1. 什么是CDN（内容分发网络）？

CDN构建在现有网络基础之上的智能虚拟网络，依靠部署在各地的边缘服务器，通过中心平台的负载均衡、内容分发、调度等功能模块，使用户就近获取所需内容，降低网络拥塞，提高用户访问响应速度和命中率。

CDN 的关键技术主要有内容存储和分发技术，简单来讲，CDN就是根据用户位置分配最近的资源，于是，用户在上网的时候不用直接访问源站，而是访问离他“最近的”一个 CDN 节点(也叫做“边缘节点”、edge node)，其实就是缓存了源站内容的代理服务器。

CDN 的主要功能包括：

• 加速网站和应用程序的内容传输，提高用户的访问速度。

• 减少服务器的负载，通过缓存分担主服务器的压力。

• 增强内容的可用性和可靠性，即使原始服务器宕机，用户也能从缓存节点获取内容。

• 提供流量防护和抗DDoS能力，通过分散攻击流量，减轻单点攻击对源站的影响。

2. CDN的原理

CDN的工作原理基于“缓存”和“就近访问”的策略：

• 缓存原理：将源站的静态内容（如图片、视频、JavaScript、CSS文件等）存储在边缘节点服务器上。

• 就近访问原则：当用户请求某个内容时，DNS解析会将用户的请求路由到离其最近的CDN节点，从缓存中获取内容，而非直接访问源站服务器。

• 智能调度系统：CDN通过全局负载均衡算法选择最优节点来响应用户请求，基于网络状况、节点负载、地理位置等因素进行判断。

3. CDN的工作流程

1. 用户访问网页或资源，发起请求。

2. DNS解析引导用户请求到CDN节点。

3. CDN节点检查缓存，如果存在则直接返回内容。

4. 如果缓存不存在，CDN节点向源站服务器请求数据并返回用户。

5. 同时将新获取的内容缓存到节点中，供后续用户访问。

4. 攻击者如何利用CDN进行攻击与获利

虽然CDN主要用来提高网站性能和增强安全性，但攻击者也可能利用CDN的特性来隐藏其真实来源或放大攻击效果。常见的攻击方式包括：

4.1 缓存投毒攻击

4.1.1 原理与方法

缓存投毒攻击是指攻击者通过伪造或篡改数据，使得CDN缓存服务器存储错误或恶意数据，导致用户在访问时获取到被篡改的内容，这种攻击的核心在于利用CDN的缓存机制，将恶意内容存入缓存中，攻击者可以通过以下几种方式进行缓存投毒：

篡改HTTP头部信息：攻击者可以通过伪造请求头部信息，使CDN缓存服务器将恶意内容缓存起来，攻击者可以通过篡改Cache-Control头部，强制CDN缓存服务器缓存恶意内容。

伪造请求：攻击者可以伪造合法的请求，使CDN缓存服务器将恶意内容缓存起来，攻击者可以通过伪造带有恶意查询参数的请求，使CDN缓存服务器缓存这些恶意内容。

4.1.2 防御方法

为了防止缓存投毒攻击，可以采取以下几种措施：

验证请求来源：确保所有请求都是来自合法的来源，避免伪造请求的发生。

使用HTTPS：通过使用HTTPS加密协议，防止请求在传输过程中被篡改。

严格配置缓存策略：合理配置CDN缓存策略，避免缓存服务器缓存不必要或敏感的数据。

定期清理缓存：定期清理CDN缓存，确保缓存中的数据是最新的、未被篡改的。

4.2 DDoS攻击

4.2.1 原理与方法

DDoS攻击是指攻击者通过发送大量的请求，消耗目标网站的带宽和资源，使其无法正常提供服务，CDN虽然可以通过分布式架构来缓解DDoS攻击的流量压力，但对于大规模和复杂的DDoS攻击，CDN的防护也有其局限性。

DDoS攻击的基本原理是通过大量分布式的攻击源，向目标服务器发送海量请求，这些请求可以是合法的HTTP请求、SYN请求、UDP数据包等，攻击者利用这些请求消耗服务器的计算资源、带宽和存储空间，从而使服务器无法正常响应合法用户的请求。

4.2.2 防御措施

为了防止DDoS攻击，可以采取以下几种措施：

使用CDN：CDN可以通过分布式架构，分散DDoS攻击的流量，减轻目标网站的压力。

部署防火墙：部署网络防火墙和应用防火墙，过滤恶意请求。

启用速率限制：通过速率限制，限制单个IP地址的请求频率，防止DDoS攻击。

监控流量：实时监控网络流量，及时发现和应对DDoS攻击。

4.3 DNS劫持

4.3.1 原理与方法

DNS劫持是一种通过篡改DNS解析结果，使用户访问到错误的IP地址的攻击手段，攻击者可以通过劫持DNS解析请求，将用户引导到恶意服务器，从而实现对用户数据的窃取或篡改。

4.3.2 防御措施

为了防止DNS劫持，可以采取以下几种措施：

使用可信的DNS服务提供商：选择信誉良好的DNS服务提供商，减少DNS劫持的风险。

启用DNSSEC：启用DNS安全扩展（DNSSEC），防止DNS缓存中毒攻击。

监控DNS流量：定期监控DNS流量，识别并阻止异常请求。

4.4 边缘服务器漏洞利用

4.4.1 原理与方法

边缘服务器漏洞利用是一种通过利用CDN边缘服务器的漏洞，获取服务器控制权或注入恶意代码的攻击手段，攻击者可以通过边缘服务器漏洞利用，实现对用户数据的窃取或篡改。

4.4.2 防御措施

为了防止边缘服务器漏洞利用，可以采取以下几种措施：

及时更新安全补丁：定期更新CDN边缘服务器的安全补丁，修复已知漏洞。

安全配置：合理配置边缘服务器的安全设置，防止未经授权的访问。

入侵检测系统：部署入侵检测系统，实时监控服务器活动，及时发现和应对异常行为。

5. 历史上利用CDN进行攻击的事件

1. GitHub遭受的Memcached反射放大攻击

   1. 2018年，GitHub遭遇了史上最大规模的DDoS攻击，峰值流量达到1.35Tbps，这次攻击主要利用了Memcached协议的反射放大效应，通过发送小量的请求，产生大量的响应数据，从而放大了攻击流量，尽管GitHub使用了CDN，但攻击者通过滥用开放Memcached服务器，绕过了CDN的防护。

2. 某电商平台的缓存投毒攻击

   1. 某知名电商平台曾遭受缓存投毒攻击，攻击者通过伪造请求头部信息，使CDN缓存服务器缓存了大量恶意内容，当用户访问该平台时，看到的是攻击者植入的虚假商品信息和恶意链接，导致大量用户受到影响，该平台通过启用HTTPS和严格配置缓存策略，成功防御了此次攻击。

6. 检测思路

1. 缓存投毒攻击
   1）流量异常检测：
   探针监控到的返回内容与实际请求的源站内容不一致时，可以判定缓存被篡改。
   2）HTTP头部完整性校验：
   识别常见缓存投毒的头部特征，检查内容响应中的 Cache-Control 和 Expires 字段，判断其是否存在不合理或过期的缓存规则。
   Host 字段和实际服务器地址的匹配是否一致。
   返回内容的 Content-Length 是否符合预期，检查异常的长度变化。
   Set-Cookie 中的恶意注入或错误路径。
   3）源站与缓存服务器响应对比：
   对同一请求同时从源站和缓存层获取响应，验证内容的一致性。

2. DDoS攻击
   1）异常流量模式检测：
   探针设备可以监控流量的速率、突发流量峰值和异常连接请求数量，识别大规模流量攻击。
   2）流量特征匹配：
   识别常见DDoS工具的流量模式和特征，如 SYN Flood、HTTP Flood 等。

3. DNS劫持
   1）DNS查询与响应不一致：
   探针记录正常解析结果，并与实际查询返回值进行比对，检查是否存在篡改。
   2）监控DNS流量异常：
   监测DNS流量中的TTL值、解析目标IP地址变化是否异常。
   3）DNS响应完整性验证：
   使用可信DNS服务器的解析结果和探针监测到的结果做比对，检测是否存在异常解析。

4. 边缘服务器漏洞利用
   1）异常请求检测：
   通过探针监控流量中针对边缘服务器的特定请求，识别漏洞利用的特征（如恶意Payload）。
   2）文件上传和执行异常检测：
   边缘服务器的文件系统操作或配置更改请求应触发警报。
   3）特定URL路径和参数分析：
   识别已知漏洞的利用路径，如 CVE 相关路径或参数中的可疑特征。