DDoS saldırılarına karşı istatistiksel koruma yaklaşımı
A statistical approach to SIP-based distributed denial of service attacks
Yazar: BAHAR UĞURDOĞAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SELÇUK BAKTIR
Bahçeşehir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uygulamalı Matematik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: DOS = DOS ; IP =   ; SIP = SIP

Özet:
VoIP ve SIP teknolojileri, son yıllarda oldukça popüler olmaya başlamıştır. Gelecek iletişim teknolojisi öngörülerinde SIP uygulamalarının, önemli bir yere sahip olacağı şüphesizdir. Bu popülerliğin artması ile VoIP/SIP dünyasında güvenlik teknolojileri henüz TCP/IP dünyasındaki kadar olgunlaşmamış ve bilinmemektedir. Bu nedenlerden dolayı hem ticari hem de akademik anlamda mevcut VoIP/SIP güvenlik teknolojilerinin araştırma geliştirme çalışmalarına ağırlık verilmesi oldukça önem taşımaktadır.
Bu çalışmada yeni nesil haberleşme ortamları olarak bilinen tümleşik haberleşme sistemlerinde ve yeni nesil ağlarda kullanılan SIP protokolünün özellikle retransmission mekanizmasının DoS ve DDoS saldırılarına yönelik zafiyetleri incelenerek, bilgi toplama aşamasından saldırı aşamasına kadar takip edilen saldırı akışının detayları hakkında çalışılmıştır. Geliştirdiğimiz SIP DDoS Saldırı Simulatörü üzerinden gönderilen her bir saldırı paketinin; hedef sistemdeki firewall, IDS, anomali tespit motoru gibi güvenlik perimetrelerinin black-list, IP adres bazlı rate-limiting, paket sayısı bazlı rate-limiting, session/transaction bazlı rate-limiting ve otomatik mesaj üretimini tespit edecek şekilde desen çıkarabilen anomali tespiti gibi çalışma prensipleri dikkate alınarak bu sistemleri atlatabilmek ve hedef sistemde daha az efor ile daha büyük etki yaratabilmek için geliştirdiğimiz DDoS Saldırı Simulatörü ile gerçekleştirilen saldırıların nasıl daha akıllı hale getirilebileceği anlatılmıştır. Aynı zamanda bu saldırı simülatörümüz üzerinden gerçekleştirdiğimiz SIP yeniden iletim (retransmission) zafiyetlerini kullanarak geliştirdiğimiz iki ileri seviye saldırının VoIP/SIP güvenlik laboratuvar ortamında test edilerek, saldırı anatomileri incelemeleri ile birlikte saldırı sonuçlarının karşılaştırmalı analizleri yapılıp, akıllı DDoS saldırılarının mevcut güvenlik koruma yaklaşımlarıyla tespit edilemesinin çok zor olduğu üzere istatistiksel tabanlı dinamik koruma yaklaşımı geliştirilmiştir.

Abstract:
VoIP and SIP technologies have become popular in recent years. There is no doubt that SIP applications will have an important place in the future of communication technologies. Although the ultimate increase in popularity of SIP, the security technologies related to VoIP/SIP are still promising as they are still maturing and in development unlike in TCP/IP. For these reasons, it is reasonably important that research and development studies on VoIP/SIP security should be elaborate in both the commercial and academic senses.
In this study, vulnerabilities of SIP protocol which is used in unified communication  systems and next generation networks as they known as the new generation communication platforms are in question and especially SIP retransmission mechanisms vulnerabilities caused to DoS and DDoS attacks are identified and the whole attack flow starting from the information collection until the attack implementation phase is studied in detail. For the purpose of this study, we have prepared a VoIP/SIP security laboratory environment and developed DDoS Attack Simulator and described how it can be used to implement more intelligent attacks and maximize the impact with least effort. Our DDoS Attack Simulator is designed to bypass black-list, IP based rate limiting, packet count based rate limiting, session/transaction based rate limiting and automatic message generation detection systems of the security perimeters such as firewall, IDS/IPS, anomally detection systems. Additionally, we have developed two advanced attacks by using the vulnerabilities of SIP retransmission mechanism and implemented them on our VoIP/SIP security laboratory environment by using our DoS/DDoS Attack Simulator. Anatomies of these attacks are studied in details and comparative analyses of attack implementations along with the defense strategies against to these attacks are shared.