如果全球的沙子都对你发起DDoS***，如何破？

Posted 2021-01-23

IPv6已来
2016年6月1日开始,苹果规定所有提交至AppStore的应用必须兼容IPv6-only标准。可以预计，2018年底会有大量互联网资源、上网用户使用IPv6协议。这意味着，如果一个互联网服务不能支持IPv6，将失去大量用户流量。

2017年底，中共中央办公厅、×××办公厅印发了《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》，要求到2018年末，IPv6活跃用户数达到2亿，并要求国内用户量排名前50位的商业网站及应用支持IPv6。IPv6成为国家战略。

随着IPv6时代的到来，IPv6网络下的***开始出现。2018年初，Neustar宣称受到了IPv6DDoS***，这是首个对外公开的IPv6 DDoS***事件。thc-ipv6、hping等IPv6的DDoS***工具也开始在互联网上出现。

2018年11月，淘宝、优酷的双十一首次跑在IPv6上。同时，阿里云云盾建成国内首家IPv6 DDoS防御系统，支持秒级监控、防御海量IP，为淘宝、优酷云上业务提供IPv4+IPv6双栈DDoS自动防护。双11期间，双栈防御系统拦截5000多次DDoS***，最大***流量达到397Gpbs。

IPv6时代，网络安全面临新的挑战

虽然IPv4下的防御系统已经非常成熟，但系统并不能直接用于IPv6防护，需要全链路重构支持IPv6。从流量监控、调度、清洗、黑洞都需要重新适应IPv6的新网络环境。此外，由于IPv6协议的新特性，可能会被***用于DDoS或DoS***：

● IPv6的NextHeader新特性可能被***用于发起DoS***，比如Type0路由头漏洞，通过精心制造的数据包，可以让一个报文在两台有漏洞的服务器之间“弹来弹去”，让链路带宽耗尽，也可以绕过源地址限制，让合法的IP反弹报文；
● IPv6新增NS/NA/RS/RA，可能会被用于DoS或DDoS***；
● IPv6支持无状态自动配置，同时子网下可能存在非常多可使用的IP地址，***者可以便利的发起随机源DDoS***；
● IPv6采用端到端的分片重组机制，如果服务器存在漏洞，可能会被精心伪造的分片包DoS***。
与此同时，IPv6下***态势也产生新的变化。IPv6提供海量的地址，一个IDC就可能申请到非常大的可用地址块，这对源IP频率和限速类的防御算法来说简直是噩梦。特别是应用层的DDoS：HTTP Flood、刷票、爬虫将变得更加难以防御。此外，随着自动驾驶汽车、物联网设备、移动终端等越来越多的智能设备入网，这些设备一旦被***都可能成为发起DDoS的僵尸网络，产生海量的***报文。

DDoS***往往是出于商业利益，据阿里云发布的《2018上半年网络安全报告》显示，游戏、移动应用、电子商务等竞争激烈的领域是DDoS***的重点阵地。随着企业业务切到IPv6协议，IPv6下的DDoS***在一段时间里会非常有效，因为很多企业并没有做好IPv6 DDoS防御的准备，对***者来说可以轻易达成***目标。此时IPv6下的DDoS***会逐步热门起来，成为很多企业的阿喀琉斯之踵。

阿里云IPv6DDoS防御最佳实践

针对挑战和变化需要解决的问题：

● 网络和DDoS防御系统需要改造甚至重构支持IPv6。
首先，虽然IPv4网络已经非常成熟，但到了IPv6网络，现有的很多企业网络、服务器网络的大部分都需要更换设备和重新开发系统，才能支持IPv6网络以及IPv6网络下的安全防护；
部分企业寄希望运营商会提供平滑的过渡方案，但运营商只会对运营商网络边界内进行改造升级，企业如果需要支持IPv6，是需要自身进行改造升级的。
● IPv6的地址总量是IPv4的2的96次方倍，系统需要更强大的处理性能才能支持海量的IP的安全防御。
● 针对大流量DDoS，需要建立运营商级别的IPv6黑洞能力。
● 防御算法和防御模式都需要适应IPv6的新挑战。
● 在业务切换到IPv6的同时，需要具备IPv6网络下的安全防护能力。
阿里云如何实现：

1.重构系统支持IPv4+IPv6的双栈DDoS自动防护

a) 流量监控预警系统

流量监控预警系统需要支持IPv6和IPv4，同时检测双栈流量，为了能检测IPv6海量的IP地址，阿里云DDoS系统采用了分布式集群的方式，将流量分散到集群上协作运算，对多个流量指标进行统计，秒级监控流量的异常。

b) 调度系统

对调度系统升级，支持双栈，自动判断IP类型，启动对应防御模式和清洗算法。

c) 清洗系统

重新设计部署了牵引、回注、清洗系统，并制定针对IPv6的清洗算法。

2.运营商级别黑洞能力

不管是IPv4还是IPv6，当某个IP***流量特别大，会导致整个带宽拥塞。无论对IDC机房、云服务商来说，1个IP被***导致所有业务不可用简直是灾难。特别是IPv6网络带宽相对于IPv4还处于建设初期，***拥塞风险更大。

阿里云和各大ISP服务商建立IPv6黑洞联动能力，可以在运营商IPv6骨干网丢弃流量，提供安全的云环境。

3.防护模式的升级

a) 针对prefix级别的防御算法：

虽然一个IDC就可能申请到海量的IP地址，但这些IP地址归属的IP地址块不会太多，即使***者可以切换海量的IP地址，但在同一个机房的肉鸡IP很难在网段级别离散，通过IP地址网段来统计和分析可以有效减弱IPv6海量地址带来的冲击。

b）协同防御：

在传统IDC和单机安全设备上，一个IP的异常指标可能非常低，很难分析它是***还是正常访问，同时很难判断这个IP是否是NAT或园区出口，结合IPv6的海量IP，***者可以进一步降低被识别的可能。但***者为了成本和效率，一个IP不可能只***一个目标。比如IP X.X.X.X 在DDoS了服务器A之后，可能又去CC***了服务器B。在阿里云上，由于规模效应，有海量的IP同时在被防御，所有清洗数据进行了在线化分析，一个IP的行为特征就有了上帝视角，***者变得非常明显，所有租户的防御就可以协同作战，威胁情报可以共享。

c) 智能化深度防御：

针对应用层的DDoS***，基于频率和限速的模式会越来越难防御，假如一个网站能承受1W qps。在IPv6下，***者可以很廉价的获取1W个IP，每个IP每秒发起1次请求，这个网站就会不堪重负。所以，在IPv6下应用层的DDoS***防御，更高级的人机识别技术、人机对抗技术将成为主流。目前阿里云已在Web应用防火墙上应用了多种人机对抗技术。

安全建议

对于普通互联网服务提供者来说，重构、升级系统来支持IPv6需要花费大量的成本，建议利用云服务快速搭建基于IPv6的服务。目前，阿里云已有多款产品支持IPv6，同时以SaaS化的形式提供IPv6 DDoS防护能力，助力企业一秒搭建更高级别的防御能力。