TCP SYN-Cookie背后的人和事

本文介绍了SYN-Cookie的工作原理及其在防范TCPSynFlood攻击中的应用。SYN-Cookie由Daniel J. Bernstein发明,旨在减少服务器资源消耗,特别适用于IPv6环境下。通过使用32位摘要的cookie替代传统半连接维护方式,有效提升了防御效率。

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SYN-Cookie是防范TCP Syn Flood的业界标准做法之一。相关概念笔者就不抄了,从文字描述上来看这个概念开始确实不太好理解,笔者也是费了半天劲才终于想明白的。应该是server端非但不maintain 半连接,连基本的五元组都不愿意在三次握手前maintain,这样可以最大限度的节省内存,尤其是对于IPv6的Session,仅仅使用一个32bit的摘要的cookie,效果更佳。

SYN-Cookie的发明者Daniel J. Bernstein并非工程人士,而是躲在学术界(叫兽),数学专业,密码学专家。有人在Wiki立碑如下:

http://en.wikipedia.org/wiki/Daniel_J._Bernstein

Daniel有很多软件作品

Daniel和他的学生发现了很多Unix漏洞,并且公布了其中的44个漏洞的利用代码。这个家伙很自负,甚至声称 “I won’t be satisfied until I’ve put the entire security industry out of work.”。想要砸整个安全界的饭碗,大家要留意一下。另一个自负的例子是,某男在他的软件中发现了一个安全漏洞,为此获得了1000$的奖励。看来Daniel比Google还大方。对于赋闲在家的或者手头拮据的兄弟,建议教训教训他,hack他一下,让他也知道天下英雄的厉害。我就不信丫的code再没有bug了。

但无论如何,经叶子鉴定后,颁发给Daniel“牛人”证书。

Daniel将其SYN-Cookie的发明经过记录在了下述文章中,论证了自己是第一个发明这项技术的人。

http://cr.yp.to/syncookies.html

最搞笑的是有一批智商比我还要低的老外在没有搞清楚状况的情况下大肆攻击他的解决方案,Daniel最终发飙如下:

These people also have the annoying habit of crediting their bogus claims to other people, such as me. I don’t know whether to attribute this to malice or stupidity; either way, I would like the record to be set straight.

I invited Kuznetsov to either retract or defend his claims. He refused to do so. I’m sure he’s aware by now that his claims are false, and that any attempted defense will be promptly ripped to shreds; but he’s still not admitting his errors. It’s unfortunate that he doesn’t have more respect for the truth.

I also invited Akkerman to either retract or defend his claims. He did not respond.

为此给大家两个启示:

1.在Challenge牛人的时候,自己一定要精心研究,做到有把握。

2.大到日心学说,小到TCP SYN Cookie,凡是科学发明创新往往会遭到菜鸟的群殴,一定要心平气和。

### SYN-cookie 技术原理 SYN-cookie 是一种用于抵御 SYN 泛洪攻击的技术,在不使用额外资源的情况下处理连接请求。当服务器接收到客户端发送的初始 SYN 请求时,并不会立即分配内存空间来保存半开连接的状态,而是通过特定算法计算出一个加密数值作为序列号返回给客户端。 #### 序列号生成机制 为了防止恶意用户猜测到合法的 ACK 响应包中的确认序号,SYN-cookie 使用了一个基于时间戳和其他参数(如源地址、目的端口等)组合而成的秘密函数来生成临时序列号[^1]。 ```c uint32_t make_syn_cookie(uint32_t saddr, uint16_t sport, uint32_t daddr, uint16_t dport, uint8_t *data, int datalen) { struct tcp_opt opt; unsigned long now = jiffies; /* 获取当前内核时间 */ // 计算选项字段 compute_tcpopts(&opt, data, datalen); // 构建并返回合成的cookie值 return secure_tcp_sequence_number(saddr, sport, daddr, dport, &opt, now); } ``` 此方法确保即使在遭受大量伪造的 SYN 数据包冲击期间也能正常工作而不耗尽系统资源。 #### 连接建立流程 一旦客户端回应带有正确 ACK 的数据包回来之后,服务端会解析其中的信息重新构建原始 TCP 三次握手过程中丢失掉的那个中间状态: - 提取 IP 地址和端口号信息; - 解码嵌入于 ACK 号内的附加信息以恢复 MSS 和其他可能存在的可选参数; - 验证解密后的结果是否合理有效; 只有当上述验证成功后才会正式创建新的套接字对象完成整个连接初始化过程[^2]。 ### 实现方式差异 值得注意的是不同操作系统对于 SYN-cookie 的具体实现存在细微差别。例如 Linux 内核版本间可能存在不同的优化策略或默认配置项影响实际效果。而在某些高性能网络设备上可能会有更复杂高效的变种形式比如 LVS 中提到的 syn-proxy 或者 XDP 层面的支持[^3]。
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