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云安全的新興重大威脅:EDoS
經濟拒絕服務(EDoS)是一種針對云環(huán)境的網絡安全威脅,它利用云的彈性,尤其是自動擴展資源(意味著自動付費),來增加云用戶的賬單,直至該賬戶破產,最終破壞用戶的應用程序、系統(tǒng)、網絡等基礎設施的可持續(xù)性。
由于以下幾個原因,傳統(tǒng)的安全措施無法應對EDoS:
? EDoS流量使用IP欺騙技術,現(xiàn)有的網絡分析很難檢測,除非攻擊者使用已知的惡意IP;
? 由于云可以擴展以滿足額外的流量,應用程序和最終用戶一開始不受EDoS攻擊的影響,至少在預算耗盡之前是這樣,因此應用程序性能指標無法用于檢測攻擊;
? 安全加固技術對EDoS無效,因為流量不會利用傳統(tǒng)意義上的任何類型的漏洞;
? 即使檢測到EDoS攻擊,現(xiàn)有的安全工具也無能為力。只有建立起一個與云成本管理系統(tǒng)的交互,才能中斷云的自動擴展機制。
在解決問題之前,我們先來看一下各種“oS”之間的區(qū)別:
DoS(拒絕服務)
DoS攻擊中,攻擊者會發(fā)送虛假請求,占用服務器處理能力、內存和網絡帶寬等資源,有時還會使目標系統(tǒng)崩潰,阻止合法用戶訪問系統(tǒng)。DoS攻擊可大致分為兩種,洪水攻擊和崩潰攻擊。前者發(fā)起大量請求,超出服務器的處理能力,從而導致服務降級或干脆拒絕通信。后者是指構造惡意的請求或數(shù)據包,利用目標系統(tǒng)中的漏洞導致其崩潰或失效。
DDoS(分布式拒絕服務)
DoS的進化版,攻擊者可指揮數(shù)千甚至數(shù)萬臺安裝了惡意軟件的網絡設備--大規(guī)模僵尸網絡,發(fā)起攻擊。攻擊者還可通過欺騙性的P地址發(fā)送數(shù)據包,使流量看起來合法,從而難以檢測、跟蹤和阻止。這種類型的攻擊通常還被用作煙幕,分散安全團隊的精力,掩蓋攻擊者真實的入侵活動。
EDoS
利用云環(huán)境(通常是基礎設施即服務,IaaS)中的脆弱性或漏洞來安裝惡意軟件,然后使用環(huán)境中的設備或云資源,向目標設備發(fā)送偽造的流量包。由于云的快速、可擴展和彈性,這種“額外”的流量會導致云服務的規(guī)模不斷擴大,直到受害者的云賬戶在財務上無法持續(xù)。
攻擊目的
像DDoS攻擊一樣,EDoS旨在擾亂業(yè)務并造成經濟損失,對攻擊者沒有直接好處。但對于個人網絡罪犯來說,這些攻擊可能是“武力展示”,或者是對某個機構的個人報復。對于黑客激進分子來說,則可能是彰顯理念、表示抗議的方式。對于敵對國家支持的黑客組織來說,則會是擾亂對手社會經濟活動的一種方式。
現(xiàn)如今,DDoS是一項價值數(shù)十億美元的業(yè)務,DoS平臺可以作為一項服務提供,攻擊者通過索要贖金和其他手段來謀利。未來,EDoS將變得普遍,圍繞著它的商業(yè)模式和犯罪生態(tài)系統(tǒng)也將和之前的地下網絡黑市一樣繁榮。
解決方案
阻止EDoS的主要困難是攻擊檢測,一旦發(fā)現(xiàn)攻擊,即可通過上面提到的云成本管理來中斷攻擊。雖然業(yè)界已經提出了基于人工智能的幾種檢測EDoS攻擊的理論框架,但這些方法或多或少存在某些問題,因此并沒廣泛的普及開來:
1、SVM(支持向量機)和SOM(自組織映射)
SVM和SOM是兩個能夠檢測EDoS攻擊的機器學習模型。但兩者的問題在于,處理速度較慢,無法在大規(guī)模攻擊中處理實時數(shù)據。
2、FCNN(全連接神經網絡)
FCNN屬于深度學習,較上述兩種機器學習算法的性能要好,因為它可以使用多個神經層更有效地提取特征。然而,它的問題在于準確度相對較低,因為EDoS是一個需要時間序列分析的持續(xù)過程,而FCNN沒有“記憶”能力,即需要分別分析每個事件或單個數(shù)據包的能力。
3、RNN(遞歸神經網絡)和LSTM(長短時記憶)
RNN檢測EDoS攻擊的成功率較高,因為它可以克服FCNN的缺點,即能夠分析事件序列。如果再加上LSTM單元的能力,則可以捕獲近期事件的記憶,并在分析當前事件時將近期事件考慮在內,準確率會更高。然而,RNN模型在處理實時數(shù)據時與SVM和SOM一樣,效率低下。
EDoS檢測新方法
韓國兩位研究人員Vinh Quoc Ta和Minho Park在最近的一篇論文中提出一種新的檢測框架,使用并行處理策略,在訓練和預測階段都比LSTM更快。該方法的工作原理如下:
? 利用LSTM注意單元來預測攻擊流量序列中的一個單元,以確定它與其他單元的關聯(lián)強度;
? 利用已經得到廣泛使用的Transformer編-解碼模型計算注意力分數(shù)。但EDoS檢測模型僅使用編碼模型并行計算輸入。在顯著提高性能的同時,保持LSTM模型的準確性;
? 參考流量中其一個網絡包與其他網絡包的相對分數(shù),這有助于模型“記住”序列中以前單元的歷史特征;
? 對多個特征使用一個分數(shù)來提高計算效率。換句話說,當模型分析一個數(shù)據包時,它使用所有相關數(shù)據包中的分數(shù)來減少處理時間;
? 能夠使用無監(jiān)督學習策略對零日攻擊輸出進行分類;
? 模型的實時更新使其能夠根據實時數(shù)據重新訓練,并微調參數(shù)以適應攻擊的變化。
研究人員在真實的EDoS洪水攻擊場景中測試了該框架,發(fā)現(xiàn)它能夠以足夠的性能檢測攻擊和處理數(shù)據。
(論文地址:https://www.mdpi.com/2079-9292/10/20/2500/pdf)
關鍵結論
? 云的彈性和靈活性降低了傳統(tǒng)DDoS攻擊的可能性。然而,攻擊者可以用額外的流量轟炸系統(tǒng),導致資源無限擴大,直到受害者無法承擔經濟成本。
? 使用傳統(tǒng)安全工具很難檢測到EDoS攻擊,但仍有一些方法可用于EDoS的檢測和緩解。
? 需要強調的是,威脅真實存在,但抵御威脅的工具卻進展緩慢。
希望在引入、采用,甚至是開發(fā)自己的實用方法來阻止EDoS攻擊時,本文能提供借鑒或所有幫助。
來源:數(shù)世咨詢