如何强化 TCP/IP 堆栈
如何强化 TCP/IP 堆栈
改进 Web 应用程序安全性：威胁和对策
J.D. Meier、Alex Mackman、Michael Dunner、Srinath Vasireddy、Ray Escamilla 和 Anandha Murukan
Microsoft Corporation
请参阅着陆页以获得《改进 Web 应用程序安全性：威胁和对策》的起点和完整的概述。
摘要： 您可以在 Windows 注册表中配置各种 TCP/IP 参数，以便防止网络级拒绝服务的攻击，包括 SYN 洪水攻击、ICMP 攻击和 SNMP 攻击。您可以将注册表项配置为：
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当检测到攻击时，启用 SYN 洪水保护。 |
| • |
设置用于确定攻击构成要素的阈值。 |
该方法文档为管理员展示了必须配置的注册表项和注册表值，以防止受到基于网络的拒绝服务攻击。
注 这些设置会修改 TCP/IP 在服务器上的工作方式。Web 服务器的特性将决定要触发拒绝服务对策的最佳阈值。有些值可能对您的客户端连接的限制非常严格。在部署到产品服务器之前，请先测试本文档的建议。
本页内容
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预备知识 |
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防止 SYN 攻击 |
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防止 ICMP 攻击 |
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防止 SNMP 攻击 |
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AFD.SYS 保护 |
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其他保护 |
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缺陷 |
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其他资源 |
预备知识
TCP/IP 是一种本质上不安全的协议。但是，Windows 2000 实现可以使您配置其操作以防止网络的拒绝服务攻击。默认情况下，本文中所涉及的一些项和值可能并不存在。在这些情况下，请创建该项、值或值数据。
有关 Windows 2000 的注册表所控制的 TCP/IP 网络设置的详细信息，请参阅白皮书“Microsoft Windows 2000 TCP/IP Implementation Details”，位于 http://www.microsoft.com/technet/itsolutions/network/deploy/depovg/tcpip2k.asp。
防止 SYN 攻击
SYN 攻击利用 TCP/IP 连接建立机制中的安全漏洞。要发动 SYN 洪水攻击，攻击者要使用程序来发送大量的 TCP SYN 请求来填充服务器上挂起的连接队列。这将导致其他用户无法建立网络连接。
要防止网络受到 SYN 攻击，请遵循下列通用的步骤，这些步骤稍后将于本文档中进行解释：
| • |
启用 SYN 攻击保护 |
| • |
设置 SYN 保护阈值 |
| • |
设置其他保护 |
启用 SYN 攻击保护
启用 SYN 攻击保护的命名值位于下面的注册表项中： HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services.
值名称：SynAttackProtect
建议值： 2
有效值： 0 － 2
说明： 引起 TCP 调整 SYN-ACKS 的重新传输。如果您配置这个值，当发生 SYN 攻击时，连接响应的超时速度会比较快。当超出 TcpMaxHalfOpen 或 TcpMaxHalfOpenRetried 的值时，便会触发 SYN 攻击。
设置 SYN 保护阈值
下列值确定要触发的 SYN 保护的阈值。本部分中的所有项和值都位于注册表项 HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services 中。这些项和值如下所示：
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值名称：TcpMaxPortsExhausted 建议值： 5 有效值： 0-65535 说明： 指定 TCP 连接请求的阈值，必须超过该阈值才会触发 SYN 洪水保护。 |
| • |
值名称：TcpMaxHalfOpen 建议值数据： 500 有效值： 100-65535 说明： 启用 SynAttackProtect 时，该值会指定在 SYN_RCVD 状态下的 TCP 连接的阈值。超过 SynAttackProtect 时，便会触发 SYN 洪水保护。 |
| • |
值名称：TcpMaxHalfOpenRetried 建议值数据： 400 有效值： 80-65535 说明： 启用 SynAttackProtect 时，该值指定在 SYN_RCVD 状态下的 TCP 连接的阈值，其中至少已经进行了一次重新传输。超过 SynAttackProtect 时，便会触发 SYN 洪水保护。 |
设置其他的保护
本部分中的所有项和值都位于注册表项 HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services 中。这些项和值如下所示：
| • |
值名称：TcpMaxConnectResponseRetransmissions 建议值数据： 2 有效值： 0-255 说明： 对取消尝试响应 SYN 请求之前要重新传输 SYN-ACK 的次数进行控制+。 |
| • |
值名称：TcpMaxDataRetransmissions 建议值数据： 2 有效值： 0-65535 说明： 指定 TCP 在中止连接前，要重新传输单独数据片断（而并非连接请求片断）的次数。 |
| • |
值名称：EnablePMTUDiscovery 建议值数据： 0 有效值： 0, 1 说明： 将该值设置为 1（默认值）时，便会强制 TCP 在到远程主机的路径上找到最大传输单位或最大数据包大小。攻击者可能会强制数据包分割，造成堆栈负荷过重。将该值设置为 0 会强制不是本地子网的主机连接都使用 576 字节的 MTU。 |
| • |
值名称：KeepAliveTime 建议值数据： 300000 有效值： 80-4294967295 说明： 通过发送保持活动数据包，指定 TCP 尝试验证闲置连接是否仍然原封不动的频率。 |
| • |
值名称：NoNameReleaseOnDemand 建议值数据： 1 有效值： 0, 1 说明： 当计算机接收到名称释放请求时，指定不要释放计算机的 NetBIOS 名称。 |
请使用表 1 中总结的值来建立最大保护。
| 表 1 建议值 | |
| 值名称 | 值 (REG_DWORD) |
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SynAttackProtect |
2 |
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TcpMaxPortsExhausted |
1 |
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TcpMaxHalfOpen |
500 |
|
TcpMaxHalfOpenRetried |
400 |
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TcpMaxConnectResponseRetransmissions |
2 |
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TcpMaxDataRetransmissions |
2 |
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EnablePMTUDiscovery |
0 |
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KeepAliveTime |
300000 (5 minutes) |
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NoNameReleaseOnDemand |
1 |
防止 ICMP 攻击
本部分中指定的值位于注册表项HKLM\System\CurrentControlSet\Services\AFD\Parameters 下
值：EnableICMPRedirect
建议值数据： 0
有效值： 0（禁用）、1（启用）
说明： 将该注册表值修改为 0 可以防止接收到 ICMP 重定向数据包时，创建代价高昂的主机路由。
请使用表 2 中总结的值来建立最大保护。
| 表 2 建议值 | |
| 值名称 | 值 (REG_DWORD) |
|
EnableICMPRedirect |
0 |
防止 SNMP 攻击
本部分中指定的值位于注册表项HKLM\System\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters 下。
值：EnableDeadGWDetect
建议值数据： 0
有效值： 0（禁用）、1（启用）
说明： 防止攻击者强制切换到次要网关
请使用表 3 中总结的值来建立最大保护。
| 表 3 建议值 | |
| 值名称 | 值 (REG_DWORD) |
|
EnableDeadGWDetect |
0 |
AFD.SYS 保护
下列项指定内核模式驱动程序 Afd.sys 的参数。Afd.sys 用于支持 Windows 套接字应用程序。本部分中的所有项和值都位于注册表项 HKLM\System\CurrentControlSet\Services\AFD\Parameters 中。这些项和值如下所示：
| • |
值：EnableDynamicBacklog 建议值数据： 1 有效值： 0（禁用）、1（启用） 说明： 指定 AFD.SYS 功能来有效抵御大量的 SYN_RCVD 连接。有关详细信息，请参阅“Internet Server Unavailable Because of Malicious SYN Attacks”，位于 http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;en-us;142641。 |
| • |
值名称：MinimumDynamicBacklog 建议值数据： 20 有效值： 0-4294967295 说明： 指定侦听终结点上允许的可用连接的最小数量。如果可用连接的数目低于该值，线程便会排入队列以创建其他的可用连接。 |
| • |
值名称： MaximumDynamicBacklog 建议值数据： 20000 有效值： 0-4294967295 说明： 指定可用连接再加上 SYN_RCVD 状态中的连接的总数的最大值。 |
| • |
值名称：DynamicBacklogGrowthDelta 建议值数据： 10 有效值： 0-4294967295 默认为存在： No 说明： 指定需要其他连接时将创建的可用连接数量。 |
请使用表 4 中所总结的值来建立最大保护。
| 表 4 建议值 | |
| 值名称 | 值 (REG_DWORD) |
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EnableDynamicBacklog |
1 |
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MinimumDynamicBacklog |
20 |
|
MaximumDynamicBacklog |
20000 |
|
DynamicBacklogGrowthDelta |
10 |
其他保护
本部分中的所有项和值都位于注册表项 HKLM\System\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters 中。
保护筛选的网络详细信息
网络地址转换 (NAT) 用于筛选来自传入连接的网络。攻击者可以使用 IP 源路由来避开该筛选以确定网络拓扑。
值：DisableIPSourceRouting
建议值数据： 1
有效值： 0（转发所有数据包）、1（不转发源路由的数据包）、2（丢弃所有传入源路由的数据包）。
说明： 禁用 IP 源路由，发送方可以利用 IP 源路由来确定数据包通过网络时应该采用的路由。
避免接收分段的数据包
处理分段数据包的代价可能很高。虽然拒绝服务极少来自周边网络的内部，但是该设置可以防止分段数据包的处理。
值：EnableFragmentChecking
建议值数据： 1
有效值： 0（禁用）、1（启用）
说明： 防止 IP 堆栈接受分段的数据包。
不转发送往多主机的数据包
多主机可能会响应多播数据包，进而造成在网络中广泛传播的响应。
值：EnableMulticastForwarding
建议值数据： 0
有效范围： 0 (false)、1 (true)
说明： 路由服务使用这个参数来控制是否要转发 IP 多播。该参数是由路由和远程访问服务创建的。
只有防火墙在网络间转发数据包
多主服务器不能在所连接的各个网络间转发数据包。防火墙是明显的例外。
值：IPEnableRouter
建议值数据： 0
有效范围： 0 (false)、1 (true)
说明： 将该参数设置为 1 (true) 可使系统在所连接的各个网络间路由 IP 数据包。
掩码网络拓扑详细信息
使用 ICMP 数据包可以请求主机的子网掩码。公开该信息本身并无大碍；但是，多主机的响应可能会被用于构建内部网络的信息。
值：EnableAddrMaskReply
建议值数据： 0
有效范围： 0 (false)、1 (true)
说明： 该参数控制计算机是否响应 ICMP 地址掩码请求。
请使用表 5 中总结的值来建立最大保护。
| 表 5 建议值 | |
| 值名称 | 值 (REG_DWORD) |
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DisableIPSourceRouting |
1 |
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EnableFragmentChecking |
1 |
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EnableMulticastForwarding |
0 |
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IPEnableRouter |
0 |
|
EnableAddrMaskReply |
0 |
缺陷
测试这些值的更改时，请根据您在生产中预期使用的网络卷来进行测试。这些设置会修改被认为是正常的阈值，而且偏离经过测试的默认值。如果各个客户端的连接速度差异很大，那么有些设置可能过于狭隘而无法稳定地支持客户端。
其他资源
有关 TCP/IP 的其他详细信息，请参考下列资源：
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有关强化 TCP/IP 堆栈的详细信息，请参阅 Microsoft 知识库文章 315669“How To:Harden the TCP/IP Stack Against Denial of Service Attacks in Windows 2000”。 |
| • |
有关 Windows 2000 TCP/IP 实现的详细信息，请参阅 Lee Davies 的“Windows 2000 TCP/IP Protocols and Services”（Microsoft Press 书籍）。 |
| • |
有关 Windows 2000 TCP/IP 实现的详细信息，请参阅 TechNet 网站上的“Microsoft Windows 2000 TCP/IP Implementation Details”，位于 http://www.microsoft.com/technet/itsolutions/network/deploy/depovg/tcpip2k.asp。 |
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