經(jīng)濟(jì)拒絕服務(wù)(EDoS)是一種針對(duì)云環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)安全威脅，它利用云的彈性，尤其是自動(dòng)擴(kuò)展資源(意味著自動(dòng)付費(fèi))，來增加云用戶的賬單，直至該賬戶破產(chǎn)，最終破壞用戶的應(yīng)用程序、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施的可持續(xù)性。

由于以下幾個(gè)原因，傳統(tǒng)的安全措施無法應(yīng)對(duì)EDoS：

• EDoS流量使用IP欺騙技術(shù)，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)分析很難檢測(cè)，除非攻擊者使用已知的惡意IP；
• 由于云可以擴(kuò)展以滿足額外的流量，應(yīng)用程序和最終用戶一開始不受EDoS攻擊的影響，至少在預(yù)算耗盡之前是這樣，因此應(yīng)用程序性能指標(biāo)無法用于檢測(cè)攻擊；
• 安全加固技術(shù)對(duì)EDoS無效，因?yàn)榱髁坎粫?huì)利用傳統(tǒng)意義上的任何類型的漏洞；
• 即使檢測(cè)到EDoS攻擊，現(xiàn)有的安全工具也無能為力。只有建立起一個(gè)與云成本管理系統(tǒng)的交互，才能中斷云的自動(dòng)擴(kuò)展機(jī)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(wù))

DoS攻擊中，攻擊者會(huì)發(fā)送虛假請(qǐng)求，占用服務(wù)器處理能力、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)帶寬等資源，有時(shí)還會(huì)使目標(biāo)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(qǐng)求，超出服務(wù)器的處理能力，從而導(dǎo)致服務(wù)降級(jí)或干脆拒絕通信。后者是指構(gòu)造惡意的請(qǐng)求或數(shù)據(jù)包，利用目標(biāo)系統(tǒng)中的漏洞導(dǎo)致其崩潰或失效。

DDoS(分布式拒絕服務(wù))

DoS的進(jìn)化版，攻擊者可指揮數(shù)千甚至數(shù)萬臺(tái)安裝了惡意軟件的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備--大規(guī)模僵尸網(wǎng)絡(luò)，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(jù)包，使流量看起來合法，從而難以檢測(cè)、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(tuán)隊(duì)的精力，掩蓋攻擊者真實(shí)的入侵活動(dòng)。

EDoS

利用云環(huán)境(通常是基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)，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(shè)備或云資源，向目標(biāo)設(shè)備發(fā)送偽造的流量包。由于云的快速、可擴(kuò)展和彈性，這種“額外”的流量會(huì)導(dǎo)致云服務(wù)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，直到受害者的云賬戶在財(cái)務(wù)上無法持續(xù)。

攻擊目的

像DDoS攻擊一樣，EDoS旨在擾亂業(yè)務(wù)并造成經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)攻擊者沒有直接好處。但對(duì)于個(gè)人網(wǎng)絡(luò)罪犯來說，這些攻擊可能是“武力展示”，或者是對(duì)某個(gè)機(jī)構(gòu)的個(gè)人報(bào)復(fù)。對(duì)于黑客激進(jìn)分子來說，則可能是彰顯理念、表示抗議的方式。對(duì)于敵對(duì)國(guó)家支持的黑客組織來說，則會(huì)是擾亂對(duì)手社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的一種方式。

現(xiàn)如今，DDoS是一項(xiàng)價(jià)值數(shù)十億美元的業(yè)務(wù)，DoS平臺(tái)可以作為一項(xiàng)服務(wù)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(wǎng)絡(luò)黑市一樣繁榮。

解決方案

阻止EDoS的主要困難是攻擊檢測(cè)，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(jīng)提出了基于人工智能的幾種檢測(cè)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(jī))和SOM(自組織映射)

SVM和SOM是兩個(gè)能夠檢測(cè)EDoS攻擊的機(jī)器學(xué)習(xí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

(2) FCNN(全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))

FCNN屬于深度學(xué)習(xí)，較上述兩種機(jī)器學(xué)習(xí)算法的性能要好，因?yàn)樗梢允褂枚鄠€(gè)神經(jīng)層更有效地提取特征。然而，它的問題在于準(zhǔn)確度相對(duì)較低，因?yàn)镋DoS是一個(gè)需要時(shí)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(gè)事件或單個(gè)數(shù)據(jù)包的能力。

(3) RNN(遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))和LSTM(長(zhǎng)短時(shí)記憶)

RNN檢測(cè)EDoS攻擊的成功率較高，因?yàn)樗梢钥朔﨔CNN的缺點(diǎn)，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(dāng)前事件時(shí)將近期事件考慮在內(nèi)，準(zhǔn)確率會(huì)更高。然而，RNN模型在處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)與SVM和SOM一樣，效率低下。

EDoS檢測(cè)新方法

韓國(guó)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(cè)框架，使用并行處理策略，在訓(xùn)練和預(yù)測(cè)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(yù)測(cè)攻擊流量序列中的一個(gè)單元，以確定它與其他單元的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度；
• 利用已經(jīng)得到廣泛使用的Transformer編-解碼模型計(jì)算注意力分?jǐn)?shù)。但EDoS檢測(cè)模型僅使用編碼模型并行計(jì)算輸入。在顯著提高性能的同時(shí)，保持LSTM模型的準(zhǔn)確性；
• 參考流量中其一個(gè)網(wǎng)絡(luò)包與其他網(wǎng)絡(luò)包的相對(duì)分?jǐn)?shù)，這有助于模型“記住”序列中以前單元的歷史特征；
• 對(duì)多個(gè)特征使用一個(gè)分?jǐn)?shù)來提高計(jì)算效率。換句話說，當(dāng)模型分析一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，它使用所有相關(guān)數(shù)據(jù)包中的分?jǐn)?shù)來減少處理時(shí)間；
• 能夠使用無監(jiān)督學(xué)習(xí)策略對(duì)零日攻擊輸出進(jìn)行分類;
• 模型的實(shí)時(shí)更新使其能夠根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)重新訓(xùn)練，并微調(diào)參數(shù)以適應(yīng)攻擊的變化。

研究人員在真實(shí)的EDoS洪水攻擊場(chǎng)景中測(cè)試了該框架，發(fā)現(xiàn)它能夠以足夠的性能檢測(cè)攻擊和處理數(shù)據(jù)。

(論文地址：https://www.mdpi.com/2079-9292/10/20/2500/pdf)

關(guān)鍵結(jié)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(dǎo)致資源無限擴(kuò)大，直到受害者無法承擔(dān)經(jīng)濟(jì)成本。
• 使用傳統(tǒng)安全工具很難檢測(cè)到EDoS攻擊，但仍有一些方法可用于EDoS的檢測(cè)和緩解。
• 需要強(qiáng)調(diào)的是，威脅真實(shí)存在，但抵御威脅的工具卻進(jìn)展緩慢。

希望在引入、采用，甚至是開發(fā)自己的實(shí)用方法來阻止EDoS攻擊時(shí)，本文能提供借鑒或所有幫助。