一種基于跳通道模式的抵御ddos攻擊的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明具體涉及一種基于跳通道模式的抵御DD0S攻擊的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] DD0S的英文全稱是Distributed Denial of Service，中文譯為分布式拒絕服務(wù) 攻擊。STS的英文全稱是Station-to-Station，中文譯為站到站，是將Diffie-Hellman密 鑰協(xié)商方案和一個(gè)安全的交互識別方案結(jié)合在一起。通過對隨機(jī)挑戰(zhàn)進(jìn)行簽名提供了交互 認(rèn)證。
[0003] 互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，一般人都能控制多臺電腦，通過在網(wǎng)上搜索簡單易用的 攻擊工具，就能發(fā)起攻擊，特別是沒有技術(shù)含量的DD0S攻擊，給網(wǎng)絡(luò)安全帶來了從未有過 的技術(shù)挑戰(zhàn)。DD0S是借助于客戶端/服務(wù)器技術(shù)，將多個(gè)計(jì)算機(jī)聯(lián)合起來作為攻擊平臺，對 一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)發(fā)動(dòng)拒絕服務(wù)攻擊，從而成倍地提高拒絕服務(wù)攻擊的威力。拒絕服務(wù)攻擊 即攻擊者想辦法讓目標(biāo)機(jī)器停止提供服務(wù)或資源訪問。這些資源包括磁盤空間、內(nèi)存、進(jìn)程 甚至網(wǎng)絡(luò)帶寬，從而阻止正常用戶的訪問。
[0004] DD0S攻擊通過大量合法的請求占用大量網(wǎng)絡(luò)資源，以達(dá)到癱瘓網(wǎng)絡(luò)的目的。這種 攻擊方式可分為以下幾種：通過使網(wǎng)絡(luò)過載來干擾甚至阻斷正常的網(wǎng)絡(luò)通訊；通過向服務(wù) 器提交大量請求，使服務(wù)器超負(fù)荷；阻斷某一用戶訪問服務(wù)器；阻斷某服務(wù)與特定系統(tǒng)或 個(gè)人的通訊。
[0005] DD0S攻擊會造成以下幾種攻擊現(xiàn)象：被攻擊主機(jī)上有大量等待的TCP連接；網(wǎng)絡(luò) 中充斥著大量的無用的數(shù)據(jù)包；制造高流量無用數(shù)據(jù)，造成網(wǎng)絡(luò)擁塞，使受害主機(jī)無法正常 和外界通訊；利用受害主機(jī)提供的傳輸協(xié)議上的缺陷反復(fù)高速的發(fā)出特定的服務(wù)請求，使 主機(jī)無法處理所有正常請求；嚴(yán)重時(shí)會造成系統(tǒng)死機(jī)。
[0006] 防火墻、入侵檢測等傳統(tǒng)防護(hù)手段本質(zhì)上屬于消極的被動(dòng)式防御，不能滿足現(xiàn)代 網(wǎng)絡(luò)攻防的基本需求，使得防御者在信息戰(zhàn)中十分被動(dòng)。因此，需要研究積極的主動(dòng)式防 護(hù)手段。端信息跳變正是在這種形勢下應(yīng)運(yùn)而生的主動(dòng)防護(hù)技術(shù)，以虛實(shí)變換、干擾迷惑 為指導(dǎo)思想，以端口變換為主要防護(hù)手段，以保障高效且穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)為最終目的。
[0007] 無線通信中的跳頻技術(shù)，通過變換通信頻率以達(dá)到抗干擾和抗截獲的目的，為網(wǎng) 絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)隱蔽通信提供了非常好的借鑒。跳端口技術(shù)，借鑒了在通信領(lǐng)域發(fā)展比較成 熟的跳頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的隱蔽通信。傳統(tǒng)的通信方式是收發(fā)雙方約定一對 固定的端口號，這十分類似無線通信中的定頻通信。攻擊者只要掌握了通信雙方的端口號 或中心頻率，就能全部截獲通信的內(nèi)容。而跳頻通信時(shí)雙方擁有相同的頻點(diǎn)資源和跳頻圖 案，通信時(shí)雙方實(shí)際使用的頻率變化可以高達(dá)每秒幾百次到上千次，第三方企圖通過同步 跟蹤的方法竊取信息是難以實(shí)現(xiàn)的。跳端口通信在通信中的一個(gè)重要特征就是端口號隨機(jī) 跳躍，通信雙方不斷地在新端口號上建立通信連接。跳端口技術(shù)可以是基于數(shù)據(jù)包或是基 于會話的，每一個(gè)數(shù)據(jù)包和每一次會話所使用的端口號都是不一樣的。
[0008] 跳端口通信中的端口變化顯示出的隨機(jī)性，也使其有效提高了特定端口遭到攻擊 時(shí)數(shù)據(jù)通信的成功率。在跳端口通信中，雙方通過連接初始的數(shù)據(jù)交換，擁有約定好的跳端 口圖樣和跳端口時(shí)間，在通信過程中按照跳端口圖樣進(jìn)行端口的跳變，這樣偵聽者就難以 掌握端口跳躍規(guī)律。從而敵方難以跟蹤通信全過程，大大地降低了敵方竊取信息的能力。由 于收端和發(fā)端知道具體的跳端口方式，所以它們之間可以進(jìn)行可靠的通信。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)：
[0010] (1)只在通信一方進(jìn)行跳端口，沒有在通信雙方同時(shí)進(jìn)行跳端口。
[0011] (2)只在TCP/UDP協(xié)議中進(jìn)行跳端口，沒有考慮ICMP、IP等其他協(xié)議通道。
[0012] (3)端口號由查詢表產(chǎn)生，不具有隨機(jī)性。
[0013] (4)數(shù)據(jù)的打包過程沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)的重組和加密，數(shù)據(jù)包容易被拆開。
[0014] (5)在傳輸過程中沒有使用加密算法，安全性不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種抵御DD0S攻擊的多通道跳端口通信模 式，使網(wǎng)絡(luò)之間能夠更加安全地通信。實(shí)現(xiàn)過程為：讓通信雙方臨時(shí)協(xié)商多條不同的通信通 道，讓攻擊者不能確定攻擊目標(biāo)，只要多條通道中任意時(shí)刻有一條通道能正常傳送數(shù)據(jù)，通 信雙方就能維持一條安全的數(shù)據(jù)通道；將臨時(shí)密鑰映射為端口號，端口號隨機(jī)產(chǎn)生，使敵方 難以攻擊到，XML格式定義數(shù)據(jù)包，收到數(shù)據(jù)包后檢查標(biāo)志位，防止丟包和去重，提高了通信 的安全性和可靠性，能有效的抵御DD0S攻擊。
[0016] 具體地，本發(fā)明提供一種基于跳通道模式的抵御DD0S攻擊的方法，所述方法包括 如下步驟：
[0017] ( -）、初始化通信步驟：預(yù)定面向連接的TCP通道，面向無連接的UDP，IP，ICMP等 通道發(fā)送密鑰；
[0018] (二）、密鑰協(xié)商步驟：利用STS算法，通過預(yù)定的多通道進(jìn)行密鑰協(xié)商，產(chǎn)生共享 密鑰TSK ;
[0019] (三）、映射跳變信息步驟；
[0020] (四）、建立新通信步驟：將通道類型和端口號的列表發(fā)送給接收方，接收方發(fā)送 同意通信的通道類型和端口號的列表，進(jìn)行確認(rèn)；
[0021] (五）、XML格式定義數(shù)據(jù)包步驟：設(shè)計(jì)一種XML的消息數(shù)據(jù)格式，攜帶有數(shù)據(jù)包的 唯一性標(biāo)識，攜帶有片段編號用于標(biāo)識分塊數(shù)據(jù)的順序并用于刪除重復(fù)的數(shù)據(jù)包，同時(shí)也 加入加密和簽名；
[0022] (六）、傳遞信息步驟：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的接收隊(duì)列和發(fā)送隊(duì)列；
[0023] (七）、繼續(xù)映射跳變信息，建立新通信，傳遞信息步驟；
[0024] 重復(fù)上述步驟，直到通信結(jié)束。
[0025] 本發(fā)明技術(shù)方案帶來的有益效果：
[0026] -、收發(fā)雙方可利用面向連接的TCP協(xié)議或面向無連接的UDP協(xié)議，IP協(xié)議，ICMP 協(xié)議進(jìn)行多通道跳變通信協(xié)商，難以被攻擊和阻塞，可靠性更高。
[0027] 二、端口隨機(jī)跳變，偵聽者難以掌握跳變規(guī)律，端口幾乎不會遭到攻擊。
[0028] 三、XML格式定義數(shù)據(jù)包，產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)當(dāng)作數(shù)據(jù)包的唯一性標(biāo)識，產(chǎn)生片段編 號用于標(biāo)識分塊數(shù)據(jù)的順序，同時(shí)用于刪除重復(fù)的數(shù)據(jù)包，使敵方難以進(jìn)行攻擊和阻塞。
[0029] 四、在用XML格式定義數(shù)據(jù)包時(shí)，加入加密算法和簽名算法，使用加密算法STS，使 密鑰可以安全穿過不安全網(wǎng)絡(luò)，使敵方難以竊取信息，提高了數(shù)據(jù)的安全性。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明基于跳通道模式的抵御DD0S攻擊的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0032] 本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種抵御DD0S攻擊的多通道跳端口通 信模式，使網(wǎng)絡(luò)之間能夠更加安全地通信。實(shí)現(xiàn)過程為：讓通信雙方臨時(shí)協(xié)商多條不同的通 信通道，讓攻擊者不能確定攻擊目標(biāo)，只要多條通道中任意時(shí)刻有一條通道能正常傳送數(shù) 據(jù)，通信雙方就能維持一條安全的數(shù)據(jù)通道；將臨時(shí)密鑰映射為端口號，端口號隨機(jī)產(chǎn)生， 使敵方難以攻擊到，XML格式定義數(shù)據(jù)包，收到數(shù)據(jù)包后檢查標(biāo)志位，防止丟包和去重，提高 了通信的安全性和可靠性，能有效的抵御DD0S攻擊。
[0033] 如圖1所示，本發(fā)明的具體流程如下：
[0034] (一）初始化通信階段
[0035] 預(yù)定面向連接的TCP通道，面向無連接的UDP，IP，ICMP等通道發(fā)送密鑰，TCP通道 的端口號為1026, UDP通道的端口號為2048, ICMP通道初始化類型