申論題

利用 SYN Cookie 避免 TCP SYN Flood 攻擊

SYN Cookie 是一種防禦 TCP SYN Flood 攻擊的技術。它的主要原理是在 TCP 連接建立過程中避免分配系統資源，從而防止攻擊者耗盡伺服器資源。

TCP SYN Flood 攻擊回顧

在 TCP 三次握手過程中，伺服器在收到 SYN 請求後會回應 SYN-ACK 並等待最終的 ACK 回應。在這期間，伺服器需要為每個未完成的連接分配資源。如果攻擊者發送大量的偽造 SYN 請求而不回應 SYN-ACK，伺服器資源將被耗盡，導致拒絕服務（DoS）。

SYN Cookie 的工作原理

SYN Cookie 技術的核心思想是：在收到 SYN 請求時，不立即分配資源，而是生成一個加密的 SYN Cookie 作為 SYN-ACK 的一部分返回給客戶端，並推遲資源分配直到收到最終的 ACK。

1. 生成 SYN Cookie：

   • 當伺服器收到 SYN 請求時，根據客戶端的 IP 地址、端口號和時間戳等信息生成一個加密的數據，稱為 SYN Cookie。
   • SYN Cookie 被嵌入到 TCP 序列號中作為 SYN-ACK 的一部分返回給客戶端。

2. 驗證 SYN Cookie：

   • 當伺服器收到客戶端的最終 ACK 回應時，從 ACK 中提取序列號並驗證它是否匹配之前生成的 SYN Cookie。
   • 如果驗證成功，則認為這是一個合法的連接，伺服器此時才分配資源並完成連接建立。

3. 拒絕非法連接：

   • 如果沒有收到最終的 ACK 或者驗證失敗，伺服器不會分配任何資源，從而防止了資源的浪費。

SYN Cookie 的優點

• 資源保護：在連接真正建立之前不分配資源，有效防止了 TCP SYN Flood 攻擊。
• 兼容性：SYN Cookie 技術對合法的 TCP 連接是透明的，不影響正常的連接建立。
• 效率高：實現簡單，對系統性能影響較小。

實現 SYN Cookie

在 Linux 系統中，可以通過以下命令啟用 SYN Cookie：

這將在系統層面啟用 SYN Cookie，保護伺服器免受 TCP SYN Flood 攻擊。

結論

SYN Cookie 是一種有效的防禦 TCP SYN Flood 攻擊的技術。通過在連接建立過程中延遲資源分配，SYN Cookie 保護伺服器資源，確保其不被攻擊者輕易耗盡。這種技術簡單高效，是許多高流量服務器的標準防護措施之一。