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DDoS 与中间人攻击（MitM）防御

概述

网络攻击的防护是 Defense in Depth——每一层都有自己的攻击面和对应的缓解措施。本章覆盖最常见的 L3/L4 DDoS、MitM（ARP/DNS 欺骗）、以及 DNS 劫持的技术原理和 Linux/运维层面的防御手段。

DDoS（分布式拒绝服务）

各层攻击矩阵

flowchart TD
    subgraph "L3/L4 流量型攻击"
        S["SYN Flood<br/>伪造源 IP 发大量 SYN"]
        U["UDP Flood<br/>海量 UDP 包淹没带宽"]
        I["ICMP Flood<br/>ping of death"]
        A["Amplification<br/>DNS/NTP amplification (>100x)"]
    end
    
    subgraph "L7 应用层攻击"
        H["HTTP Flood<br/>模拟正常请求压垮应用"]
        SL["Slowloris<br/>半开连接占满线程池"]
        RA["Resource Exhaustion<br/>解析超大 JSON/图片"]
    end
    
    style S fill:#FFD700,color:#000
    style H fill:#FF6B6B,color:#fff

L3/L4 DDoS 防御

攻击类型	原理	防御手段
SYN Flood	伪造源 IP 发送大量 SYN，耗尽半连接队列	SYN Cookie, rate limit, 增大 tcp_max_syn_backlog
UDP Flood	海量 UDP 包吞没出口带宽	upstream filtering, CDN 清洗
ICMP Flood	ping 风暴	firewall rule, icmp_ratelimit
NTP Amplification	利用 open resolver 做放大反射	BCP38 Source Guard

# Linux 内置防御命令
$ sysctl net.ipv4.tcp_syncookies=1           # SYN Cookie: 内核自动处理 SYN Flood
$ sysctl net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=8192   # 增大 SYN 半连接队列
$ sysctl net.ipv4.icmp_echo_ignore_all=1     # 极端：完全忽略所有 ping（不推荐）
$ sysctl net.ipv4.icmp_ratelimit=1000        # 每秒最多处理 1000 个 ICMP 包

# iptables 限速规则
sudo iptables -A INPUT -p tcp --syn -m limit --limit 100/s --limit-burst 200 -j ACCEPT
sudo iptables -A INPUT -p tcp --syn -j DROP                          # 超过阈值丢包

# fail2ban —— 基于日志的动态封禁
# /etc/fail2ban/jail.local
[sshd]
enabled = true
maxretry = 3
bantime = 3600
findtime = 60

L7 DDoS 防御

┌─────────────────────────────────────────────────┐
│ L7 攻击无法在单台服务器上有效防御                  │
│                                                 │
│ ✅ CDN (Cloudflare/AWS CloudFront) 清洗           │
│ ✅ WAF (Web Application Firewall) 拦截异常请求     │
│ ✅ Rate Limiting (API 限流, Redis + Lua)         │
│ ✅ CAPTCHA 人机验证                             │
│ ✅ 连接超时 (Go http.Server IdleTimeout)          │
│                                                 │
│ ❌ 自己写代码挡不住百万 QPS 的 HTTP Flood         │
└─────────────────────────────────────────────────┘

[!tip] Slowloris 的原理与 Go 的免疫方式

Slowloris 发起成千上万的 HTTP 连接，每个只发送部分请求头并保持活着——永远不发完整的 \r\n\r\n。这会让服务器的连接池被占满。

Go 天然免疫：http.Server.ReadHeaderTimeout 会在超时后自动关闭未完成请求头的连接。这是 Go 高并发安全的一大优势。

MITM（中间人攻击）

ARP 欺骗实现 MITM

sequenceDiagram
    participant C as 受害者主机<br/>192.168.1.100
    participant A as 攻击者<br/>192.168.1.200
    participant R as 真实网关<br/>192.168.1.1
    
    C->>R: ARP: "Who has 192.168.1.1?"
    R-->>C: "I am 192.168.1.1, MAC=aa:bb:cc"
    
    A->>C: Gratuitous ARP: "192.168.1.1 is ME aa:dd:ee!" ⚡
    Note over C: C 更新了 ARP 缓存 → 把网关 MAC 指向攻击者!
    
    C->>A: 所有流量 → 攻击者的网卡 (二层交换)
    A->>R: 转发流量到真实网关 (ip_forward=1)
    R-->>A: 响应回传
    A-->>C: 解密/篡改后再转发给 C
    
    Note over C,A,R: C 和 R 都以为在和对方通信 🚨

ARP 欺骗的检测与防御：

# 检测 ARP Spoofing
arp -a                                         # 查看本地 ARP 缓存表
watch -n 1 'arp -n | grep 192.168.1'          # 实时监控 ARP 条目变化

# 静态绑定（适用于服务器）
arp -s 192.168.1.1 aa:bb:cc:dd:ee:ff          # 手动固定网关 MAC
# 写入 /etc/network/interfaces 持久化

# arpon/arpoison 工具检测
arping -I eth0 -c 3 192.168.1.1                # 主动探测是否有重复响应

DNS 欺骗与污染

正常流程:                           DNS 污染:
client → recursive DNS ─→ A record  → 正确 IP      client → malicious DNS ─→ wrong IP (跳转至攻击者)
                                 ↑                         ↑
                            Cloudflare/Google DNS       ISP/路由器被劫持

# 检测 DNS 污染的对比方法
$ dig example.com @8.8.8.8            # Google DNS —— 干净的参考结果
$ dig example.com @1.1.1.1            # Cloudflare DNS —— 交叉验证
$ dig example.com @local_dns          # 本地 DNS —— 可能被污染

# 使用 DoH 防止 DNS 劫持
$ curl https://dns.google/resolve?name=example.com&type=A \
    -H 'accept: application/dns-json'
{"Status":0,"Answer":[{"name":"example.com","type":5,...}]}

# 使用 doh-proxy 或 cloudflared 为系统级别启用 DoH
sudo systemctl enable --now cloudflared-dns-proxy

关联笔记

hhs/NETWORK/TLS安全实践 — TLS/HSTS/OCSP Stapling 是 MitM 的核心防线
hhs/NETWORK/HTTPS与TLS握手 — 证书链验证如何抵抗 MitM
hhs/NETWORK/Web应用攻击面 — L7 攻击面的补充（CSRF/XSS/XXE）
hhs/NETWORK/IPv6地址与扩展头部 — ND（Neighbor Discovery）替代 ARP，同样有安全风险

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