避免 IP 電話遭到服務(wù)拒絕的保護(hù)策略

通信基礎(chǔ)局端及語(yǔ)音產(chǎn)品部

多年來(lái)，計(jì)算機(jī)與基礎(chǔ)局端通信系統(tǒng)遭受的服務(wù)拒絕(dos)攻擊層出不窮。與此同時(shí)，家庭及企業(yè)環(huán)境中的ip語(yǔ)音(voip)服務(wù)部署不斷加快，這也大幅增加了家庭用戶與企業(yè)用戶遭遇此類安全性問題的風(fēng)險(xiǎn)性。

語(yǔ)音服務(wù)的時(shí)間要求非常嚴(yán)格，這使voip通信尤其易受dos攻擊的影響。通常情況下，voip通信通道即便遇到最輕微的延遲或時(shí)延，也會(huì)大幅降低通話質(zhì)量，導(dǎo)致用戶滿意度盡失，從而致使服務(wù)難以繼續(xù)，最終導(dǎo)致voip服務(wù)完全中斷。

引言

ip電話是一種在ip網(wǎng)絡(luò)中類似于計(jì)算機(jī)、服務(wù)器或網(wǎng)關(guān)的設(shè)備，因此也會(huì)受到畸形數(shù)據(jù)包(malformed packet)或數(shù)據(jù)包洪流(packet flooding)等dos攻擊，從而影響用戶所預(yù)期的電話服務(wù)質(zhì)量，進(jìn)而導(dǎo)致服務(wù)完全中斷。一旦安全性機(jī)制被dos攻擊所破壞，就會(huì)發(fā)生欺詐、服務(wù)濫用及數(shù)據(jù)被盜竊等較嚴(yán)重的安全漏洞。voip服務(wù)的質(zhì)量及其可靠性的高低取決于能否快速識(shí)別攻擊，并在后續(xù)攻擊進(jìn)入ip電話等設(shè)備的進(jìn)入點(diǎn)上隔離dos流量。

本白皮書將介紹dos攻擊在ip電話及其它如小區(qū)網(wǎng)關(guān)等客戶端(cpe)上是如何發(fā)生的。此外，我們還將探討部署高穩(wěn)定性攻擊防御機(jī)制的高度重要性，并推薦幾種防范策略。

概念

dos攻擊是指ip電話因處理惡意節(jié)點(diǎn)以超高速率發(fā)送的冗余數(shù)據(jù)而被占用，從而導(dǎo)致的安全問題。這種無(wú)謂的處理工作會(huì)消耗大量的系統(tǒng)資源并占用大量cpu時(shí)間，導(dǎo)致電話不能有效地處理合法服務(wù)請(qǐng)求，進(jìn)而影響語(yǔ)音通話的質(zhì)量。

舉例來(lái)說(shuō)，如果以高速率發(fā)送tcp syn數(shù)據(jù)包，就會(huì)對(duì)ip電話形成攻擊。作為對(duì)這些數(shù)據(jù)包的響應(yīng)，受攻擊的電話將會(huì)分配一部分存儲(chǔ)器通過ip通信連接來(lái)接收這些可疑的信息。在這類dos攻擊情況下，黑客以高速率發(fā)送參數(shù)經(jīng)過修改的syn數(shù)據(jù)包，導(dǎo)致電話最終耗盡所有可用的存儲(chǔ)器資源。其最終結(jié)果是電話不能處理合法的服務(wù)請(qǐng)求，甚至拒絕可能是非常重要的voip服務(wù)。對(duì)于分布式服務(wù)拒絕(ddos)攻擊而言，這種情況就會(huì)變得更加可怕，攻擊者會(huì)利用多部計(jì)算機(jī)向目標(biāo)設(shè)備發(fā)起聯(lián)合dos攻擊。這時(shí)，攻擊者就能夠通過利用多臺(tái)計(jì)算機(jī)的資源來(lái)大幅加強(qiáng)dos攻擊的破壞力，快速耗盡資源，而許多計(jì)算機(jī)被利用為攻擊平臺(tái)卻通常毫不知情。

ip電話還會(huì)被ping響應(yīng)攻擊，這時(shí)，黑客發(fā)出廣播ping請(qǐng)求數(shù)據(jù)包來(lái)欺騙目標(biāo)電話的返回路徑。這會(huì)導(dǎo)致大量ping響應(yīng)數(shù)據(jù)包突發(fā)進(jìn)入目標(biāo)電話，占用所有資源來(lái)處理其大量請(qǐng)求。

另一種類型的dos攻擊會(huì)利用協(xié)議軟件的弱點(diǎn)。攻擊者利用高級(jí)工具和數(shù)據(jù)模式(data pattern)來(lái)創(chuàng)建專用于探查安全漏洞的數(shù)據(jù)包，從而使目標(biāo)電話的資源癱瘓。此外，還有一種稱為配置篡改攻擊的dos攻擊，攻擊者通過編輯路徑選擇表(routing table)來(lái)篡改voip系統(tǒng)的配置。方法是將數(shù)據(jù)包指向錯(cuò)誤的方向，或造成系統(tǒng)不能與voip呼叫管理器協(xié)作，從而導(dǎo)致服務(wù)拒絕。隨著因特網(wǎng)不斷推廣，遭受dos攻擊的可能性也在不斷增加，對(duì)于語(yǔ)音這類應(yīng)用而言尤其如此，因?yàn)檫@種應(yīng)用需要持續(xù)而可靠的帶寬才能確保高質(zhì)量通話。

友軍炮火

“友軍炮火(friendly fire)”型dos攻擊是指ip電話無(wú)意間遭到攻擊。如果在某特定網(wǎng)絡(luò)上的各節(jié)點(diǎn)之間交換大量協(xié)議了解數(shù)據(jù)包(protocol-learning packet)，通常就會(huì)發(fā)生這種情況。網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)備會(huì)遭受大流量的影響，由于其必須要處理這些無(wú)用的數(shù)據(jù)而耗盡資源。這種問題通常是由系統(tǒng)管理員對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源管理不善所致。

保護(hù)機(jī)制

船舶停在港灣中是安全的，但停在港灣并不是我們建造船舶的目的。為了讓ip電話實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的語(yǔ)音通信，就必須采取適當(dāng)?shù)牟呗詠?lái)解決dos攻擊問題。

基于路由器的 dos 防火墻

在此情況下，ip電話工作在可信賴的網(wǎng)絡(luò)上，該網(wǎng)絡(luò)通過路由器上安裝的防火墻與因特網(wǎng)上其他一般的通信流量實(shí)現(xiàn)很好的隔離，而且該防火墻還提供了處理dos的工具，可吸收dos攻擊，從而保護(hù)ip電話不受來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的攻擊。不過，這種方法最適合的是所有節(jié)點(diǎn)都是可信賴的小型網(wǎng)絡(luò)。此外，如果必須在每部路由器上都安裝防火墻，這就會(huì)大幅提高部署的成本。

具備 dos 防護(hù)功能的 ip 電話

隨著局域網(wǎng)(lan)部署不斷普及，特別是企業(yè)、高校以及其他大型機(jī)構(gòu)紛紛部署了局域網(wǎng)，而這些地方的大量節(jié)點(diǎn)共享相同的網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)樵S多dos攻擊往往是通過虛假網(wǎng)絡(luò)地址且是從在我們看來(lái)封閉的網(wǎng)絡(luò)上中發(fā)出的，這就使我們難以用以上方法來(lái)確保ip電話的安全性。

因此，我們說(shuō)，就特定的ip電話而言，最佳的dos攻擊防范方法應(yīng)當(dāng)以電話本身為基礎(chǔ)，也就是說(shuō)，ip電話應(yīng)當(dāng)內(nèi)置識(shí)別并具有抵制dos攻擊的功能，同時(shí)又不會(huì)影響其自身的語(yǔ)音質(zhì)量。

這種策略為服務(wù)供應(yīng)商和私營(yíng)企業(yè)提供了充分的靈活性，只需將ip電話連接至lan或直接連接至因特網(wǎng)就能實(shí)現(xiàn)防護(hù)效果，除了電話自身提供的防護(hù)作用外無(wú)需采取其他安全保護(hù)措施。電話內(nèi)置dos的安全功能有助于最終大幅降低dos防護(hù)措施的總體成本。

舉例來(lái)說(shuō)，我們可為ip電話內(nèi)置硬件邏輯塊，以便以線速檢查向電話傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包。該硬件能夠根據(jù)預(yù)定義的一組規(guī)則識(shí)別并隔離與某已知dos攻擊模式相匹配的、傳輸進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)包流量。這些規(guī)則可通過安全監(jiān)控主機(jī)服務(wù)器自動(dòng)更新或更改，以滿足當(dāng)前最新防火墻技術(shù)的需求。

如果ip電話檢測(cè)到dos攻擊模式，將丟棄可疑的數(shù)據(jù)包，并記錄相關(guān)事件以備進(jìn)一步分析。對(duì)被隔離的數(shù)據(jù)包進(jìn)行脫機(jī)分析，有助于我們對(duì)已識(shí)別的攻擊類型采取更強(qiáng)大的防范措施。例如，如果ip電話的dos防護(hù)機(jī)制可識(shí)別某一ip地址在不斷發(fā)送造成安全威脅的數(shù)據(jù)包，那么所有來(lái)自該ip地址的流量都將被拒絕，直到該ip地址發(fā)送的數(shù)據(jù)包可以信賴為止。

拒絕服務(wù)攻擊