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网络安全技术:认识ICMP洪水攻击

作者:佚名    文章来源:不详    更新时间:2012-4-15 21:25:26
 一、什么是ICMP协议?

  ICMP全称Internet Control Message Protocol(网际控制信息协议)。提起ICMP,一些人可能会感到陌生,实际上,ICMP与我们息息相关。在网络体系结构的各层次中,都需要控制,而不同的层次有不同的分工和控制内容,IP层的控制功能是最复杂的,主要负责差错控制、拥塞控制等,任何控制都是建立在信息的基础之上的,在基于IP数据报的网络体系中,网关必须自己处理数据报的传输工作,而IP协议自身没有内在机制来获取差错信息并处理。为了处理这些错误,TCP/IP设计了ICMP协议,当某个网关发现传输错误时,立即向信源主机发送ICMP报文,报告出错信息,让信源主机采取相应处理措施,它是一种差错和控制报文协议,不仅用于传输差错报文,还传输控制报文。

  二、ICMP报文格式

  ICMP报文包含在IP数据报中,属于IP的一个用户,IP头部就在ICMP报文的前面,所以一个ICMP报文包括IP头部、ICMP头部和ICMP报文(见图表,ICMP报文的结构和几种常见的ICMP报文格式),IP头部的Protocol值为1就说明这是一个ICMP报文,ICMP头部中的类型(Type)域用于说明ICMP报文的作用及格式,此外还有一个代码(Code)域用于详细说明某种ICMP报文的类型,所有数据都在ICMP头部后面。RFC定义了13种ICMP报文格式,具体如下:

  类型代码 类型描述

  0 响应应答(ECHO-REPLY)

  3 不可到达

  4 源抑制

  5 重定向

  8 响应请求(ECHO-REQUEST)

  11 超时

  12 参数失灵

  13 时间戳请求

  14 时间戳应答

  15 信息请求(*已作废)

  16 信息应答(*已作废)

  17 地址掩码请求

  18 地址掩码应答

  其中代码为15、16的信息报文已经作废。

  下面是几种常见的ICMP报文:

  1.响应请求

  我们日常使用最多的ping,就是响应请求(Type=8)和应答(Type=0),一台主机向一个节点发送一个Type=8的ICMP报文,如果途中没有异常(例如被路由器丢弃、目标不回应ICMP或传输失败),则目标返回Type=0的ICMP报文,说明这台主机存在,更详细的tracert通过计算ICMP报文通过的节点来确定主机与目标之间的网络距离。

  2.目标不可到达、源抑制和超时报文

  这三种报文的格式是一样的,目标不可到达报文(Type=3)在路由器或主机不能传递数据报时使用,例如我们要连接对方一个不存在的系统端口(端口号小于1024)时,将返回Type=3、Code=3的ICMP报文,它要告诉我们:“嘿,别连接了,我不在家的!”,常见的不可到达类型还有网络不可到达(Code=0)、主机不可到达(Code=1)、协议不可到达(Code=2)等。源抑制则充当一个控制流量的角色,它通知主机减少数据报流量,由于ICMP没有恢复传输的报文,所以只要停止该报文,主机就会逐渐恢复传输速率。最后,无连接方式网络的问题就是数据报会丢失,或者长时间在网络游荡而找不到目标,或者拥塞导致主机在规定时间内无法重组数据报分段,这时就要触发ICMP超时报文的产生。超时报文的代码域有两种取值:Code=0表示传输超时,Code=1表示重组分段超时。

  3.时间戳

  时间戳请求报文(Type=13)和时间戳应答报文(Type=14)用于测试两台主机之间数据报来回一次的传输时间。传输时,主机填充原始时间戳,接收方收到请求后填充接收时间戳后以Type=14的报文格式返回,发送方计算这个时间差。一些系统不响应这种报文。

  三、回到正题:这样的攻击有效吗?

  在前面讲过了,ping使用的是ECHO应答,不知道大家注意过没有,ping的返回很慢,用NetXRAY抓包仅为1--5包/秒,这是为什么呢?事实上,ICMP本身并不慢(由于ICMP是SOCK_RAW产生的原始报文,速度比SOCK_STREAM的SYN和SOCK_DGRAM的UDP要快几乎10倍!),这样的速度是ping程序故意延迟的(为什么?M$可不想每个人都能用ping来干坏事),同样,我测试过一些号称“ping洪水”的程序,发现它们的效率和ping.exe没什么两样,经过Dependency Walker查看程序调用的函数发现,他们用的是icmp.dll提供的IcmpSendEcho这个API,这个函数是计算ECHO时间的,速度当然慢!而那两个“高手”号召的ping攻击实际上就是为了实现ICMP洪水攻击,但是他们用的方法……想想洪水的速度和山涧小溪的速度相差多少吧!就用ping.exe和IcmpSendEcho这种小溪慢慢流淌的速度能做什么?还不是让人家看笑话!这种攻击根本就是浪费自己的时间!(如今还经常有人问ping -l 65500 -t的攻击威力如何……哎,悲哀啊悲哀……)

  1.ICMP洪水的成因

  ping.exe和IcmpSendEcho速度慢的另一个原因是它们必须等待目标主机返回REPLY信息,这个过程需要花费大量时间,而Flood——洪水,顾名思义,是速度极快的,当一个程序发送数据包的速度达到了每秒1000个以上,它的性质就成了洪水产生器,洪水数据是从洪水产生器里出来的,但这样还不够,没有足够的带宽,再猛的洪水也只能像公路塞车那样慢慢移动,成了鸡肋。要做真正的洪水,就需要有一条足够宽的高速公路才可以。极慢的发送速度 56Kbps小猫等于什么?等于一个未关紧的水龙头,根本没用。

  由于ping.exe无法提速,这就需要专门的工具来做洪水了。足够快的数据包速度 足够的带宽,这才是洪水。

  2.实现ICMP洪水的前提

  最大的前提是攻击者的速度!如果你要用56K拨号去攻击一个512Kbps ADSL用户,后果和一只蚂蚁伸腿想绊倒大象的天方夜谭是一样的!其次是你的机器运行速度和数据吞吐量,由于涉及IP校验和的计算(先设置头校验和域的数值为0,然后对整个数据报头按每16位求异或,再把结果取反,就得到了校验和),如果数据处理能力不够,在这步就慢了一个级别,效果当然大打折扣。最后就是目标机器的带宽!如果对方比你大很多(例如你2M ADSL,别人用DDN或T1),那么任何Flood都是无病呻吟,挠痒都不够!(希望不要再问“小金,你的R-Series怎么不好用啊”、“我用小金的AnGryPing攻击别人半天都没事!”、“独裁者的攻击怎么无效啊?”这样的问题了,天啊,我头都大了!)

  还有许多人都忽略的问题:发送的速度与数据包大小成反比,而且太大的数据包会被路由器等设备过滤掉!找到一个合适的数据包大小,对提高Flood的效率有很大帮助!

  3.洪水——两败俱伤的攻击方式

  别以为洪水无所不能,实际上,你展开洪水攻击时,攻击程序在消耗对方带宽和资源时,也在消耗你的带宽和资源。这只是个看谁撑得住的攻击而已。实际上,有经验的攻击者都是用被控制的服务器(肉鸡)来代替自己的机器发动攻击的,不到万不得已或者你对自己的机器网速有自信,否则尽量少用自己的机器来拼搏!

  五、不**式的ICMP洪水

  1.直接Flood

  要做这个的首要条件是你的带宽够,然后就是要一个好用的ICMP Flooder,别用ping.exe那种探路用的垃圾,例如我以前发布的AnGryPing,发包速度达到6000---9000包/秒(512 Kbps ADSL),默认是32bytes的ECHO报文洪水,用它即使不能flood别人下去,防火墙也叫得够惨的了。直接攻击会暴露自己IP(如果对方没有还击能力那还无所谓,固定IP用户不推荐使用这种Flood),直接Flood主要是为了顾及Win9x/Me不能伪造IP的缺陷,否则一般还是别用为妙。

  简单示意:

  ICMP

  攻击者[IP=211.97.54.3]--------------------------------->受害者[截获攻击者IP=211.97.54.3]==>换IP回来反击,嘿嘿

  2.伪造IP的Flood

  如果你是Win2000/XP并且是Administrator权限,可以试试看FakePing,它能随意伪造一个IP来Flood,让对方摸不到头脑,属于比较隐蔽阴险的Flood。

  简单示意:

  伪造IP=1.1.1.1的ICMP

  攻击者[IP=211.97.54.3]--------------------------------->受害者[截获攻击者IP=1.1.1.1]==>倒死

  3.反射

  用采取这种方式的第一个工具的名称来命名的“Smurf”洪水攻击,把隐蔽性又提高了一个档次,这种攻击模式里,最终淹没目标的洪水不是由攻击者发出的,也不是伪造IP发出的,而是正常通讯的服务器发出的!

  实现的原理也不算复杂,Smurf方式把源IP设置为受害者IP,然后向多台服务器发送ICMP报文(通常是ECHO请求),这些接收报文的服务器被报文欺骗,向受害者返回ECHO应答(Type=0),导致垃圾阻塞受害者的门口……

  从示意图可以看出,它比上面两种方法多了一级路径——受骗的主机(称为“反射源”),所以,一个反射源是否有效或者效率低下,都会对Flood效果造成影响!


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