DDoS-атака: что такое, как работает

Distributed Denial of Service или «Распределенный отказ от обслуживания» — нападение на информационную систему для того, чтобы та не имела возможности обрабатывать пользовательские запросы. Простыми словами, DDoS заключается в подавлении веб-ресурса или сервера трафиком из огромного количества источников, что делает его недоступным. Часто такое нападение проводится, чтобы спровоцировать перебои в работе сетевых ресурсов в крупной фирме или государственной организации

DDoS-атака похожа на другую распространённую веб-угрозу — «Отказ в обслуживании» (Denial of Service, DoS). Единственное различие в том, что обычное распределенное нападение идет из одной точки, а DDos-атака более масштабна и идет из разных источников.

Основная цель DDoS-атаки — сделать веб-площадку недоступной для посетителей, заблокировав её работу. Но бывают случаи, когда подобные нападения производятся для того, чтобы отвлечь внимание от других вредных воздействий. DDoS-атака может, например, проводиться при взломе системы безопасности с целью завладеть базой данных организации.

DDoS-атаки появились в поле общественного внимания в 1999 году, когда произошла серия нападений на сайты крупных компаний (Yahoo, eBay, Amazon, CNN). С тех пор, этот вид кибер-преступности развился в угрозу глобального масштаба. По данным специалистов, за последние годы их частота возросла в 2,5 раза, а предельная мощность стала превышать 1 Тбит/сек. Жертвой DDoS-атаки хотя бы раз становилась каждая шестая российская компания. К 2020 году их общее число достигнет 17 миллионов.

1. Личная неприязнь. Она нередко подталкивает злоумышленников на то, чтобы атаковать корпорации или правительственные компании. Например, в 1999 году было совершено нападение на веб-узлы ФБР, вследствие чего они вышли из строя на несколько недель. Случилось это из-за того, что ФБР начало масштабный рейд на хакеров.

2. Политический протест. Обычно такие атаки проводят хактивисты — IT-специалисты с радикальными взглядами на гражданский протест. Известный пример — серия кибер-атак на эстонские государственные учреждения в 2007 году. Их вероятной причиной послужила возможность сноса Памятника Воину-освободителю в Таллине.

3. Развлечение. Сегодня все большее количество людей увлекаются DDoS и желают попробовать свои силы. Новички-хакеры нередко устраивают нападения, чтобы развлечься.

4. Вымогательство и шантаж. Перед тем, как запускать атаку, хакер связывается с владельцем ресурса и требует выкуп.

5. Конкуренция. DDoS-атаки могут быть заказаны от недобросовестной компании с целью повлиять на своих конкурентов.

DDoS могут разрушить сайты любого масштаба, начиная от обычных блогов и заканчивая крупнейшими корпорациями, банками и другими финансовыми учреждениями.

Согласно исследованиям, проведенным «Лабораторией Касперского», нападение может стоить фирме до 1,6 млн долларов. Это серьезный урон, ведь атакованный веб-ресурс на какое-то время не может обслуживании, из-за чего происходит простой.

Чаще всего от DDoS-атак страдают сайты и сервера:

• крупных компаний и государственных учреждений;

• финансовых учреждений (банков, управляющих компаний);

• купонных сервисов;

• медицинских учреждений;

• платежных систем;

• СМИ и информационных агрегаторов;

• интернет-магазинов и предприятий электронной коммерции;

• онлайн-игр и игровых сервисов;

• бирж криптовалюты.

Не так давно к печальному списку частых жертв DDoS-атак добавилось и подключённое к интернету оборудование, получившее общее название «интернет вещей» (Internet of Things, IoT). Самую большую динамику роста на этом направлении показывают кибер-нападения с целью нарушить работу онлайн-касс больших магазинов или торговых центров.

Все веб-серверы имеют свои ограничения по числу запросов, которые они могут обрабатывать одновременно. Кроме этого, предусмотрен предел для пропускной способности канала, соединяющего Сеть и сервер. Чтобы обойти эти ограничения, ззлоумышленники создают компьютерную сеть с вредоносным программным обеспечением, называемую «ботнет» или «зомби-сеть».

Для создания ботнета кибер-преступники распространяют троян через e-mail рассылки, социальные сети или сайты. Компьютеры, входящие в ботнет не имеют физической связи между собой. Их объединяет только «служение» целям хозяина-хакера.

В ходе DDoS-атаки хакер отправляет команды «зараженным» компьютерам-зомби, а те начинают наступление. Ботнеты генерируют огромный объем трафика, способный перегрузить любую систему. Основными «объектами» для DDoS обычно становится пропускной канал сервера, DNS-сервер, а также само интернет-соединение.

Когда действия злоумышленников достигают своей цели, это моментально можно определить по сбоям в работе сервера или размещённого там ресурса. Но есть ряд косвенных признаков, по которым о DDoS-атаке можно узнать ещё в самом её начале.

• Серверное ПО и ОС начинают часто и явно сбоить — зависать, некорректно завершать работу и т. д.

• Резко возросшая нагрузка на аппаратные мощности сервера, резко отличающаяся от среднедневных показателей.

• Стремительное увеличение входящего трафика в одном или ряде портов.

• Многократно дублированные однотипные действия клиентов на одном ресурсе (переход на сайт, закачка файла).

• При анализе логов (журналов действий пользователей) сервера, брандмауэра или сетевых устройств выявлено много запросов одного типа из разных источников к одному порту или сервису. Следует особо насторожиться, если аудитория запросов резко отличается от целевой для сайта или сервиса.

Протокольное наступление (транспортный уровень)

DDoS-атака направлена на сетевой уровень сервера или веб-ресурса, поэтому её часто называют атакой сетевого уровня или транспортного уровня. Её цель— привести к перегрузке табличного пространства на межсетевом экране со встроенным журналом безопасности (брандмауэре), в центральной сети или в системе, балансирующей нагрузку.

Самый распространённый метод DDoS на транспортном уровне — сетевой флуд, создание огромного потока запросов-пустышек на разных уровнях, с которыми физически не может справится принимающий узел.

Обычно сетевая служба применяет правило FIFO, согласно которому компьютер не переходит к обслуживанию второго запроса, пока не обработает первый. Но при атаке количество запросов настолько возрастает, что устройству недостает ресурсов для того, чтобы завершить работу с первым запросом. В итоге, флуд максимально насыщает полосу пропускания и наглухо забивает все каналы связи.

Распространённые виды сетевого флуда

• HTTP-флуд — на атакуемый сервер отправляется масса обычных или шифрованных HTTP-сообщений, забивающих узлы связи.

• ICMP-флуд — ботнет злоумышленника перегружает хост-машину жертвы служебными запросами, на которые она обязана давать эхо-ответы. Частный пример такого типа атак — Ping-флуд или Smurf-атака, когда каналы связи заполняются ping-запросами, использующимися для проверки доступности сетевого узла. Именно из-за угрозы ICMP-флуда системные администраторы зачастую целиком блокируют возможность делать ICMP-запросы с помощью фаервола.

• SYN-флуд — атака воздействует на один из базовых механизмов действия протокола TCP, известного как принцип «тройного рукопожатия» (алгоритм «запрос-ответ»: SYN пакет — SYN-ACK пакет — ACK пакет). Жертву заваливают валом фальшивых SYN-запросов без ответа. Канал пользователя забивается очередью TCP-подключений от исходящих соединений, ожидающих ответного ACK пакета.

• UDP-флуд — случайные порты хост-машины жертвы заваливаются пакетами по протоколу UDP, ответы на которые перегружает сетевые ресурсы. Разновидность UDP-флуда, направленная на DNS-сервер, называется DNS-флуд.

• MAC-флуд — целью являются сетевое оборудование, порты которого забиваются потоками «пустых» пакетов с разными MAC-адресами. Для защиты от подобного вида DdoS-атак на сетевых коммутаторах настраивают проверку валидности и фильтрацию MAC-адресов.

Эта разновидность используется, когда необходимо захватить или вывести из строя аппаратные ресурсы. Целью «рейдеров» может быть, как физическая, так и оперативная память или процессорное время.

Перегружать пропускной канал не обязательно. Достаточно только привести процессор жертвы к перегрузке или, другими словами, занять весь объем процессного времени.

Виды DDoS-атак прикладного уровня

• Отправка «тяжелых» пакетов, поступающие непосредственно к процессору. Устройство не может осилить сложные вычисления и начинает давать сбой, тем самым отключая посетителям доступ к сайту.

• С помощью скрипта сервер наполняется «мусорным» содержимым — лог-файлами, «пользовательскими комментариями» и т.д. Если системный администратор не установил лимит на сервере, то хакер может создать огромные пакеты файлов, которые приведут к заполнению всего жесткого диска.

• Проблемы с системой квотирования. Некоторые серверы используют для связи с внешними программами CGI-интерфейс (Common Gateway Interface, «общий интерфейс шлюза»). При получении доступа к CGI злоумышленник может написать свой скрипт, который станет использовать часть ресурсов, например — процессорное время, в его интересах.

• Неполная проверка данных посетителя. Это также приводит к продолжительному или даже бесконечному использованию ресурсов процессора вплоть до их истощения.

• Атака второго рода. Оно вызывает ложное срабатывание сигнала в системе защиты, что может автоматически закрыть ресурс от внешнего мира.

DDoS-атака уровня приложений использует упущения при создании программного кода, которая создаёт уязвимость ПО для внешнего воздействия. К данному виду можно отнести такую распространённую атаку, как «Пинг смерти» (Ping of death) — массовая отправка компьютеру жертвы ICMP-пакетов большей длины, вызывающих переполнение буфера.

Но профессиональные хакеры редко прибегают к такому простейшему методу, как перегрузка пропускных каналов. Для атаки сложных систем крупных компаний, они стараются полностью разобраться в системной структуре сервера и написать эксплойт — программу, цепочку команд или часть программного кода, учитывающие уязвимость ПО жертвы и применяющиеся для наступления на компьютер.

DNS-атаки

1. Первая группа направлена на уязвимости в ПО DNS-серверов. К ним относятся такие распространённые виды кибер-преступлений, как Zero–day attack («Атака нулевого дня») и Fast Flux DNS («Быстрый поток»).
   Один из самых распространённых типов DNS-атак называется DNS–Spoofing («DNS-спуфинг»). В ходе неё злоумышленники заменяют IP-адрес в кеше сервера, перенаправляя пользователя на подставную страничку. При переходе преступник получает доступ к персональным данным юзера и может использовать их в своих интересах. Например, в 2009 году из-за подмены DNS-записи пользователи не могли зайти в Twitter в течение часа. Такое нападение имело политический характер. Злоумышленники установили на главной странице социальной сети предостережения хакеров из Ирана, связанные с американской агрессией

2. Вторая группа — это DdoS-атаки, которые приводят к неработоспособности DNS-серверов. В случае их выхода из строя пользователь не сможет зайти на нужную страницу, так как браузер не найдет IP-адрес, присущий конкретному сайту.

Предотвращение и защита от DDoS-атак

Согласно данным Corero Network Security, более ⅔ всех компаний в мире ежемесячно подвергаются атакам «отказа в доступе». Причём их число доходит до 10 миллионов в год и имеет постоянную тенденцию к росту.

Владельцам сайтов, не предусмотревших защиту сервера от DDoS-атак, могут не только понести огромные убытками, но и снижением доверия клиентов, а также конкурентоспособности на рынке.

Самый эффективный способ защиты от DDoS-атак — фильтры, устанавливаемые провайдером на интернет-каналы с большой пропускной способностью. Они проводят последовательный анализ всего трафика и выявляют подозрительную сетевую активность или ошибки. Фильтры могут устанавливаться, как на уровне маршрутизаторов, так и с помощью специальных аппаратных устройств.

1. Еще на этапе написания программного обеспечения необходимо задуматься о безопасности сайта. Тщательно проверяйте ПО на наличие ошибок и уязвимостей.

2. Регулярно обновляйте ПО, а также предусмотрите возможность вернуться к старой версии при возникновении проблем.

3. Следите за ограничением доступа. Службы, связанные с администрированием, должны полностью закрываться от стороннего доступа. Защищайте администраторский аккаунт сложными паролями и почаще их меняйте. Своевременно удаляйте аккаунты сотрудников, которые уволились.

4. Доступ к интерфейсу администратора должен проводиться исключительно из внутренней сети или посредством VPN.

5. Сканируйте систему на наличие уязвимостей. Наиболее опасные варианты уязвимостей регулярно публикует авторитетный рейтинг OWASP Top 10.

6. Применяйте брандмауэр для приложений — WAF (Web Application Firewall). Он просматривает переданный трафик и следит за легитимностью запросов.

7. Используйте CDN (Content Delivery Network). Это сеть по доставке контента, функционирующая с помощью распределенной сети. Трафик сортируется по нескольким серверам, что снижает задержку при доступе посетителей.

8. Контролируйте входящий трафик с помощью списков контроля доступа (ACL), где будут указан список лиц, имеющих доступ к объекту (программе, процессу или файлу), а также их роли.

9. Можно блокировать трафик, которых исходит от атакующих устройств. Делается это двумя методами: применение межсетевых экранов или списков ACL. В первом случае блокируется конкретный поток, но при этом экраны не могут отделить «положительный» трафик от «отрицательного». А во втором — фильтруются второстепенные протоколы. Поэтому он не принесет пользы, если хакер применяет первостепенные запросы.

10. Чтобы защититься от DNS-спуфинга, нужно периодически очищать кеш DNS.

11. Использовать защиту от спам-ботов — капча (captcha), «человечные» временные рамки на заполнение форм, reCaptcha (галочка «Я не робот») и т. д.

12. Обратная атака. Весь вредоносный трафик перенаправляется на злоумышленника. Он поможет не только отразить нападение, но и разрушить сервер атакующего.

13. Размещение ресурсов на нескольких независимых серверах. При выходе одного сервера из строя, оставшиеся обеспечат работоспособность.

14. Использование проверенных аппаратных средств защиты от DDoS-атак. Например, Impletec iCore или DefensePro.

15. Выбирать хостинг-провайдера, сотрудничающего с надёжным поставщиком услуг кибербезопасности. Среди критериев надёжности специалисты выделяют: наличие гарантий качества, обеспечение защиты от максимально полного спектра угроз, круглосуточная техподдержка, транспарентность (доступ клиента к статистике и аналитике), а также отсутствие тарификации вредоносного трафика.