Implementation of High Performance TCP Proxy Logic against TCP Flooding Attack on Network Interface Card

TCP-related Flooding attacks still dominate Distributed Denial of Service Attack. It is a great challenge to accurately detect the TCP flood attack in hish speed network. In this paper, we propose the NIC_Cookie logic implementation, which is a kind of security offload engine against TCP-related DDoS attacks, on network interface card. NIC_Cookie has robustness against DDoS attack itself and it is independent on server OS and external network configuration. It supports not IP-based response method but packet-level response, therefore it can handle attacks of NAT-based user group. We evaluate that the latency time of NIC_Cookie logics is $7{\times}10^{-6}$ seconds and we show 2Gbps wire-speed performance through a benchmark test.

TCP 플러딩 공격 방어를 위한 네트워크 인터페이스용 고성능 TCP 프락시 제어 로직 구현

본 논문은 인터넷 서버의 정상적인 TCP 연결을 방해하는 형태의 DDoS(Distributed Denial of Service) 공격으로부터 서버를 보호하고 원활한 서비스를 제공하기 위한 DDoS 공격 차단 방법에 관한 것이다. 즉, 유효한 TCP 연결만을 전달해주는 기능을 가진 네트워크 인터페이스 카드에서의 고속 TCP 연동 로직(NIC_Cookie)에 대하여 기술한다. NIC_Cookie의 장점은 플러딩 공격 상태에서도 실시간으로 공격 패킷을 차단하고 정상적인 패킷만이 메인 CPU로 전달될 수 있도록 하기 때문에, 서버의 CPU 성능과 외부 네트워크의 구성 등에 영향을 받지 않는다는 것이다. 또한, 패킷 단위로 공격 TCP 세션에 대하여 실시간 차단 대응을 하기 때문에 정상적인 연결 시도에 대하여 잘못된 대응을 할 가능성이 없다. 이와 더불어, NCI_Cookie 로직 추가로 발생하는 지연시간은 패킷 길이와 상관없이 $7{\times}10^{-6}$초 이하의 성능을 보장하며, 본 논문에서는 구현된 NIC_Cookie가 일반적인 플러딩 공격을 실시간으로 방어하면서 그 성능을 보장함을 확인하였다.