Memcached分布式系统DRDoS拒绝服务攻击技术研究

基础概念

法律声明：以下内容仅用于技术研究，恶意利用发起攻击将承担法律责任。

关于Memcached系统

Memcached是一个自由开源的高性能分布式内存对象缓存系统，由LiveJournal旗下Danga Interactive公司的Brad Fitzpatric开发。主要特点：

• 基于内存的key-value存储
• 用于存储小块任意数据（字符串、对象）
• 可存储数据库调用、API调用或页面渲染结果
• API兼容大部分流行开发语言
• 默认端口11211，同时支持TCP和UDP协议

关于分布式拒绝服务攻击

DDoS原理

分布式拒绝服务(DDoS)攻击通过将多个计算机联合作为攻击平台，对一个或多个目标发动攻击，成倍提高拒绝服务攻击威力。

攻击流程：

1. 攻击者控制大量分布式肉鸡机器
2. 通过控制程序向所有肉鸡发送攻击指令
3. 肉鸡同时向受害者发起攻击

DRDoS原理

分布式反射拒绝服务(DRDoS)特点：

• 发送大量带有被害者IP地址的数据包给攻击主机
• 攻击主机对IP地址源做出大量回应
• 形成拒绝服务攻击

攻击流程：

1. 提前将攻击数据存放在肉鸡或反射服务器上
2. 伪造IP源头（受害者IP）发送海量请求
3. 反射服务器返回大量数据（理想情况是请求数据少，返回数据成万倍增加）

利用Memcached实现DRDoS攻击

准备工作

1. 寻找反射服务器：

   • 使用ZoomEye、Shodan等搜索引擎
   • 搜索全球开启11211端口的Memcached服务器
   • 筛选可无认证直接访问的服务器

2. 协议选择：

   • TCP：面向连接，可靠，无大小限制
   • UDP：无连接，不可靠，单次最大发送64KB（2^16=65535字节）
   • 建议数据存储使用TCP，反射攻击使用UDP

关键命令

1. set命令（上传有效载荷）：

   set key flags exptime bytes [noreply] 
   value
   

   参数说明：

   • key：键值
   • flags：整型参数，存储额外信息
   • exptime：保存时间（秒，0表示永远）
   • bytes：存储字节数
   • value：存储的值

2. get命令（反射有效载荷）：

   get key
   

   用于获取存储在key中的value

3. 退出命令：

   quit\r\n
   

攻击步骤

1. 自动化上传有效载荷：

   • 使用TCP协议批量上传数据到Memcached服务器
   • 单条数据最大1MB（Memcached限制）
   • 可存储多个字段以放大攻击效果

2. 自动化反射有效载荷：

   • 使用UDP协议伪造源IP（受害者IP）发送请求
   • 每个UDP操作命令需添加8字节头部标志位："\x00\x00\x00\x00\x00\x01\x00\x00"
   • 服务器将大量数据反射到受害者IP

攻击放大效果

理论计算：

• 发送20字节请求可返回1MB数据
• 放大率：1M/20=50,000倍
• 50万台可用机器可产生约500GB流量（50W*1M）

防御机制

uRPF(Unicast Reverse Path Forwarding)：

• 单播反向路由查找技术
• 防止基于源地址欺骗的网络攻击
• 会纠正伪造的UDP源地址，导致反射攻击失败

其他潜在利用方式

• 利用互联网Memcached服务器作为分布式私密云盘
• 存储分布式数据资源

参考资源

1. Memcache over UDP协议分析
2. Memcached官方协议文档
3. 百度百科-DDoS条目

再次声明：以上内容仅供技术研究，任何恶意利用行为将承担法律责任。