Đang tải... (xem toàn văn)
Khóa luận tốt nghiệp về mô hình tấn công Dos
- - ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Vũ Thanh Tuấn NÂNG CẤP HỆ THỐNG PAC THÊM CHỨC NĂNG TỰ ĐỘNG XÁC ĐỊNH ĐỐI TƯỢNG TẤN CÔNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Mạng truyền thông HÀ NỘI - 2010 - - ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Vũ Thanh Tuấn NÂNG CẤP HỆ THỐNG PAC THÊM CHỨC NĂNG TỰ ĐỘNG XÁC ĐỊNH ĐỐI TƯỢNG TẤN CÔNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Mạng truyền thông Cán bộ hướng dẫn: Ths. Đoàn Minh Phương HÀ NỘI - 2010 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành bài luận tốt nghiệp, lời đầu tiên tôi xin bầy tỏ sự cám ơn tới ThS.Đoàn Minh Phương, người đã giúp tôi lựa chọn đề tài, đưa ra những nhận xét quý giá và trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cám ơn các thầy cô trong khoa CNTT- trường Đại học Công nghệ - ĐHQG Hà Nội đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt khoảng thời gian 4 năm học tập tại trường. Trong quá trình hoàn thành luận văn tốt nghiệp, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, động viên từ bạn bè. Đặc biệt là anh Hoàng Văn Quân (K49CB) người đã góp ý và cùng tôi giải quyết một số vấn đề trong luận văn. Tôi xin gửi lời cám ơn tới những người bạn luôn bên cạnh tôi để chia sẻ những kinh nghiệm trong học tập cũng như cuộc sống. Vũ Thanh Tuấn - - TÓM TẮT NỘI DUNG Trong luận văn tốt nghiệp này tôi chủ yếu giới thiệu về kỹ thuật phát hiện Ddos hiện nay và kỹ thuật ngăn chặn Ddos với giao thức Lan tỏa ngược. Có thể chia thành 4 phần chính. Phần thứ nhất là tổng quan và phân loại tấn công Ddos. Phần thứ 2 là các kỹ thuật phát hiện Ddos hiện nay và đi chi tiết vào kỹ thuật phát hiện Ddos sử dụng “Source IP Address Monitoring”. Phần cuối sẽ giới thiệu giao thức lan tỏa ngược và kết hợp với hệ thống phát hiện ddos mà tôi xây dựng. - - MỤC LỤC Vũ Thanh Tuấn 1 Vũ Thanh Tuấn 2 LỜI MỞ ĐẦU - - Tấn công từ chối dịch vụ phân tán (Distributed Denial of Service-DDos) là một trong những phương pháp tấn công nguy hiểm nhất hiện nay. Việc ngăn chặn hoàn toàn Ddos rất khó có thể thực hiên được do các tính chất của một cuộc tấn công là phân tán trên toàn internet. Do vậy việc phát hiện càng sớm dấu hiệu của cuộc tấn công giúp chúng ta có thể hạn chế tối đa thiệt hại mà một cuộc tấn công Ddos gây nên. Trong luận văn này tôi sẽ xây dựng hệ thống tự động phát hiện và ngăn chặn một cuộc tấn công Ddos kết hợp giao thức lan tỏa ngược để giải quyết vấn đề vừa nêu ở trên. Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ TẤN CÔNG DDOS - - 1.1. Khái niệm Tấn công từ chối dịch vụ phân tán (DDos – Distributed Denial of Service) là hoạt động làm chấm dứt hoặc gián đoạn các dịch vụ tại máy nạn nhân. Tấn công Ddos huy động số lượng lớn các máy bị lợi dụng để tấn công nạn nhân vào một cùng thời điểm. Do DDos có tính chất phân tán nên việc ngăn chặn là rất khó khăn. Việc ngăn chặn DDos không thể từ một máy tính bị tấn công mà phải kết hợp giữa các router để tiến hành phân tích và chặn. Do có số lượng Agent lớn và bao phủ trên diện rộng nên việc phát hiện được các gói tin tấn công nhưng khó có khả năng giải quyết triệt để được DDos. Ở đây Agent là những máy trực tiếp gửi thông điệp tấn công 1.2. Cấu trúc mạng DDos 1.2.1 Tuyển mộ mạng Agent Trước tiên kẻ tấn công phải làm đó là xây dựng lên mạng botnet. Kẻ tấn công tiến hành thăm dò những máy tính nào dễ bị lợi dụng. Quá trình này được gọi là scaning. Scaning có thể được làm bằng tay do kẻ tấn công sử dụng các công cụ hỗ trợ scaning như nmap Các công cụ này đang ngày càng được phát triển hoàn thiện hơn. Một chương trình khác hỗ trợ scaning, nhưng được thực thi một cách hoàn toàn tự động để nhận dạng các máy dễ bị lợi dụng, chương trình này được gọi là internet worm. Các internet worm được thực thi hoàn toàn tự động và các thể dễ dàng lây nhiễm từ máy này sang máy khác. Một worm thường có 3 chức năng chính sau: + Scaning: Tìm kiếm các máy dễ bị lợi dụng + Khai thác: Tiến hành lây nhiễm và điều khiển từ xa + Tải kịch bản tấn công Các worm chọn lựa những địa chỉ để scaning ở các dạng sau: + Lựa chọn bất kì trong 32 bit của địa chỉ IP (IPv4). Hiệu quả của phương pháp này không cao do phải sử dụng rất nhiều địa chỉ IP để scan. + Sử dụng một dải địa chỉ bất kì đã được lựa chọn như chọn 8 bit hoặc 16 bit của địa chỉ IP (IPv4). Quá trình này được dùng để scan những mạng đơn lẻ hoặc một nhóm mạng trong cùng một thời điểm + Tạo ra một danh sách các địa chỉ IP ưu tiên và tiến hành scan. Trong khi scan sẽ bỏ qua những dải IP không tồn tại hoặc có độ bảo mật cao. - - + Sử dụng các thông tin trên máy bị nhiễm. Worm tiến hành phân tích và khai thác các log file trên máy bị nhiễm và scan. Ví dụ như một log file của web browser sẽ lưu trữ những địa chỉ mới truy cập vào website.và một file dùng để lưu trữ những địa chỉ IP đích được giao tiếp thông qua giao thức SSH Một chương trình máy khách được chạy nền trên máy tính bị hại được gọi là một bot, nó sẽ thông báo cho kẻ tấn công các thông tin trạng thái của các máy dễ bị lợi dụng và chờ đợi lệnh điều khiển từ kẻ tấn công để tấn công. 1.2.2 Điều khiển mạng Agent Khi số lượng Agent lớn, có thể lên đến hàng nghìn host. Kẻ tấn công phải có những phương pháp điều khiển mạng lưới Agent.Việc tìm ra những phương pháp tốt sẽ giúp kẻ tấn công dễ dàng thu thập dược các thông tin và hành vi của các Agent Ở đây có hai mô hình chính để kẻ tấn công điều khiển mạng lưới Agent 1.2.1.1 Agent-Handler Hình 1: Mô hình Agent-Handler Trong mô hình này, kẻ tấn công sẽ điều khiển mạng Handler. Các Hanlder sẽ trực tiếp điều khiển các Agent gửi các thông điệp tấn công nạn nhân. Trong mô hình này, kẻ tấn công có thể rất dễ bị phát hiện do các máy Handler phải lưu trữ các thông - - tin về Agent và các Agent phải lưu trữ thông tin về Handler. Do vậy việc truy tìm ngược lại kẻ tấn công hoàn toàn có thể thực hiện được. 1.2.1.2 Internet Relay Chat(IRC)-Based Hình 2: Mô hình IRC-Based Một mô hình khác được triển khai đó là sử dụng hệ thống Internet Relay Chat (IRC). Đầu tiên, Attacker (kẻ tấn công) và Agent sẽ truy cập vào IRC Server như một người dùng bình thường. Các Agent phải học các kênh truyền hiện tại, sau đó sẽ nhảy sang những kênh đó để nhận lệnh điều khiển từ kẻ tấn công thông. Trong mô hình này, kẻ tấn công truy cập vào IRC Server sẽ qua một máy khác, được gọi là Steeping stone để tránh bị phát hiện. 1.2.3 Cập nhật mailware - - Cũng như các phần mềm khác, các chương trình được cài đặt trên Handler hay Agent phải được thường xuyên cập nhật. Hầu hết các công cụ Ddos hiện nay đều yêu cầu kẻ tấn công gửi những dòng lệnh cập nhật trên các Handler và Agent bằng việc download các phiên bản mới hơn qua giao thức http. 1.3 Phân loại tấn công Ddos 1.3.1 Tấn công vào băng thông mạng Trong phương pháp này kẻ tấn công điều khiển mạng lưới Agent đồng loạt gửi các gói tin ICMP hay UDP đến nạn nhân làm cho băng thông mạng của nạn nhân bị quá tải và không thể phục vụ được. Ví dụ như trong trường hợp ICMP flood, nạn nhân sẽ phải gửi trả lại các gói tin ICMP_REPLY tương ứng. Do số lượng của Agent gửi đến nạn nhân rất lớn nên việc gửi lại các gói ICMP_REPLY dẫn đến nghẽn mạng. Trong trường hợp UDP flood cũng tương tự. Phương pháp tấn công này đặc biệt nguy hiểm do không những băng thông mạng của nạn nhân bị quá tải mà còn ảnh hưởng đến các mạng lân cận. Hiện nay, với sự phát triển của các công cụ Ddos, hầu hết đều hỗ trợ giả mạo địa chỉ IP. 1.3.2 Tấn công vào giao thức Điển hình của phương pháp tấn công này là TCP SYN flood. Kẻ tấn công lợi dụng quá trình bắt tay 3 bước trong giao thức TCP. Kẻ tấn công liên tục khởi tạo kết nối TCP. Nạn nhân sẽ tiến hành gửi lại trả lời với SYN và ACK để chờ ACK từ phía máy khách. Tuy nhiên, kẻ tấn công sẽ không gửi ACK đến nạn nhân hay nói cách khác là sẽ không làm gì cả như quá trình bắt tay 3 bước. Cứ như vậy, nạn nhân sẽ tốn nhiều tài nguyên và bộ nhớ để chờ các phiên TCP. Do vậy nạn nhân sẽ không thể phục vụ được do tốn bộ nhớ đề chờ các kết nối ảo do kẻ tấn công khởi tạo. 1.3.3 Tấn công bằng những gói tin khác thường Trong phương pháp này, kẻ tấn công dựa vào các điểm yếu của giao thức mạng. Ví dụ khi tấn công Ping of Death. Kẻ tấn công sẽ gửi một số gói tin ICMP có kích thước lớn hơn kích thước giới hạn. Gói tin sẽ bị chia nhỏ, khi nạn nhân ghép lại nhận thấy rằng là gói tin quá lớn để xử lý. Kết quả là, hệ thống không thể xử lý được tình trạng bất thường này và sẽ bị treo. Một trường hợp khác như tấn công Lan Attack. Kẻ tấn công sẽ gửi các gói tin TCP SYN có địa chỉ nguồn, địa chỉ đích và số cổng giống nhau. Nạn nhân sẽ liên tục khởi tạo và kết nối với chính nó. Do vậy hệ thống sẽ bị treo hoặc bị chậm lại. - - [...]... ăn cắp các thông tin cá nhân của nạn nhân 1.4 Các công cụ DDos 1.4.1 Trinoo Trinoo cho phép kẻ tấn công kiểm soát một số máy để yêu cầu gửi đồng loạt các gói tin UDP làm tê liệt mục tiêu Master Trinoo có thể điều khiển các deamon trinoo như: - Đồng loạt gửi các gói tin UDP - Dừng việc gửi gói tin - Thay đổi cấu hình của các deamon trinoo 1.4.2 Tribe Flood Network (TFN) TFN là công cụ tấn công vào băng... CỞ SỞ PHÂN TÍCH PHÁT HIỆN DDOS 2.1 Hệ thống phát hiện DDos hiện nay Như chúng ta đã thấy, khả năng phát hiện một cuộc tấn công ngay lập tức sẽ ảnh hưởng rất lớn đến quá trình ngăn chặn và làm giảm đến mức thấp nhất tác hại mà một cuộc tấn công DDos gây ra Hiện nay các hệ thống phát hiện đang được phát tri n và khá công phu Hầu hết đã phát hiện được các loại tấn công Dos và DDos nhưng khó có thể đạt được... nhau 4.4 Phát tri n giao thức lan tỏa ngược Như trong phần nghiên cứu của nhóm anh Hoàng Văn Quân đã tri n khai và thực thi được giao thức lan tỏa ngược Nhưng phần rút gọn và chống lừa dối vẫn chưa được tri n khai Trong phần phát tri n giao thức lan tỏa ngược này tôi sẽ phát tri n thêm phần chống lừa dối còn phần rút gọn được anh Nguyễn Thế Hùng cùng nhóm nghiên cứu về lan tỏa ngược này tri n khai 4.4.1... ngắn nhất có thể là vô cùng quan trọng để ngăn chặn tấn công DDos Bởi vậy, cần có một cơ chế phát hiện thật nhanh để gửi thông điệp trong giai đoạn tấn công - - 2.3.2 Một số thuật toán phát hiện DDos Thực tế đã chứng minh, khi các cuộc tấn công DDos xảy ra Lập tức phân tích sẽ thấy được lưu lượng mạng rất khác thường Do đó hầu hết các thuật toán phân tích phát hiện tấn công DDos hiện nay đều dựa trên... 2.2.2 Phản ứng Khi một cuộc tấn công DDos xảy ra Bước đầu tiên và cũng là quan trọng nhất là phát hiện chính xác các gói tin tấn công Hệ thống phòng thủ phải đáp ứng trong thời gian thực, đặc biệt là tốc độ phản ứng phải cao Tránh trường hợp chặn nhầm gói tin hợp lệ 2.3 Phân tích phát hiện các cuộc tấn công DDos 2.3.1 Tổng quan về phát hiện các cuộc tấn công DDos - Phát hiện ở gần nguồn tấn công Giả... hoặc có thể giả vờ đặt bộ lọc Đặt bộ lọc ngay với thời gian đặt là thời gian còn lại 4.4.4 Tri n khai Do việc cài đặt và tri n khai giao thức lan tỏa ngược đã thành công Nên trong khóa luận này tôi vẫn sử dụng mô hình được tri n khai và thêm chức năng chống lừa dối.Mô hình tri n khai như sau: Hình 8: Mô hình tri n khai chống lừa dối Giả sử máy C9 và C10 (Agent) cùng ping đến địa chỉ của S1 (nạn nhân)... phân biệt một sự tấn công với các hoạt động bình thường 2.2 Các yêu cầu đối với môt hệ thống phát hiện DDos 2.2.1 Phát hiện nhiều cơ chế Hiện nay các hình thức tấn công Ddos rất đa dạng và luôn được phát tri n không ngừng Càng ngày càng có nhiều kiểu tấn công mới Do vậy, một hệ thống phát hiện Ddos thật sự hiệu quả khi phát hiện được hầu hết các kiểu tấn công Luôn đánh giá được hệ thống mạng khi có... hiện điểm thay đổi và phân tích wavelet Mức độ phân tích: Khi phân tích các chi tiết các thông số, các mức độ nguy hiểm sẽ được gán Sau đây, tôi sẽ giới thiệu tổng quan về các thuật toán phát hiện DDos hiện nay Nếu muốn tìm hiểu kỹ hơn về các thuật toán nêu ở dưới thì có thể tham khảo trong [4] phần tài liệu tham khảo - - 2.3.2.1 Số lượng lớn lưu lượng - Thuật toán Adaptive Threshold (ngưỡng giới hạn... thực nghiệm chống lừa dối - - Chương 5: TRI N KHAI HỆ THỐNG PHÁT HIỆN NGĂN CHẶN TỰ ĐỘNG KẾT HỢP GIAO THỨC LAN TỎA NGƯỢC 5.1 Đánh giá hiệu quả của hệ thống Do DDos là một cuộc tấn công rất nguy hiểm và có tính chất phân tán Trong thực tế một cuộc tấn công DDos có thể lên tới hàng nghìn host bị động tấn công nạn nhân Bởi vậy việc ngăn chặn hoàn toàn một cuộc tấn công DDos là vô cùng khó Hệ thống phát hiện... sẽ hoạt động bình thường và những gói tin tấn công sẽ bị chặn 5.3 Tri n khai hệ thống Do đây mới là mô hình thí nghiệm nên việc tri n khai cũng ở quy mô đơn giản Việc trình bày về kỹ thuật phát hiện khá chi tiết ở trên nên việc tri n khai cũng không quá khó khăn Tiến hành thiết lập mô hình mạng như sau - - Hình 10: Sơ đồ hệ thống Server S1 là nạn nhân R2 là gateway của nạn nhân R3, R4 là router lõi . công cụ DDos 1.4.1 Trinoo Trinoo cho phép kẻ tấn công kiểm soát một số máy để yêu cầu gửi đồng loạt các gói tin UDP làm tê liệt mục tiêu. Master Trinoo. tấn công DDos gây ra. Hiện nay các hệ thống phát hiện đang được phát tri n và khá công phu. Hầu hết đã phát hiện được các loại tấn công Dos và DDos nhưng
