DoS (от англ. Denial of Service — отказ в обслуживании) — хакерская атака на вычислительную систему с целью довести её до отказа, то есть создание таких условий, при которых легальные пользователи системы не могут получить доступ к предоставляемым системным ресурсам (серверам), либо этот доступ затруднён. Отказ «вражеской» системы может быть и шагом к овладению системой (если в нештатной ситуации ПО выдаёт какую-либо критическую информацию — например, версию, часть программного кода и т. д.). Но чаще это мера экономического давления: простой службы, приносящей доход, счета от провайдера и меры по уходу от атаки ощутимо бьют «цель» по карману. В настоящее время DoS и DDoS-атаки наиболее популярны, так как позволяют довести до отказа практически любую систему, не оставляя юридически значимых улик.
Если атака выполняется одновременно с большого числа компьютеров, говорят о DDoS-атаке (от англ. Distributed Denial of Service, распределённая атака типа «отказ в обслуживании»). Такая атака проводится в том случае, если требуется вызвать отказ в обслуживании хорошо защищённой крупной компании или правительственной организации.
Первым делом злоумышленник сканирует крупную сеть с помощью специально подготовленных сценариев, которые выявляют потенциально слабые узлы. Выбранные узлы подвергаются нападению, и злоумышленник получает на них права администратора. На захваченные узлы устанавливаются троянские программы, которые работают в фоновом режиме. Теперь эти компьютеры называются компьютерами-зомби, их пользователи даже не подозревают, что являются потенциальными участниками DDoS-атаки. Далее злоумышленник отправляет определенные команды захваченным компьютерам и те, в свою очередь осуществляют мощную DoS-атаку на целевой компьютер. Существуют также программы для добровольного участия в DDoS-атаках.
В некоторых случаях к фактической DDoS-атаке приводит непреднамеренное действие, например, размещение на популярном интернет-ресурсе ссылки на сайт, размещённый на не очень производительном сервере (слэшдот-эффект). Большой наплыв пользователей приводит к превышению допустимой нагрузки на сервер и, следовательно, отказу в обслуживании части из них.
Для защиты от сетевых атак применяется ряд фильтров, подключенных к интернет-каналу с большой пропускной способностью. Фильтры действуют таким образом, что последовательно анализируют проходящий трафик, выявляя нестандартную сетевую активность и ошибки. В число анализируемых шаблонов нестандартного трафика входят все известные на сегодняшний день методы атак, в том числе реализуемые и при помощи распределённых бот-сетей.
Специалисты в области защиты информации выделяют несколько причин использования DDoS-атак:
Личная неприязнь
Эта причина нередко служит поводом для атак на крупные коммерческие и правительственные организации и компании. Так в 1999 году были атакованы Web-узлы ФБР, которые впоследствии были недоступны в течение нескольких недель. Мотивом послужил недавний рейд ФБР против хакеров
Развлечение
В настоящее время всё больше людей интересуются DoS-атаками, и все хотят попробовать себя в этом деле. Поэтому многие начинающие злоумышленники осуществляют DoS-атаки ради развлечения. После успешно проведённого нападения они смотрят масштабы своих разрушений.
Политический протест
Наиболее известными DDoS-атаками с целью политического протеста были акции в поддержку Памятника Воину-освободителю в Эстонии (2007), Южной Осетии (2008), Wikileaks (2011), Megaupload (2012) и EX.UA (2012).
DDoS-атаки могут осуществляться по заказу недобросовестного конкурента.
DDoS-атаки могут осуществляться с целью вымогательства или шантажа, в этом случае злоумышленник предварительно связывается с владельцем сайта.
Хакерам гораздо легче осуществить DoS-атаку на систему, чем получить полный доступ к ней. Существуют различные причины, из-за которых может возникнуть DoS-условие, то есть такая ситуация, при которой пользователи не могут получить доступ к ресурсам, которые предоставляет сервер, либо доступ к ним существенно затруднен:
Насыщение полосы пропускания
В настоящее время практически каждый компьютер подключён к сети Internet, либо к локальной сети. Это служит отличным поводом для осуществления DoS-атаки за счет переполнения полосы пропускания. Обычно злоумышленники пользуются флудом (англ. flood — «наводнение», «переполнение») — атака, связанная с большим количеством обычно бессмысленных или сформированных в неправильном формате запросов к компьютерной системе или сетевому оборудованию, имеющая своей целью или приведшая к отказу в работе системы из-за исчерпания системных ресурсов — процессора, памяти или каналов связи. Есть несколько разновидностей флуда
HTTP-флуд и ping-флуд
Это самый примитивный вид DoS-атаки. Насыщение полосы пропускания можно осуществить с помощью обычных ping-запросов только в том случае, если канал атакующего (например 1.544 Мбит/с) намного шире канала компьютера-жертвы, скорость в котором 128 Кбит/с. Но такая атака бесполезна против сервера, так как тот, в свою очередь, обладает довольно широкой полосой пропускания. Для атаки на сервер обычно применяется HTTP-флуд. Атакующий шлёт маленький по объёму HTTP-пакет, но такой, чтобы сервер ответил на него пакетом, размер которого в сотни раз больше. Даже если канал сервера в десять раз шире канала атакующего, то все равно есть большой шанс насытить полосу пропускания жертвы. А для того, чтобы ответные HTTP-пакеты не вызвали отказ в обслуживании у злоумышленника, он каждый раз подменяет свой ip-адрес на ip-адреса узлов в сети
Smurf-атака (ICMP-флуд)
Атака Smurf или ICMP-флуд — одна из самых опасных видов DoS-атак, так как у компьютера-жертвы после такой атаки произойдет отказ в обслуживании практически со 100 % гарантией. Злоумышленник использует широковещательную рассылку для проверки работающих узлов в системе, отправляя ping-запрос. Очевидно, атакующий в одиночку не сможет вывести из строя компьютер-жертву, поэтому требуется ещё один участник — это усиливающая сеть. В ней по широковещательному адресу злоумышленник отправляет поддельный ICMP пакет. Затем адрес атакующего меняется на адрес жертвы. Все узлы пришлют ей ответ на ping-запрос. Поэтому ICMP-пакет, отправленный злоумышленником через усиливающую сеть, содержащую 200 узлов, будет усилен в 200 раз. Поэтому для такой атаки обычно выбирается большая сеть, чтобы у компьютера-жертвы не было никаких шансов
Атака Fraggle (UDP-флуд)
Атака Fraggle (осколочная граната)(от англ. Fraggle attaсk) является полным аналогом Smurf-атаки, где вместо ICMP пакетов используются пакеты UDP, поэтому её ещё называют UDP-флуд. Принцип действия этой атаки простой: на седьмой порт жертвы отправляются echo-команды по широковещательному запросу. Затем подменяется ip-адрес злоумышленника на ip-адрес жертвы, которая вскоре получает множество ответных сообщений. Их количество зависит от числа узлов в сети. Эта атака приводит к насыщению полосы пропускания и полному отказу в обслуживании жертвы. Если все же служба echo отключена, то будут сгенерированы ICMP-сообщения, что также приведёт к насыщению полосы
Атака с помощью переполнения пакетами SYN (SYN-флуд)
До появления атаки Smurf была широко распространена атака с помощью переполнения пакетами SYN, также известная под названием SYN-флуд. Для описания её действия можно остановиться на рассмотрении двух систем А и В, которые хотят установить между собой TCP соединение, после которого они смогут обмениваться между собой данными. На установку соединения выделяется некоторое количество ресурсов, этим и пользуются DoS-атаки. Отправив несколько ложных запросов, можно израсходовать все ресурсы системы, отведённые на установление соединения. Рассмотрим подробнее, как это происходит. Хакер с системы А отправляет пакет SYN системе В, но предварительно поменяв свой IP-адрес на несуществующий. Затем, ничего не подозревая, компьютер В отправляет ответ SYN/ACK на несуществующий IP-адрес и переходит в состояние SYN-RECEIVED. Так как сообщение SYN/ACK не дойдет до системы А, то компьютер В никогда не получит пакет с флагом ACK. Данное потенциальное соединение будет помещено в очередь. Из очереди оно выйдет только по истечении 75 секунд. Этим пользуются злоумышленники и отправляют сразу несколько пакетов SYN на компьютер жертвы с интервалом в 10 секунд, чтобы полностью исчерпать ресурсы системы. Определить источник нападения очень непросто, так как злоумышленник постоянно меняет исходный IP-адрес.
Злоумышленники прибегают к данному виду DoS-атаки для захвата системных ресурсов, таких как оперативная и физическая память, процессорное время и другие. Обычно такие атаки проводятся с учётом того, что хакер уже обладает некоторым количеством ресурсов системы. Целью атаки является захват дополнительных ресурсов. Для этого не обязательно насыщать полосу пропускания, а достаточно просто перегрузить процессор жертвы, то есть занять всё допустимое процессорное время.
Атакующий посылает серверу пакеты, которые не насыщают полосу пропускания (канал обычно довольно широкий), но тратят всё его процессорное время. Процессор сервера, когда будет их обрабатывать, может не справиться со сложными вычислениями. Из-за этого произойдёт сбой, и пользователи не смогут получить доступ к необходимым ресурсам.
Лог-файлы сервера — это файлы, в которых записываются действия пользователей сети или программы. Неквалифицированный администратор может неправильно настроить систему на своём сервере, не установив определённый лимит. Хакер воспользуется этой ошибкой и будет отправлять большие по объёму пакеты, которые вскоре займут всё свободное место на жёстком диске сервера. Но эта атака сработает только в случае с неопытным администратором, квалифицированные хранят лог-файлы на отдельном системном диске.
На некоторых серверах есть так называемая CGI-программа, которая связывает внешнюю программу с Web-сервером. Если хакер получит доступ к CGI, то он сможет написать скрипт (англ. scripting language), который задействует немало ресурсов сервера, таких как оперативная память и процессорное время. К примеру, скрипт CGI может содержать в себе циклическое создание больших массивов или вычисления сложных математических формул. При этом центральный процессор может обращаться к такому скрипту несколько тысяч раз. Отсюда вывод: если система квотирования настроена неправильно, то такой скрипт за малое время отнимет все системные ресурсы у сервера. Конечно, выход из этой ситуации очевиден — поставить определённый лимит на доступ к памяти, но и в этом случае процесс скрипта, достигнув этого лимита, будет находиться в ожидании до тех пор, пока не выгрузит из памяти все старые данные. Поэтому пользователи будут испытывать недостаток в системных ресурсах.
Недостаточная проверка данных пользователя также приводит к бесконечному либо длительному циклу или повышенному длительному потреблению процессорных ресурсов (вплоть до исчерпания процессорных ресурсов) либо выделению большого объёма оперативной памяти (вплоть до исчерпания доступной памяти).
Это атака, которая стремится вызвать ложное срабатывание системы защиты и таким образом привести к недоступности ресурса.
Профессиональные реализаторы DoS-атак не используют такой примитивный способ атаки, как насыщение полосы пропускания. Полностью разобравшись в структуре системы жертвы, они пишут программы (эксплойты), которые помогают атаковать сложные системы коммерческих предприятий или организаций. Чаще всего это ошибки в программном коде, приводящие к обращению к неиспользуемому фрагменту адресного пространства, выполнению недопустимой инструкции или другой необрабатываемой исключительной ситуации, когда происходит аварийное завершение программы-сервера — серверной программы. Классическим примером является обращение по нулевому (англ. null) адресу
Обработка исключительных ситуаций всегда была головной болью для создателей операционных систем. Злоумышленники ищут ошибки в программном коде какой-либо программы либо операционной системы, заставляют её обрабатывать такие исключительные ситуации, которые она обрабатывать не умеет. За счёт этого возникают ошибки. Простым примером может служить частая передача пакетов, в которой не учитываются спецификации и стандарты RFC-документов. Злоумышленники наблюдают за тем, справляется ли сетевой стек с обработкой исключительных ситуаций. Если нет, то передача таких пакетов приведёт к панике ядра (kernel panic) или даже к краху всей системы в целом.
К этому классу относится ошибка Ping of death, распространённая в 1990-е годы. Длина пакета IPv4 по стандарту RFC 791 IPv4 не может превышать 65 535 байт; компьютеру-жертве посылается ICMP-пакет большей длины, предварительно разбитый на части; у жертвы от такого пакета переполняется буфер. Другая ошибка тех времён — WinNuke (Windows 95 неправильно обрабатывала редкий бит TCP-пакета URG).
Переполнение буфера возникает в том случае, если программа из-за ошибки программиста записывает данные за пределами буфера. Допустим, программист написал приложение для обмена данными по сети, которое работает по какому-либо протоколу. В этом протоколе строго указано, что определённое поле пакета максимум может содержать 65536 байт данных. Но после тестирования приложения оказалось, что в её клиентской части в это поле нет необходимости помещать данные, размер которых больше 255 байт. Поэтому и серверная часть примет не более 255 байт. Далее злоумышленник изменяет код приложения так, что теперь клиентская часть отправляет все допустимые по протоколу 65536 байт, но сервер к их приёму не готов. Из-за этого возникает переполнение буфера, и пользователи не могут получить доступ к приложению.
Их ещё называют атаками на кэш. В процессе этой атаки злоумышленник подменяет IP-адрес DNS-сервера домена жертвы. После чего атакуемый при запросе HTML-страницы, попадает либо в «чёрную дыру» (если IP-адрес был заменён на несуществующий), либо прямиком на сервер злоумышленника. Второй случай более плачевен, так как злоумышленник легко может получить доступ к личным данным ничего не подозревающей жертвы. Рассмотрим на примере, как это происходит. Допустим, что клиент хочет попасть на Web-узел компании microsoft.com. Но использовав уязвимость в DNS-сервере компании, злоумышленник подменил IP-адрес узла microsoft.com на свой. Теперь жертва автоматически перенаправляется на узел к атакующему.
