प्रयोग: DoS के हमलों से निपटने के लिए एक उपकरण के रूप में परदे के पीछे का उपयोग करना

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DoS के हमले आधुनिक इंटरनेट पर सूचना सुरक्षा के बड़े पैमाने पर खतरों में से एक हैं। दर्जनों बॉटनेट्स हैं जो साइबर अपराधियों को ऐसे हमलों को अंजाम देने के लिए किराए पर लेते हैं।

सैन डिएगो विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने एक अध्ययन किया है कि कैसे प्रॉक्सी का उपयोग DoS हमलों के नकारात्मक प्रभाव को कम करने में मदद करता है - हम आपको इस काम के मुख्य बिंदुओं को प्रस्तुत करते हैं।

परिचय: DoS से निपटने के लिए एक उपकरण के रूप में प्रॉक्सी

इस तरह के प्रयोग समय-समय पर विभिन्न देशों के शोधकर्ताओं द्वारा किए जाते हैं, लेकिन उनकी आम समस्या मॉडलिंग हमलों के लिए संसाधनों की कमी है जो वास्तविकता के करीब हैं। छोटे स्टैण्ड पर परीक्षण जटिल नेटवर्क में हमलों का सफलतापूर्वक सामना करने के बारे में सवालों के जवाब देने की अनुमति नहीं देते हैं, क्या पैरामीटर क्षति को कम करने की क्षमता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, आदि।

प्रयोग के लिए, वैज्ञानिकों ने एक विशिष्ट वेब एप्लिकेशन का एक मॉडल बनाया - उदाहरण के लिए, एक ई-कॉमर्स सेवा। यह सर्वर के एक क्लस्टर का उपयोग करके काम करता है, उपयोगकर्ताओं को विभिन्न भौगोलिक स्थानों पर वितरित किया जाता है और इंटरनेट सेवा का उपयोग करने के लिए उपयोग किया जाता है। इस मॉडल में, इंटरनेट सेवा और उपयोगकर्ताओं के बीच संचार के साधन के रूप में कार्य करता है - यह इसी तरह से वेब सेवाएं खोज इंजन से ऑनलाइन बैंकिंग टूल तक काम करता है।



DoS के हमलों से सेवा और उपयोगकर्ताओं के बीच सामान्य संपर्क असंभव हो जाता है। DoS दो प्रकार के होते हैं: आवेदन स्तर पर और बुनियादी ढांचे के स्तर पर हमले। बाद के मामले में, हमलावर सीधे नेटवर्क और मेजबानों पर हमला करते हैं, जिस पर सेवा चल रही है (उदाहरण के लिए, वे बाढ़ यातायात के साथ पूरे नेटवर्क बैंडविड्थ को बाढ़ कर देते हैं)। एप्लिकेशन स्तर पर हमले की स्थिति में, हमलावर का लक्ष्य उपयोगकर्ता इंटरैक्शन इंटरफ़ेस है - इसके लिए वे एप्लिकेशन क्रैश को प्राप्त करने के लिए भारी संख्या में अनुरोध भेजते हैं। बुनियादी ढांचे के स्तर पर वर्णित प्रयोग संबंधित हमलों।

परदे के पीछे के हमलों से नुकसान को कम करने के लिए प्रॉक्सी एक उपकरण है। प्रॉक्सी का उपयोग करने के मामले में, उपयोगकर्ता से सेवा के लिए सभी अनुरोध और उनके उत्तर सीधे प्रेषित नहीं किए जाते हैं, लेकिन मध्यवर्ती सर्वर के माध्यम से। उपयोगकर्ता और एप्लिकेशन दोनों सीधे एक दूसरे को "नहीं" देखते हैं, केवल प्रॉक्सी पते उनके लिए उपलब्ध हैं। नतीजतन, आवेदन पर सीधे हमला करना असंभव है। नेटवर्क के किनारे पर तथाकथित किनारे के परदे हैं - उपलब्ध आईपी पते के साथ बाहरी परदे के पीछे, कनेक्शन पहले उनके पास जाता है।



एक DoS हमले का सफलतापूर्वक विरोध करने के लिए, एक प्रॉक्सी नेटवर्क में दो प्रमुख क्षमताएं होनी चाहिए। सबसे पहले, इस तरह के एक मध्यवर्ती नेटवर्क को एक मध्यस्थ की भूमिका निभानी चाहिए, अर्थात, आप इसके माध्यम से आवेदन के लिए केवल "प्राप्त कर सकते हैं"। यह सेवा पर प्रत्यक्ष हमले की संभावना को समाप्त कर देगा। दूसरे, प्रॉक्सी नेटवर्क उपयोगकर्ताओं को आवेदन के साथ बातचीत जारी रखने का अवसर प्रदान करने में सक्षम होना चाहिए, यहां तक ​​कि हमले के दौरान भी।

प्रयोग बुनियादी ढाँचा

अध्ययन में चार प्रमुख घटकों का उपयोग किया गया:

• प्रॉक्सी नेटवर्क का कार्यान्वयन;
• अपाचे वेब सर्वर
• घेरा वेब परीक्षण उपकरण
• ट्रिनो हमला उपकरण

सिमुलेशन को एक माइक्रोग्रिड वातावरण में किया गया था - इसका उपयोग नेटवर्क को 20 हज़ार राउटर के साथ अनुकरण करने के लिए किया जा सकता है, जो टियर -1 ऑपरेटरों के नेटवर्क के लिए तुलनीय है।

एक विशिष्ट ट्रिनो नेटवर्क में प्रोग्राम डेमॉन चलाने वाले मेजबान का एक सेट होता है। नेटवर्क को नियंत्रित करने और DoS के हमलों की दिशा में निगरानी सॉफ्टवेयर भी है। IP पतों की एक सूची प्राप्त करने के बाद, ट्रिनो डूमन एक निश्चित समय पर यूडीपी पैकेटों को लक्ष्य पर भेजता है।

प्रयोग के दौरान, दो समूहों का उपयोग किया गया था। MicroGrid सिम्युलेटर ने 1-Gbps ईथरनेट हब के माध्यम से जुड़े 16-नोड Xeon लिनक्स क्लस्टर (प्रत्येक मशीन पर 1 गीगाबाइट मेमोरी के साथ 2.4GHz सर्वर) में काम किया। अन्य सॉफ्टवेयर घटक एक 100Mbps ईथरनेट हब से एकजुट होकर 24 नोड्स (प्रत्येक मशीन पर 1 जीबी मेमोरी के साथ 450 मेगाहर्ट्ज पीआईआई-cthdths) के क्लस्टर में स्थित थे। दो क्लस्टर 1Gbps चैनल द्वारा जुड़े थे।

प्रॉक्सी नेटवर्क 1000 मेजबानों के पूल में स्थित है। एज प्रॉक्सि को समान रूप से पूरे संसाधन पूल में वितरित किया जाता है। एप्लिकेशन के साथ काम करने के लिए प्रॉक्सी मेजबान पर स्थित हैं जो इसके बुनियादी ढांचे के करीब हैं। शेष परदे के पीछे समान रूप से आवेदन के लिए सीमा परदे के पीछे और परदे के पीछे वितरित किए जाते हैं।



सिमुलेशन नेटवर्क

DoS हमलों का मुकाबला करने के लिए एक उपकरण के रूप में परदे के पीछे की प्रभावशीलता का अध्ययन करने के लिए, शोधकर्ताओं ने बाहरी प्रभावों के विभिन्न परिदृश्यों के तहत आवेदन की उत्पादकता को मापा। प्रॉक्सी नेटवर्क में 192 परदे के पीछे थे (उनमें से 64 सीमावर्ती प्रॉक्सी थे)। हमले को अंजाम देने के लिए, 100 राक्षसों सहित एक ट्रिनो नेटवर्क बनाया गया था। प्रत्येक डीमन में 100Mbps चैनल था। यह 10 हजार होम रूटर्स के बॉटनेट से मेल खाता है।

अनुप्रयोग और प्रॉक्सी नेटवर्क पर DoS हमले का प्रभाव मापा गया था। प्रयोगात्मक कॉन्फ़िगरेशन में, एप्लिकेशन में 250Mbps का इंटरनेट चैनल था, और प्रत्येक सीमा प्रॉक्सी में 100 एमबीपीएस था।

प्रयोग के परिणाम

विश्लेषण के अनुसार, यह पता चला कि 250Mbps पर हमले से आवेदन की प्रतिक्रिया समय (लगभग दस गुना) बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप इसका उपयोग करना असंभव हो जाता है। हालाँकि, प्रॉक्सी नेटवर्क का उपयोग करते समय, हमला प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करता है और उपयोगकर्ता के अनुभव को ख़राब नहीं करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सीमा पर आक्रमण हमले के प्रभाव को कम करता है, और प्रॉक्सी नेटवर्क संसाधनों की कुल मात्रा अनुप्रयोग की तुलना में अधिक है।

आंकड़ों के अनुसार, यदि हमले की शक्ति 6.0Gbps से अधिक नहीं होती है (इस तथ्य के बावजूद कि सीमा प्रॉक्सी चैनलों की कुल बैंडविड्थ केवल 6.4Gbps है), तो 95% उपयोगकर्ताओं को प्रदर्शन में ध्यान देने योग्य कमी का अनुभव नहीं होता है। इसके अलावा, 6.4Gbps से अधिक के एक बहुत शक्तिशाली हमले के मामले में, यहां तक ​​कि एक प्रॉक्सी नेटवर्क का उपयोग भी अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए सेवा के स्तर में गिरावट की अनुमति नहीं देगा।



केंद्रित हमलों के मामले में, जब उनकी शक्ति सीमा के समीप के यादृच्छिक सेट पर केंद्रित होती है। इस मामले में, हमला प्रॉक्सी नेटवर्क का हिस्सा है, इसलिए उपयोगकर्ताओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा प्रदर्शन में गिरावट को नोटिस करेगा।

निष्कर्ष

प्रायोगिक परिणाम बताते हैं कि प्रॉक्सी नेटवर्क टीसीपी अनुप्रयोगों के प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं और उपयोगकर्ताओं के लिए सामान्य स्तर की सेवा प्रदान कर सकते हैं, यहां तक ​​कि DoS हमलों के मामले में भी। प्राप्त आंकड़ों के अनुसार, प्रॉक्सी नेटवर्क हमलों के परिणामों को कम करने का एक प्रभावी तरीका है, प्रयोग के दौरान 90% से अधिक उपयोगकर्ताओं ने सेवा की गुणवत्ता में कमी महसूस नहीं की। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने पाया कि प्रॉक्सी नेटवर्क के आकार में वृद्धि के साथ, DoS के पैमाने पर हमला होता है कि यह बाहर ले जाने में सक्षम है लगभग रैखिक रूप से बढ़ता है। इसलिए, नेटवर्क जितना बड़ा होगा, यह DoS के खिलाफ उतना ही अधिक कुशल होगा।

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