā)生DDoS攻擊時(shí)，這種技術(shù)能夠有效的將攻擊流量分流到不同區(qū)域的防護(hù)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行流量清洗。該方案已經(jīng)成功的在用戶環(huán)境中部署。

最后，隨著網(wǎng)絡(luò)上DDoS攻擊規(guī)模的不斷擴(kuò)大，DDoS工具的自動(dòng)化，資源充足和帶寬充裕，黑客發(fā)起DDoS攻擊成本越來(lái)越低，而針對(duì)DDoS的攻防對(duì)抗，又是一個(gè)博弈對(duì)抗的過(guò)程。在非技術(shù)層面上，事先需要制定好應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)對(duì)措施，如業(yè)務(wù)的自身調(diào)整、與運(yùn)營(yíng)商的溝通和應(yīng)急措施同步。當(dāng)DDoS攻擊發(fā)生時(shí)，需要多個(gè)部門間快速的響應(yīng)，實(shí)施應(yīng)急方案和及時(shí)同步處理結(jié)果。同時(shí)，建議從立法上，對(duì)這類攻擊進(jìn)行嚴(yán)懲，提升攻擊違法的成本。

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