CN106487790A - 一种ack flood攻击的清洗方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种ACK FLOOD攻击的清洗方法及系统通过丢弃首报文的SYN连接认证方式，不需要发送什么数据到源地址，简化了网络部署，且降低了对清洗设备的性能消耗，加上对SYN重发时间和重发次数的限制，有效的阻止了攻击者对于连接伪造的可能性，在此基础上，再作ACK报文的过滤，仅允许具备合法连接标识的ACK报文通过，从而能准确而且能够取得最大的性能效果。本发明可广泛应用于ACK攻击防御技术中。

Description

一种ACK FLOOD攻击的清洗方法及系统
技术领域
本发明涉及计算机网络技术领域，尤其涉及一种ACK FLOOD攻击的清洗方法及系统。
背景技术
拒绝服务攻击（DoS, Denial of Service）是指利用各种服务请求耗尽被攻击网络的系统资源，从而使被攻击网络无法处理合法用户的请求。而随着僵尸网络的兴起，同时由于攻击方法简单、影响较大、难以追查等特点，又使得分布式拒绝服务攻击（DDoS，Distributed Denial of Service）得到快速壮大和日益泛滥。成千上万主机组成的僵尸网络为DDoS攻击提供了所需的带宽和主机，形成了规模巨大的攻击和网络流量，对被攻击网络造成了极大的危害。
随着DDoS攻击技术的不断提高和发展，ISP、ICP、IDC等运营商面临的安全和运营挑战也不断增多，运营商必须在DDoS威胁影响关键业务和应用之前，对流量进行检测并加以清洗，确保网络正常稳定的运行以及业务的正常开展。同时，对DDoS攻击流量的检测和清洗也可以成为运营商为用户提供的一种增值服务，以获得更好的用户满意度。
ACK_FLOOD攻击是目前出现的多种DDOS攻击中，出现率是比较少的，且对于被攻击者的危害，也是多种攻击方式中较低的，虽然如此，但若ACK攻击流量足以阻塞被攻击者的传输带宽，被攻击者同样面临无法提供正常服务的困境，而且ACK攻击比较难以过滤。
目前的ACK FLOOD攻击清洗方法一般有两种，其一是使用限流ACK的方式；其二是根据ACK五元组是否存在活动连接以此来允许或禁止ACK报文的通过。
以上两种方法都有明显的缺点，第一种限流ACK方法不管正常或是攻击的ACK报文，都有可能被丢弃或通过，这种清洗ACK攻击的方式收效甚微，只能用来保证其他相邻的服务器不受影响；而第二种只简单的验证ACK五元组是否存在活动连接，也只能应对较简单随机的ACK攻击，如果攻击者同时发送相同五元组的SYN与ACK报文攻击，或者频繁使用相同五元组的ACK报文来攻击，此种清洗方法也无法进行有效的应对。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能有效阻止伪造连接，且准确性较高的一种ACK FLOOD攻击的清洗方法及系统。
本发明所采取的技术方案是：
一种ACK FLOOD攻击的清洗方法，包括以下步骤：
A、建立标识状态数组；
B、当接收到报文时，获取该报文的总长度和报文的五元组信息；
C、判断该报文的类型是否为SYN报文且报文的总长度是否大于预设的长度阈值，若是，则丢弃该报文；反之，则执行步骤D；
D、判断该报文是否为首个报文，若是，则执行步骤E；反之，则执行步骤F；
E、判断该报文的类型是否为SYN报文，若是，则将连接状态设为连接建立中，将重复建立次数设为0，将最后连接时间设为当前时间，并丢弃该报文；反之，则丢弃该报文；
F、判断该报文的类型是否为SYN报文，若是，则进行SYN重传检测；反之，则进行ACK报文检测。
作为所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗方法的进一步改进，所述步骤D具体包括：
D1、根据报文的五元组信息，对其进行哈希计算，得到该报文对应的哈希值；
D2、判断该哈希值是否在标识状态数组中，若是，则将该哈希值存入标识状态数组中，并执行步骤E；反之，则执行步骤F。
作为所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗方法的进一步改进，所述步骤F中的SYN重传检测，其具体包括：
F11、判断当前时间与最后连接时间之差是否大于预设的间隔时间且重复建立次数是否少于预设的连接次数，若是，则执行步骤F12；反之，则执行步骤F13；
F12、将重复建立次数进行自加1，并将最后连接时间更新为当前时间，并放行该报文；
F13、将最后连接时间更新为当前时间，并丢弃该报文。
作为所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗方法的进一步改进，所述步骤F中的ACK报文检测，其具体包括：
F21、判断该报文的类型是否为ACK报文，若是，则执行步骤F22；反之，则放行该报文；
F22、判断连接状态是否为建立成功，若是，则放行该报文；反之，则执行步骤F23；
F23、判断重复建立次数是否大于0，若是，则将连接状态设为建立成功，并将重复建立次数设为0，进而放行该报文；反之，则丢弃该报文。
作为所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗方法的进一步改进，所述的五元组信息包括源地址、目标地址、源端口、目标端口和IP协议号。
本发明所采用的另一技术方案是：
一种ACK FLOOD攻击的清洗系统，包括：
数组建立单元，用于建立标识状态数组；
信息获取单元，用于当接收到报文时，获取该报文的总长度和报文的五元组信息；
长度判断单元，用于判断该报文的类型是否为SYN报文且报文的总长度是否大于预设的长度阈值，若是，则丢弃该报文；反之，则执行首报文判断单元；
首报文判断单元，用于判断该报文是否为首个报文，若是，则执行首报文处理单元；反之，则执行重传报文处理单元；
首报文处理单元，用于判断该报文的类型是否为SYN报文，若是，则将连接状态设为连接建立中，将重复建立次数设为0，将最后连接时间设为当前时间，并丢弃该报文；反之，则丢弃该报文；
重传报文处理单元，用于判断该报文的类型是否为SYN报文，若是，则进行SYN重传检测；反之，则进行ACK报文检测。
作为所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗系统的进一步改进，所述首报文判断单元具体包括：
哈希值计算单元，用于根据报文的五元组信息，对其进行哈希计算，得到该报文对应的哈希值；
哈希值判断单元，用于判断该哈希值是否在标识状态数组中，若是，则将该哈希值存入标识状态数组中，并执行首报文处理单元；反之，则执行重传报文处理单元。
作为所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗系统的进一步改进，所述重传报文处理单元中的SYN重传检测，其具体包括：
重传判断单元，用于判断当前时间与最后连接时间之差是否大于预设的间隔时间且重复建立次数是否少于预设的连接次数，若是，则执行SYN重传处理单元；反之，则执行SYN非重传处理单元；
SYN重传处理单元，用于将重复建立次数进行自加1，并将最后连接时间更新为当前时间，并放行该报文；
SYN非重传处理单元，用于将最后连接时间更新为当前时间，并丢弃该报文。
作为所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗系统的进一步改进，所述重传报文处理单元中的ACK报文检测，其具体包括：
ACK判断单元，用于判断该报文的类型是否为ACK报文，若是，则执行状态判断单元；反之，则放行该报文；
状态判断单元，用于判断连接状态是否为建立成功，若是，则放行该报文；反之，则执行建立次数判断单元；
建立次数判断单元，用于判断重复建立次数是否大于0，若是，则将连接状态设为建立成功，并将重复建立次数设为0，进而放行该报文；反之，则丢弃该报文。
作为所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗系统的进一步改进，所述的五元组信息包括源地址、目标地址、源端口、目标端口和IP协议号。
本发明的有益效果是：
本发明一种ACK FLOOD攻击的清洗方法及系统通过丢弃首报文的SYN连接认证方式，不需要发送什么数据到源地址，简化了网络部署，且降低了对清洗设备的性能消耗，加上对SYN重发时间和重发次数的限制，有效的阻止了攻击者对于连接伪造的可能性，在此基础上，再作ACK报文的过滤，仅允许具备合法连接标识的ACK报文通过，从而能准确而且能够取得最大的性能效果。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明一种ACK FLOOD攻击的清洗方法的步骤流程图；
图2是本发明一种ACK FLOOD攻击的清洗方法中首报文判断的步骤流程图；
图3是本发明一种ACK FLOOD攻击的清洗方法中SYN重传检测的步骤流程图；
图4是本发明一种ACK FLOOD攻击的清洗方法中ACK报文检测的步骤流程图；
图5是本发明一种ACK FLOOD攻击的清洗系统的模块方框图。
具体实施方式
参考图1，本发明一种ACK FLOOD攻击的清洗方法，包括以下步骤：
A、建立标识状态数组；
B、当接收到报文时，获取该报文的总长度和报文的五元组信息；
C、判断该报文的类型是否为SYN报文且报文的总长度是否大于预设的长度阈值，若是，则丢弃该报文；反之，则执行步骤D；
D、判断该报文是否为首个报文，若是，则执行步骤E；反之，则执行步骤F；
E、判断该报文的类型是否为SYN报文，若是，则将连接状态设为连接建立中，将重复建立次数设为0，将最后连接时间设为当前时间，并丢弃该报文；反之，则丢弃该报文；
F、判断该报文的类型是否为SYN报文，若是，则进行SYN重传检测；反之，则进行ACK报文检测。
其中，本发明先是通过检测报文长度从而避免变种的大流量SYN攻击，然后再通过丢弃首报文的SYN连接认证方式并且限制SYN重发的间隔时间和SYN重发次数的基础上，来建立正常的五元组连接标识后，根据已经建立的连接标识来识别ACK报文并允许或禁止其通过。
参考图2，进一步作为优选的实施方式，所述步骤D具体包括：
D1、根据报文的五元组信息，对其进行哈希计算，得到该报文对应的哈希值；
D2、判断该哈希值是否在标识状态数组中，若是，则将该哈希值存入标识状态数组中，并执行步骤E；反之，则执行步骤F。
参考图3，进一步作为优选的实施方式，所述步骤F中的SYN重传检测，其具体包括：
F11、判断当前时间与最后连接时间之差是否大于预设的间隔时间且重复建立次数是否少于预设的连接次数，若是，则执行步骤F12；反之，则执行步骤F13；
F12、将重复建立次数进行自加1，并将最后连接时间更新为当前时间，并放行该报文；
F13、将最后连接时间更新为当前时间，并丢弃该报文。
参考图4，进一步作为优选的实施方式，所述步骤F中的ACK报文检测，其具体包括：
F21、判断该报文的类型是否为ACK报文，若是，则执行步骤F22；反之，则放行该报文；
F22、判断连接状态是否为建立成功，若是，则放行该报文；反之，则执行步骤F23；
F23、判断重复建立次数是否大于0，若是，则将连接状态设为建立成功，并将重复建立次数设为0，进而放行该报文；反之，则丢弃该报文。
进一步作为优选的实施方式，所述的五元组信息包括源地址、目标地址、源端口、目标端口和IP协议号。
本发明实施例中，预设的长度阈值为100，预设的间隔时间为1s，预设的连接次数为10次，
S1、建立标识状态数组；
S2、当接收到报文时，获取该报文的总长度和报文的五元组信息；
S3、判断该报文的类型是否为SYN报文且报文的总长度是否大于100，若是，则丢弃该报文；反之，则执行步骤S4；
S4、根据报文的五元组信息，对其进行哈希计算，得到该报文对应的哈希值；
S5、判断该哈希值是否在标识状态数组中，若是，则将该哈希值存入标识状态数组中，并执行步骤S6；反之，则执行步骤S7；
S6、判断该报文的类型是否为SYN报文，若是，则将连接状态设为连接建立中，将重复建立次数设为0，将最后连接时间设为当前时间，并丢弃该报文；反之，则丢弃该报文；
S7、判断该报文的类型是否为SYN报文，若是，则进行SYN重传检测；反之，则进行ACK报文检测。
所述SYN重传检测的实施例如下：
S711、判断当前时间与最后连接时间之差是否大于预设的间隔时间且重复建立次数是否少于10次，若是，则执行步骤S712；反之，则执行步骤S713；
S712、将重复建立次数进行自加1，并将最后连接时间更新为当前时间，并放行该报文；
S713、将最后连接时间更新为当前时间，并丢弃该报文。
所述的ACK报文检测的实施例如下：
S721、判断该报文的类型是否为ACK报文，若是，则执行步骤S722；反之，则放行该报文；
S722、判断连接状态是否为建立成功，若是，则放行该报文；反之，则执行步骤S723；
S723、判断重复建立次数是否大于0，若是，则将连接状态设为建立成功，并将重复建立次数设为0，进而放行该报文；反之，则丢弃该报文。
参考图5，本发明一种ACK FLOOD攻击的清洗系统，包括：
数组建立单元，用于建立标识状态数组；
信息获取单元，用于当接收到报文时，获取该报文的总长度和报文的五元组信息；
长度判断单元，用于判断该报文的类型是否为SYN报文且报文的总长度是否大于预设的长度阈值，若是，则丢弃该报文；反之，则执行首报文判断单元；
首报文判断单元，用于判断该报文是否为首个报文，若是，则执行首报文处理单元；反之，则执行重传报文处理单元；
首报文处理单元，用于判断该报文的类型是否为SYN报文，若是，则将连接状态设为连接建立中，将重复建立次数设为0，将最后连接时间设为当前时间，并丢弃该报文；反之，则丢弃该报文；
重传报文处理单元，用于判断该报文的类型是否为SYN报文，若是，则进行SYN重传检测；反之，则进行ACK报文检测。
进一步作为优选的实施方式，所述首报文判断单元具体包括：
哈希值计算单元，用于根据报文的五元组信息，对其进行哈希计算，得到该报文对应的哈希值；
哈希值判断单元，用于判断该哈希值是否在标识状态数组中，若是，则将该哈希值存入标识状态数组中，并执行首报文处理单元；反之，则执行重传报文处理单元；
进一步作为优选的实施方式，所述重传报文处理单元中的SYN重传检测，其具体包括：
重传判断单元，用于判断当前时间与最后连接时间之差是否大于预设的间隔时间且重复建立次数是否少于预设的连接次数，若是，则执行SYN重传处理单元；反之，则执行SYN非重传处理单元；
SYN重传处理单元，用于将重复建立次数进行自加1，并将最后连接时间更新为当前时间，并放行该报文；
SYN非重传处理单元，用于将最后连接时间更新为当前时间，并丢弃该报文。
进一步作为优选的实施方式，所述重传报文处理单元中的ACK报文检测，其具体包括：
ACK判断单元，用于判断该报文的类型是否为ACK报文，若是，则执行状态判断单元；反之，则放行该报文；
状态判断单元，用于判断连接状态是否为建立成功，若是，则放行该报文；反之，则执行建立次数判断单元；
建立次数判断单元，用于判断重复建立次数是否大于0，若是，则将连接状态设为建立成功，并将重复建立次数设为0，进而放行该报文；反之，则丢弃该报文。
进一步作为优选的实施方式，所述的五元组信息包括源地址、目标地址、源端口、目标端口和IP协议号。
从上述内容可知，本发明一种ACK FLOOD攻击的清洗方法及系统先是通过合法连接的认证识别，可以过滤较简单随机的ACK攻击报文，因此类报文普遍不存在活动的连接标识，然后通过丢弃首报文的SYN连接认证方式，不需要发送什么数据到源地址，简化了网络部署，且降低了对清洗设备的性能消耗，加上对SYN重发时间和重发次数的限制，有效的阻止了攻击者对于连接伪造的可能性，在此基础上，再作ACK报文的过滤，仅允许具备合法连接标识的ACK报文通过，从而能准确而且能够取得最大的性能效果。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种ACK FLOOD攻击的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、建立标识状态数组；
B、当接收到报文时，获取该报文的总长度和报文的五元组信息；
C、判断该报文的类型是否为SYN报文且报文的总长度是否大于预设的长度阈值，若是，则丢弃该报文；反之，则执行步骤D；
D、判断该报文是否为首个报文，若是，则执行步骤E；反之，则执行步骤F；
E、判断该报文的类型是否为SYN报文，若是，则将连接状态设为连接建立中，将重复建立次数设为0，将最后连接时间设为当前时间，并丢弃该报文；反之，则丢弃该报文；
F、判断该报文的类型是否为SYN报文，若是，则进行SYN重传检测；反之，则进行ACK报文检测。
2.根据权利要求1所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗方法，其特征在于：所述步骤D具体包括：
D1、根据报文的五元组信息，对其进行哈希计算，得到该报文对应的哈希值；
D2、判断该哈希值是否在标识状态数组中，若是，则将该哈希值存入标识状态数组中，并执行步骤E；反之，则执行步骤F。
3.根据权利要求1所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗方法，其特征在于：所述步骤F中的SYN重传检测，其具体包括：
F11、判断当前时间与最后连接时间之差是否大于预设的间隔时间且重复建立次数是否少于预设的连接次数，若是，则执行步骤F12；反之，则执行步骤F13；
F12、将重复建立次数进行自加1，并将最后连接时间更新为当前时间，并放行该报文；
F13、将最后连接时间更新为当前时间，并丢弃该报文。
4.根据权利要求1所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗方法，其特征在于：所述步骤F中的ACK报文检测，其具体包括：
F21、判断该报文的类型是否为ACK报文，若是，则执行步骤F22；反之，则放行该报文；
F22、判断连接状态是否为建立成功，若是，则放行该报文；反之，则执行步骤F23；
F23、判断重复建立次数是否大于0，若是，则将连接状态设为建立成功，并将重复建立次数设为0，进而放行该报文；反之，则丢弃该报文。
5.根据权利要求1所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗方法，其特征在于：所述的五元组信息包括源地址、目标地址、源端口、目标端口和IP协议号。
6.一种ACK FLOOD攻击的清洗系统，其特征在于，包括：
数组建立单元，用于建立标识状态数组；
信息获取单元，用于当接收到报文时，获取该报文的总长度和报文的五元组信息；
长度判断单元，用于判断该报文的类型是否为SYN报文且报文的总长度是否大于预设的长度阈值，若是，则丢弃该报文；反之，则执行首报文判断单元；
首报文判断单元，用于判断该报文是否为首个报文，若是，则执行首报文处理单元；反之，则执行重传报文处理单元；
首报文处理单元，用于判断该报文的类型是否为SYN报文，若是，则将连接状态设为连接建立中，将重复建立次数设为0，将最后连接时间设为当前时间，并丢弃该报文；反之，则丢弃该报文；
重传报文处理单元，用于判断该报文的类型是否为SYN报文，若是，则进行SYN重传检测；反之，则进行ACK报文检测。
7.根据权利要求6所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗系统，其特征在于：所述首报文判断单元具体包括：
哈希值计算单元，用于根据报文的五元组信息，对其进行哈希计算，得到该报文对应的哈希值；
哈希值判断单元，用于判断该哈希值是否在标识状态数组中，若是，则将该哈希值存入标识状态数组中，并执行首报文处理单元；反之，则执行重传报文处理单元。
8.根据权利要求6所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗系统，其特征在于：所述重传报文处理单元中的SYN重传检测，其具体包括：
重传判断单元，用于判断当前时间与最后连接时间之差是否大于预设的间隔时间且重复建立次数是否少于预设的连接次数，若是，则执行SYN重传处理单元；反之，则执行SYN非重传处理单元；
SYN重传处理单元，用于将重复建立次数进行自加1，并将最后连接时间更新为当前时间，并放行该报文；
SYN非重传处理单元，用于将最后连接时间更新为当前时间，并丢弃该报文。
9.根据权利要求6所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗系统，其特征在于：所述重传报文处理单元中的ACK报文检测，其具体包括：
ACK判断单元，用于判断该报文的类型是否为ACK报文，若是，则执行状态判断单元；反之，则放行该报文；
状态判断单元，用于判断连接状态是否为建立成功，若是，则放行该报文；反之，则执行建立次数判断单元；
建立次数判断单元，用于判断重复建立次数是否大于0，若是，则将连接状态设为建立成功，并将重复建立次数设为0，进而放行该报文；反之，则丢弃该报文。
10.根据权利要求6所述的一种ACK FLOOD攻击的清洗系统，其特征在于：所述的五元组信息包括源地址、目标地址、源端口、目标端口和IP协议号。
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