DOS***原理以及常見方法介紹

已經有很多介紹DOS（Denial of Service，即拒絕服務）***的文章，但是，多數人還是不知道DOS到底是什麼，它到底是怎麼實現的。本文主要介紹DOS的機理和常見的實施方法。因前段時間仔細瞭解了TCP/IP協議以及RFC文檔，有點心得。同時，文中有部分內容參考了Shaft的文章翻譯而得。要想了解DOS***得實現機理，必須對TCP有一定的瞭解。
　　
　　1、什麼是DOS***
　　 DOS：即Denial Of Service，拒絕服務的縮寫，可不能認爲是微軟的dos操作系統了。好象在5·1的時候鬧過這樣的笑話。拒絕服務，就相當於必勝客在客滿的時候不再讓人進去一樣，呵呵，你想吃餡餅，就必須在門口等吧。DOS***即讓目標機器停止提供服務或資源訪問。
　　
　　2、有關TCP協議的東西
　　 TCP（transmission control protocol，傳輸控制協議），是用來在不可靠的因特網上提供可靠的、端到端的字節流通訊協議，在RFC793中有正式定義，還有一些解決錯誤的東西在RFC 1122中有記錄，RFC 1323則有TCP的功能擴展。我們常見到的TCP/IP協議中，IP層不保證將數據報正確傳送到目的地，TCP則從本地機器接受用戶的數據流，將其分成不超過64K字節的數據片段，將每個數據片段作爲單獨的IP數據包發送出去，最後在目的地機器中再組合成完整的字節流，TCP協議必須保證可靠性。發送和接收方的TCP傳輸以數據段的形式交換數據，一個數據段包括一個固定的20字節，加上可選部分，後面再跟上數據，TCP協議從發送方傳送一個數據段的時候，還要啓動計時器，當數據段到達目的地後，接收方還要發送回一個數據段，其中有一個確認序號，它等於希望收到的下一個數據段的順序號，如果計時器在確認信息到達前超時了，發送方會重新發送這個數據段。
　　
　　上面，我們總體上了解一點TCP協議，重要的是要熟悉TCP的數據頭（header）。因爲數據流的傳輸最重要的就是header裏面的東西，至於發送的數據，只是header附帶上的。客戶端和服務端的服務響應就是同header裏面的數據相關，兩端的信息交流和交換是根據header中的內容實施的，因此，要實現DOS，就必須對header中的內容非常熟悉。
　　
　　下面是TCP數據段頭格式。RFC793中的
　　（請大家注意網頁顯示空格使下面的格式錯位了）
　　
　　 0 1 2 3
　　 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
　　 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
　　 | Source Port | Destination Port |
　　 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
　　 | Sequence Number |
　　 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
　　 | Acknowledgment Number |
　　 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
　　 | Data | |U|A|P|R|S|F| |
　　 | Offset| Reserved |R|C|S|S|Y|I| Window |
　　 | | |G|K|H|T|N|N| |
　　 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
　　 | Checksum | Urgent Pointer |
　　 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
　　 | Options | Padding |
　　 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
　　 | data |
　　 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
　　
　　 TCP Header Format
　　
　　
　　
　　Source Port和 Destination Port :是本地端口和目標端口
　　Sequence Number 和 Acknowledgment Number ：是順序號和確認號，確認號是希望接收的字節號。這都是32位的，在TCP流中，每個數據字節都被編號。
　　Data offset :表明TCP頭包含多少個32位字，用來確定頭的長度，因爲頭中可選字段長度是不定的。
　　Reserved : 保留的6位，現在沒用，都是0
　　
　　 接下來是6個1位的標誌，這是兩個計算機數據交流的信息標誌。接收和發送斷根據這些標誌來確定信息流的種類。下面是一些介紹：
　　 URG：（Urgent Pointer field significant）緊急指針。用到的時候值爲1，用來處理避免TCP數據流中斷
　　 ACK：（Acknowledgment field significant）置1時表示確認號（Acknowledgment Number）爲合法，爲0的時候表示數據段不包含確認信息，確認號被忽略。
　　 PSH：（Push Function），PUSH標誌的數據，置1時請求的數據段在接收方得到後就可直接送到應用程序，而不必等到緩衝區滿時才傳送。
　　 RST：（Reset the connection）用於復位因某種原因引起出現的錯誤連接，也用來拒絕非法數據和請求。如果接收到RST位時候，通常發生了某些錯誤。
　　 SYN：（Synchronize sequence numbers）用來建立連接，在連接請求中，SYN=1，ACK=0，連接響應時，SYN=1，ACK=1。即，SYN和ACK來區分 Connection Request和Connection Accepted。
　　 FIN：（No more data from sender）用來釋放連接，表明發送方已經沒有數據發送了。
　　
　　 知道這重要的6個指示標誌後，我們繼續來。
　　
　　 16位的WINDOW字段：表示確認了字節後還可以發送多少字節。可以爲0，表示已經收到包括確認號減1（即已發送所有數據）在內的所有數據段。
　　 接下來是16位的Checksum字段，用來確保可靠性的。
　　 16位的Urgent Pointer，和下面的字段我們這裏不解釋了。不然太多了。呵呵，偷懶啊。
　　
　　 我們進入比較重要的一部分：TCP連接握手過程。這個過程簡單地分爲三步。
　　
　　 在沒有連接中，接受方（我們針對服務器），服務器處於LISTEN狀態，等待其他機器發送連接請求。
　　
　　第一步：客戶端發送一個帶SYN位的請求，向服務器表示需要連接，比如發送包假設請求序號爲10，那麼則爲：SYN=10，ACK=0，然後等待服務器的響應。
　　
　　第二步：服務器接收到這樣的請求後，查看是否在LISTEN的是指定的端口，不然，就發送RST=1應答，拒絕建立連接。如果接收連接，那麼服務器發送確認，SYN爲服務器的一個內碼，假設爲100，ACK位則是客戶端的請求序號加1，本例中發送的數據是：SYN=100，ACK=11，用這樣的數據發送給客戶端。向客戶端表示，服務器連接已經準備好了，等待客戶端的確認
　　 這時客戶端接收到消息後，分析得到的信息，準備發送確認連接信號到服務器
　　第三步：客戶端發送確認建立連接的消息給服務器。確認信息的SYN位是服務器發送的ACK位，ACK位是服務器發送的SYN位加1。即：SYN=11，ACK=101。
　　
　　 這時，連接已經建立起來了。然後發送數據，。這是一個基本的請求和連接過程。需要注意的是這些標誌位的關係，比如SYN、ACK。
　　
　　3、服務器的緩衝區隊列（Backlog Queue）
　　服務器不會在每次接收到SYN請求就立刻同客戶端建立連接，而是爲連接請求分配內存空間，建立會話，並放到一個等待隊列中。如果，這個等待的隊列已經滿了，那麼，服務器就不在爲新的連接分配任何東西，直接丟棄新的請求。如果到了這樣的地步，服務器就是拒絕服務了。
　　 如果服務器接收到一個RST位信息，那麼就認爲這是一個有錯誤的數據段，會根據客戶端IP，把這樣的連接在緩衝區隊列中清除掉。這對IP欺騙有影響，也能被利用來做DOS***。
　　　　上面的介紹，我們瞭解TCP協議，以及連接過程。要對SERVER實施拒絕服務***，實質上的方式就是有兩個：
　　　　
　　　　一， 迫使服務器的緩衝區滿，不接收新的請求。
　　　　
　　　　二， 使用IP欺騙，迫使服務器把合法用戶的連接復位，影響合法用戶的連接
　　　　
　　　　這就是DOS***實施的基本思想。具體實現有這樣的方法：
　　　　
　　　　1、SYN FLOOD
　　　　
　　　　利用服務器的連接緩衝區（Backlog Queue），利用特殊的程序，設置TCP的Header，向服務器端不斷地成倍發送只有SYN標誌的TCP連接請求。當服務器接收的時候，都認爲是沒有建立起來的連接請求，於是爲這些請求建立會話，排到緩衝區隊列中。
　　　　
　　　　如果你的SYN請求超過了服務器能容納的限度，緩衝區隊列滿，那麼服務器就不再接收新的請求了。其他合法用戶的連接都被拒絕掉。可以持續你的SYN請求發送，直到緩衝區中都是你的只有SYN標記的請求。
　　　　
　　　　現在有很多實施SYN FLOOD的工具，呵呵，自己找去吧。
　　　　
　　　　2、IP欺騙DOS***
　　　　這種***利用RST位來實現。假設現在有一個合法用戶(1.1.1.1)已經同服務器建立了正常的連接，***者構造***的TCP數據，僞裝自己的 IP爲1.1.1.1，並向服務器發送一個帶有RST位的TCP數據段。服務器接收到這樣的數據後，認爲從1.1.1.1發送的連接有錯誤，就會清空緩衝區中建立好的連接。這時，如果合法用戶1.1.1.1再發送合法數據，服務器就已經沒有這樣的連接了，該用戶就必須從新開始建立連接。
　　　　
　　　　***時，僞造大量的IP地址，向目標發送RST數據，使服務器不對合法用戶服務。
　　　　
　　　　3、 帶寬DOS***
　　　　
　　　　如果你的連接帶寬足夠大而服務器又不是很大，你可以發送請求，來消耗服務器的緩衝區消耗服務器的帶寬。這種***就是人多力量