Μελέτη της χρήσης της τεχνολογίας eBPF για την δημιουργία συστήματος ανίχνευσης και αντιμετώπισης επιθέσεων Syn Flood σε Linux περιβάλλοντα
Loading...
Files
Date
2025-02-25
Authors
Ρετσινάς, Γεώργιος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η χρήση της τεχνολογίας eBPF για τη δημιουργία συστήματος ανίχνευσης και αντιμετώπισης επιθέσεων SYN Flood σε περιβάλλοντα Linux. Οι επιθέσεις SYN Flood ανήκουν στην ευρύτερη κατηγορία επιθέσεων άρνησης παροχής υπηρεσιών (DoS) και εκμεταλλεύονται την τριμερή χειραψία του πρωτοκόλλου TCP, προκειμένου να εξαντλήσουν τους πόρους ενός συστήματος. Αν και τα παραδοσιακά εργαλεία, όπως το Snort, συμβάλλουν στον εντοπισμό και την αντιμετώπιση των επιθέσεων, η εξέλιξη των επιθέσεων απαιτεί πιο αποδοτικές λύσεις.
Αρχικά, γίνεται μια ανάλυση των επιθέσεων SYN Flood και του τρόπου λειτουργίας τους, σε συνδυασμό με τα κλασικά μέτρα προστασίας. Στη συνέχεια εξετάζονται οι βασικές έννοιες των τεχνολογιών eBPF και του XDP. Το eBPF επιτρέπει την εκτέλεση προγραμμάτων μέσα στον πυρήνα του λειτουργικού συστήματος, με ασφαλή και αποδοτικό τρόπο, ενώ το XDP δίνει τη δυνατότητα φιλτραρίσματος πακέτων πριν αυτά εισέλθουν στην στοίβα δικτύου του πυρήνα, μειώνοντας έτσι σημαντικά την επιβάρυνση του συστήματος.
Στη συνέχεια, παρουσιάζεται η προτεινόμενη υλοποίηση, η οποία εκμεταλλεύεται τις δυνατότητες του eBPF για να ανιχνεύσει και να αντιμετωπίσει επιθέσεις SYN Flood. Επιίσης, αναλύονται οι δομές δεδομένων που αξιοποιούνται καθώς και ο τρόπος με τον οποίο απορρίπτονται τα ανεπιθύμητα πακέτα. Μέσω της υλοποίησης, το σύστημα μπορεί να διακρίνει πραγματικές συνδέσεις από κακόβουλα SYN πακέτα, αποτρέποντας έτσι την επιβάρυνση του συστήματος από αυτά χωρίς να επηρεάζει τους πραγματικούς χρήστες.
Η απόδοση του συστήματος αξιολογείται με πειραματικές δοκιμές, όπου χρησιμοποιούνται τα εργαλεία hping3 για την προσομοίωση επίθεσης και vegeta για τη προσομοίωση πραγματικής δικτυακής κίνησης. Επιπλέον, γίνεται σύγκριση των αποτελεσμάτων της προτεινόμενης υλοποίησης με τα αποτελέσματα που παρουσιάζει κάτω από τις ίδιες συνθήκες το Snort, λαμβάνοντας υπόψη παράγοντες όπως η κατανάλωση υπολογιστικών πόρων του συστήματος (CPU, RAM), ο ρυθμός μεταφοράς (throughput) και η χρονοκαθυστέρηση (network latency). Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η χρήση του eBPF στη διαδικασία φιλτραρίσματος εισερχόμενων δικτυακών πακέτων επιτρέπει την αποδοτική αναγνώριση και αντιμετώπιση επιθέσεων SYN Flood, αυξάνοντας την συνολική απόδοση του συστήματος και επιτρέποντάς του να εξυπηρετεί σημαντικά μεγαλύτερο δικτυακό φόρτο.
Τέλος, γίνεται αναφορά σε προοπτικές μελλοντικής εξέλιξης της υλοποίησης και έρευνας.
Description
Keywords
Επιθέσεις SYN Flood, Επιθέσεις άρνησης υπηρεσιών, Συστήματα Linux, Ασφάλεια δικτύων, Ανίχνευση εισβολών, Τριμερή χειραψία TCP, Φιλτράρισμα πακέτων