隨著計算機網絡技術的發展，無線局域網成為高速發展的無線通信技術在計算機網絡中實現通信移動性、個性化和多媒體應用等。但是，由于無線通信的傳播介質是毫無實體保護的空氣，無線 發送的數據就有可能到達覆蓋范圍內的所有終端，或者是預期之外的接收設備，這為黑客等惡意用戶提供了更多、更隱蔽的可攻擊機會。在目前出現的各種針對無線網絡的攻擊方式中，分布式 拒絕服務DDoS（DistributedDenialofService）攻擊以其隱蔽性好、破壞性強的特點成為了黑客攻擊的首選方式。本文將對各種無線網絡DDos攻擊手段做一概述。

一、DDoS簡介

DoS（DenialofService）拒絕服務攻擊是一種拒絕用戶或客戶端對特定的系統和網絡資源進行訪問的技術。其實現可以是利用操作系統或軟件的漏洞，也可以在使用非常大數量的合法請求，其 結果都會形成過多的資源消耗或使資源崩潰，以實現對資源的拒絕訪問目的。DDoS全名是DistributedDenialofservice(分布式拒絕服務),很多DoS攻擊源一起攻擊某臺服務器就組成了DDoS攻擊 。DDoS最早可追溯到1996年初,在中國2002年開始頻繁出現,2003年已經初具規模。

DDoS攻擊手段是在傳統的DoS攻擊基礎之上產生的一類攻擊方式。單一的DoS攻擊一般是采用一對一方式的，當被攻擊目標CPU速度低、內存小或者網絡帶寬小等各項性能指標不高時,它的效果更 明顯。隨著計算機與網絡技術的發展，計算機的處理能力迅速增長，內存大大增加，同時也出現了千兆級別的網絡，這使得DoS攻擊的困難程度加大了，由于目標對惡意攻擊包的處理能力加強 了不少，假如攻擊方每秒鐘可以發送3,000個攻擊包，但被攻擊方的主機與網絡帶寬每秒鐘可以處理10,000個攻擊包，這樣一來攻擊就不會產生什么效果。這時候分布式的拒絕服務攻擊手段（DDoS）就出現了。

總的來說，可以將一個典型的DDoS攻擊的體系結構劃分為四個部分：攻擊者、主控機、攻擊機、受害者。攻擊者通過主控機控制大量的攻擊機，擁有攻擊機的控制權或者是部分的控制權，可以 把相應的DDoS程序上傳到這些平臺上，這些程序與正常的程序一樣運行并等待來自攻擊者的指令，通常它還會利用各種手段隱藏自己不被別人發現。在平時，這些機器并沒有什么異常，一旦攻 擊者連接到它們并發出指令的時候，攻擊機就會發起攻擊。這種攻擊非常隱蔽，因為要想找出真正的攻擊者就必須先查出攻擊機，然后依據攻擊機的日志等文件查找上一級的控制者，一級級直 到找出攻擊者為止。攻擊者想要快速干凈地擦除大量攻擊機上記錄攻擊痕跡的文件(如日志文件)很不容易，但他清除少量主控機的這些記錄文件則非常簡單，從而避免被發現。黑客利用現在的 高速網絡，以及各種操作系統的漏洞和缺陷，同時控制大量的傀儡計算機，然后在同一時間利用傀儡計算機向攻擊目標發起攻擊，快速消耗目標的帶寬和CPU時間，從而對合法用戶造成拒絕服 務。由于攻擊來自網絡上不同地址的大量傀儡計算機，不僅攻擊的破壞性很大，而且對攻擊的防御和追蹤帶來了困難。特別是現在的無線網絡，由于其固有的協議缺陷和接入點隱蔽等特點，更 容易受到惡意攻擊。下面將對各種針對無線網絡的DDoS攻擊方法做一介紹。#p#

二、無線網絡DDoS攻擊

1、概述

隨著信息技術的發展，各種網絡安全問題也是層出不窮。無線局域網雖然具有易于擴展、使用靈活、經濟節約等優點，但是由于其采用射頻工作方式，使得WLAN在安全方面顯得尤為脆弱。基于 IEEE802.1l的無線網絡得到了廣泛的應用，但也成為極有吸引力的攻擊目標。由于IEEE802.11的WEP加密機制和認證協議存在嚴重的缺陷，經過大量的研究，產生了一系列的擴展協議，以加強 無線網絡的訪問控制和機密性。但無線網絡由于其開放特性，還是很容易受到攻擊，其中，分布式拒絕服務攻擊是最難檢測和控制的。無線局域網的各個層面都有可能受到DDoS的攻擊。

2、物理層的DDoS攻擊

IEEE802.1l協議定義了兩種媒體訪問控制協議用來實現對無線信道的訪問控制。一種采用基于分布式協調功能(DCF：DistributedCoordinationFunction)的競爭模式來實現異步通信方式；另一 種采用基于點協調功能(PCF：PointCo-ordinationFunction)的非競爭模式來實現同步通信方式。目前的802.1l無線設備基本上都是采用DCF方式進行通信。

在DCF中802.11采用載波偵聽／沖突避免(CSMA/CA：Car-rierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance)機制進行無線介質共享，它的基本思想是讓發送方激發接收方發出一個短幀，使得 接收方附近的站點可以監聽到將要進行的傳輸，從而避免它們在這個期間內向接收站點發送數據。而這一機制的實現是通過物理層的空閑信道評估(CCA：ClearChannelAssessment)程序來完成 的。它通過接收信號能量的強弱來確定信道是否空閑，每當信道由空閑轉為忙或由忙轉為空閑時，物理層的子層PLCP(PhysicalLayerConvergenceProcedure)都產生一種基元：PHY-CCA。 Indicate(STATE)，

STATE為狀態變量，當PLCP檢測到信道忙時，其值為BUSY，反之，為IDLE。該攻擊方法簡單但效率很高，不需要特殊的設備與技術。另外，所使用的攻擊設備無需高的發射功率，要發現并定位攻擊者相當困難。澳大利亞電腦危機緊急響應小組就宣布了一種DDoS攻擊，這種攻擊就是利用CCA工作機理和802.1l物理層管理實體(PLME：PhysicalLayerManagementEntity)提供的一種測試模式(PLMEDSSSTESMODE)來實施的。它攻擊的對象是物理層采用直接序列擴頻(DSSS：DirectSequenceSpreadSpectnlm)工作方式的無線設備，包括采用IEEE802.1l、802.1lb和低速(低于 20Mbps)802.11g標準的DSSS無線設備。#p#

3、MAC的DDoS攻擊

在802．1l網絡中，為了解決站點隱藏及報文碰撞等問題，采用了RTS／CTS等通訊控制機制。在WPA中采用消息完整性校驗(MIC：MessageIntegrityCode)機制來防范偽造報文，這些機制在提高 網絡性能的同時，也帶來了新的安全隱患。

802.1l協議中，使用CSMA／CA技術來實現多路訪問。

為了避免一個節點長時間占用信道從而導致其他的節點無法傳送數據，要求每個節點在發送完一個MAC層的協議數據單元(MPDU：MACProtocolDataUnit)之后都必須等待一個SIFS(SIFS： ShortInterFrameSpace)時間。基于MAC的拒絕服務攻擊其核心思想就是通過修改攻擊設備上的通信模塊程序，將它的SIFS設得更短，那么在同等發包速率的情況下，攻擊者將以很高的概率占有 信道，從而使合法節點的通信推遲進行。

CSMA／CA為了解決隱藏節點問題引入了RST／CTS控制機制，它能夠為一個節點保留一定時間的信道。想要發送數據的節點首先必須向目的節點發送一個RTS幀，這個RTS幀中包含該節點的ID以及 一個Duration域。Duration域用于告知需要為該節點保留隨后數據傳輸所需要的時間，每個節點上都使用NAV(NAV：NetworkAllocationvector)來度量保留時間值，它的最大值為215-1。只有當 NAV=0時該節點才可以發送數據，而這個值的更新是通過Duration值進行的。目的節點一旦收到某個節點發來的RTS幀，就立即響應一個CTS幀，其中也包含ID、Duration域。在信號覆蓋范圍內的其他節點通過CTS幀來更新NAV值，這樣可以解決由于隱藏節點造成的沖突問題。這種RST／CTS策略很容易引發拒絕服務攻擊。如果攻擊者不斷發送包含較大Duration值的RTS幀，那么，根據CSMA／CA，收到RTS幀的合法節點會以CTS幀進行響應，響應后很快就會放棄對信道的控制。又因為合法節點要等待一個SIFS甚至一個DIFS后才能再次發送數據幀，而攻擊者又不斷發 送RTS，這樣合法節點就很難搶到時隙，再加上這些節點對CTS的傳播帶來的影響，整個信道基本上將只會被攻擊者占用。因此這種攻擊會嚴重降低被攻擊WLAN內節點的通信效率。另外，802.11 中的完整性校驗值(ICV)的目的是為了保證數據在傳輸途中不會因為噪聲等物理因素導致報文出錯，因此采用了相對簡單高效的CRC算法。但是攻擊者可以通過修改ICV來使之和被篡改過的報文 相吻合，可以說沒有任何安全功能。而WPA中的MIC則是為了防止攻擊者的篡改而定制的，它利用Michael密鑰并通過Michael算法求出一個8字節的消息完整性校驗值(MIC)，加在每個數據分組后面。當一個無線客戶或AP在一秒鐘內收到兩個或兩個以上的MIC值有誤的數據包，WPA認為網絡正在受到攻擊，隨后將采取一系列保護措施，包括中斷通信一分鐘，更換密鑰等，從而給拒絕服 務攻擊帶來機會。因為，攻擊者只需要每秒向目的節點發送至少兩個這種MIC值有誤的報文，就會使該節點觸發MIC錯誤保護措施，中斷通信一分鐘。只要網絡一恢復正常，攻擊者就重復這樣的 攻擊過程，最終將導致網絡陷入癱瘓。#p#

4、網絡層的DDoS攻擊

針對網絡層的攻擊也是一種很有威脅的攻擊手段，下面列出幾種常見的攻擊方法：

(1）非法節點成為路由節點。它們丟失一定數量的數據包，使得連接質量下降。如果在傳輸層采用TCP協議將產生更大的影響。例如：黑洞攻擊(偷偷地將所有到達信息全部丟棄)；灰洞攻擊(有 選擇地丟棄其中一部分信息，如轉發路由協議包而丟失數據包)。針對這兩種攻擊，斯坦福大學的Mani等人提出了一種看門狗和選路人算法。看門狗是指數據包的發送者將數據包發出去之后還 要監視他的下一跳節點，如果下一跳節點沒有對包進行了轉發，這說明那個節點可能存在問題。而選路人作為一種響應辦法，它評定每一條路的信任等級，使數據包盡量避免經過那些可能存在 非法節點的路徑。結合看門狗和選路人算法能夠很好地避免非法節點成為路由節點。此外，為了鼓勵空閑的正常節點多轉發數據包，Buttyan和Hubaux將經濟學中的思想引入了無線局域網中， 他們提出了虛擬貨幣的概念，并把它作為轉發數據包的報酬。

(2）非法節點傳輸虛假的路由信息或者重播過時的路由信息，這樣將導致路由失敗從而影響傳輸的性能。蟲洞攻擊(WormholeAttack)和回路攻擊是這種類型攻擊的典型代表。蟲洞攻擊的原理是 在無線局域網中通過有線或者長距離的無線手段建立一條不正常的鏈路。通過鏈路的建立來欺騙路由協議，從而造成虛假的路由信息。

(3)通過IP欺騙來隱藏攻擊者的真實位置以及利用節點可移動性使攻擊源迅速轉移，從而使得攻擊源的追蹤變得異常困難。對于在無線局域網中的DDoS攻擊源追蹤的研究在一定的程度上可以借 鑒有線網絡的DDoS攻擊源追蹤技術,但是兩者之間還是有很多的區別。我們可以將有線網絡中的攻擊源追蹤技術PPM(采樣標記法)、ITrace(ICMP報文定位法)移植到無線局域網中，并且已經有人 通過實驗證明攻擊源追蹤技術的使用效果與攻擊源追蹤技術、網絡的路由協議以及無線局域網的規模都有一定的聯系。

5、傳輸層、應用層等上層網絡結構的DDoS攻擊

在無線局域網中的傳輸層、應用層等上層結構與有線網絡同等網絡層次具有相同的特征，因此在無線局域中針對上層網絡的DDoS攻擊與有線網絡中的DDoS攻擊基本上一樣。其中，TCPSYN洪泛、 TCPRST洪泛攻擊就是典型的針對上層網絡攻擊。此外，有線網絡中抵御DDoS攻擊的防御方法同樣適用于無線局域網。研究表明，在有線網絡中DDoS攻擊的攻擊對象主要集中在網絡層以及傳輸層 等上層協議。但是無線局域網中節點的物理層、MAC層、網絡層、傳輸層等上層網絡都成為DDoS攻擊的攻擊對象。因此，針對無線局域網中DDoS攻擊的防御顯得尤為重要。

6、不完善的認證機制引發的DDoS攻擊

IEEE802.11標準提供兩種類型的認證：開放系統認證和共享密鑰認證。開放系統認證就本質而言是一個空的認證過程，共享密鑰認證給予一個預先共享的密鑰，用WEP協議對客戶進行認證：AP 發送一個質問串，并要求客戶對其進行加密后返回，如果客戶的響應被驗證成功，則該客戶通過驗證。這一認證協議有著諸多公開化的缺陷，攻擊者可以利用這些缺陷對網絡實施攻擊。

三、結束語

本文主要介紹了DDoS在無線局域網中各層的攻擊方式，對各種攻擊方式的原理和攻擊方法均做了較為詳細的描述。DDoS攻擊對于無線網絡來說比有線網絡更難防御，所以對各種無線網 絡DDoS攻擊手段的研究是很有意義的。