Attaque SYN Flood : Répartition des responsabilités et protection pratique – Opérateur + Client

La discussion sur la protection contre le SYN Flood ne peut pas être unilatérale. D’un côté, il y a l’hôte avec son noyau Linux, ses paramètres sysctl et iptables ; de l’autre – le backbone de l’opérateur, le BGP, les liaisons haut débit et les centres de scrubbing (« nettoyage »). Si l’on considère le problème uniquement « sur le serveur » ou uniquement « dans le réseau », on n’atteindra pas le niveau de résilience souhaité. Dans cet article, nous conserverons la densité technique tout en expliquant pourquoi et quelles actions relèvent de l’opérateur, et lesquelles relèvent de l’administrateur du serveur.

Qui est responsable de la protection : Répartition des responsabilités et pourquoi l’approche unilatérale ne fonctionne pas

Il semble parfois logique de se reposer uniquement sur les paramètres du système d’exploitation : activer les SYN Cookies, augmenter la file d’attente (backlog), ajouter quelques règles iptables – et tout ira bien. Cela fonctionne contre les attaques mineures et « locales ». Mais dans les scénarios réels et modernes, les attaques se mesurent en dizaines et centaines de gigabits par seconde. Ce n’est plus alors un problème de serveur individuel, mais un problème de la liaison et de l’infrastructure de l’opérateur.

Lorsque le flux d’attaque atteint 100+ Gbit/s, aucun paramètre sysctl ou iptables sur le serveur ne pourra aider – la liaison du client sera saturée avant même que les paquets n’atteignent l’hôte. Par conséquent, la responsabilité est naturellement partagée : l’opérateur est responsable du backbone, du routage, de la prévention de l’usurpation (spoofing) et du filtrage du trafic malveillant aux frontières externes du réseau ; le client (administrateur du serveur) – de la résilience locale du service, des paramètres corrects de la pile TCP/IP et de la détection primaire de l’incident. Une protection efficace est une chaîne de mesures coordonnées : de la validation des adresses sources dans le réseau de l’opérateur aux filtres ponctuels dans le système d’exploitation du serveur.

Qu’est-ce qu’une attaque SYN Flood (Analyse technique)

TCP établit une connexion en trois étapes : le client envoie un SYN, le serveur répond par un SYN-ACK, le client confirme par un ACK. Dans un SYN Flood, l’attaquant génère un nombre énorme de paquets SYN et ne complète pas le handshake (poignée de mains), ce qui amène le serveur à accumuler des connexions « semi-ouvertes » dans des files d’attente (SYN backlog) et à consommer de la mémoire et des ressources processeur pour les gérer. Les effets négatifs se manifestent par une augmentation de la latence, une baisse de la disponibilité des ports (généralement 80/443) et, dans les cas critiques, une indisponibilité totale du service.

Les attaques sont variées : directes (flux depuis de vraies adresses IP), avec adresses usurpées (IP-spoofing, attaques réfléchies/DRDoS), massives sur des plages entières ou ciblant des services spécifiques. Les scénarios réfléchis sont particulièrement dangereux : le malfaiteur usurpe l’adresse IP source de la victime, et des milliers/centaines de milliers de serveurs tiers envoient leurs réponses vers la victime – au final, la charge est multipliée et dépasse les capacités d’un seul hôte.

Pourquoi les méthodes classiques sur le serveur sont parfois inutiles (Cas de figure 100+ Gbit/s)

Les moyens locaux (SYN Cookies, augmentation de tcp_max_syn_backlog, limites iptables) sont efficaces sous une charge modérée, lorsque l’attaque se situe dans les limites de la liaison du client. Mais si l’attaque dépasse la capacité de la liaison externe, le trafic « excédentaire » est coupé au niveau de la liaison montante (uplink). Seule la partie des paquets qui tient dans la liaison arrive dans le réseau de l’opérateur. C’est précisément pourquoi le rôle de l’opérateur est crucial : il doit soit absorber/filtrer le trafic malveillant dès le backbone, soit rediriger le flux vers un centre de scrubbing (nœud spécialisé dans le nettoyage du trafic DDoS) – sinon le serveur restera injoignable, quel que soit le niveau de sa configuration locale.

Comment l’opérateur détecte les anomalies et quels sont ses outils

Fondement : Prévention de l’usurpage d’IP

La première règle pour lutter contre les attaques réfléchies est de ne pas laisser sortir du réseau des paquets avec des adresses source « étrangères ». La mise en œuvre du BCP 38 / RFC 2827 (Validation des Adresses Source) consiste à interdire les paquets sortants (egress) dont l’adresse IP source n’appartient pas au réseau de l’abonné. En pratique : des ACL sur les routeurs de bordure et des filtres en périphérie. Ce n’est pas une panacée, mais cela bloque la composante la plus dangereuse des DRDoS (Attaque par Déni de Service Réfléchie et Distribuée).

Surveillance basée sur les flux (Flow-based monitoring)

La détection par l’opérateur repose sur l’analyse des flux : NetFlow, sFlow, IPFIX donnent une image du ratio SYN/ACK, des pics de trafic vers des adresses et ports spécifiques, ainsi que de l’asymétrie du trafic. Les solutions d’InMon, SolarWinds ou des pipelines personnalisés sur ELK/ClickHouse permettent de réaliser des analyses rétrospectives et de détecter des anomalies avant que les clients ne commencent à se plaindre.

Outre la surveillance des flux, d’autres télémétries sont utiles : le BGP Monitoring Protocol (BMP) aide à contrôler la stabilité des routes et à détecter des anomalies dans les sessions BGP, le SNMP fournit des métriques de charge des interfaces – une augmentation soudaine du trafic entrant sur le port d’un client est souvent un indicateur primaire d’une attaque.

Méthodes de filtrage et d’atténuation (Mitigation)

L’opérateur utilise des outils de différents « calibres » – des plus rapides et radicaux aux plus précis et intelligents :

• RTBH (Remote Triggered Black Hole) – la méthode la plus simple et la plus rapide : via BGP, le marquage d’un préfixe entraîne le rejet de tout le trafic qui lui est destiné. Cela sauvegarde l’infrastructure, mais « tue » complètement le service du client.
• BGP Flowspec – un outil d’une grande précision chirurgicale : via Flowspec, des règles sont diffusées pour créer des ACL sur les équipements réseau et permettre de rejeter des paquets TCP spécifiques (par exemple, les SYN vers IP:port). Avantage – la précision et l’impact minimal sur le trafic légitime ; inconvénient – nécessite le support des équipements et une grande prudence dans la définition des règles.
• Centres de Scrubbing — c’est « l’artillerie lourde » dans la lutte contre les DDoS. Le trafic du client est redirigé (via BGP ou DNS) vers un centre de nettoyage, où des systèmes spécialisés analysent le flux, rejettent le trafic malveillant et renvoient au client des données « propres » via des tunnels (GRE ou VxLAN). Ces centres peuvent être des solutions on-premise intégrées (par exemple, Arbor TMS, Juniper DDoS Guard) ou des services cloud externes. Il s’agit généralement d’un service payant supplémentaire, accessible aux clients pour lesquels les interruptions sont critiques.

Architecture de protection DDoS multi-niveaux : Comment les opérateurs la construisent

Un système de protection efficace est un empilement de niveaux, chacun couvrant une zone de responsabilité spécifique :

1. Niveau cœur de réseau : BCP 38 + surveillance permanente des flux + mécanismes Flowspec prêts.
2. Périphérie du réseau : mécanismes RTBH rapides pour les cas d’urgence.
3. Niveau de service : centres de scrubbing, services DDoS pour les clients, intégration avec un CDN.
4. Automatisation : le couplage « détecteur → règle » réduit le TTR (time to respond) de plusieurs heures à quelques secondes : la surveillance génère une alerte – le système publie automatiquement une règle Flowspec ou lance une redirection vers le scruteur.

Cas pratique : Actions pas à pas de l’opérateur lors de la détection d’un SYN Flood

1. Détection. Un système basé sur NetFlow/IPFIX détecte un pic de paquets SYN vers l’IP du client ; le SNMP montre une augmentation brutale du trafic entrant sur le port de l’abonné ; le BMP signale une dégradation de la session BGP.
2. Vérification. Vérification rapide via CLI : show flow monitor, show ip traffic, analyse pcap si nécessaire.
3. Réponse.
   • Option A (Précise) : Publication d’une règle BGP Flowspec rejetant le flux malveillant, laissant le trafic légitime passer.
   • Option B (Urgence) : Si l’attaque menace toute l’infrastructure – application du RTBH pour protéger le backbone ; le service du client est temporairement indisponible, mais le réseau reste stable.
   • Option C (Service) : Il est proposé au client de rediriger le trafic vers un centre de scrubbing pour le nettoyer et recevoir en retour un flux sécurisé.

Le point clé – l’automatisation et l’expérience : une chaîne de surveillance bien configurée + des procédures (playbook) réduisent au minimum le délai humain et empêchent la propagation de l’incident.

AntiDDoS de VAS Experts – Aperçu de la solution

Stingray AntiDDoS est un exemple de solution intégrée orientée opérateur : le système détecte les anomalies en temps réel, sait fonctionner à des débits de centaines de Gbit/s, automatise la publication de règles Flowspec, et remplit également elle-même les fonctions de scruteur, pouvant nettoyer le trafic si la capacité de la liaison de l’opérateur est suffisante. Pour les opérateurs, c’est un moyen de réduire le temps de réaction et d’offrir aux clients un service de trafic « propre » sans avoir à polir manuellement chaque situation.

Comment l’administrateur du serveur détecte une attaque dans son environnement

Le service lui-même indique que quelque chose ne va pas : les symptômes visibles sont une augmentation du nombre de connexions dans l’état SYN_RECV (vérifié via netstat -an | grep SYN_RECV), un ralentissement de la réponse des pages, une augmentation de la consommation du CPU et de la mémoire, une chute de la disponibilité des ports TCP. Pour confirmer, on utilise tcpdump/Wireshark (beaucoup de SYN sans les ACK suivants) et des systèmes de surveillance (Zabbix, Prometheus, ELK) qui permettent de visualiser les anomalies et de les corréler dans le temps.

Méthodes de protection côté serveur

Même avec la protection de l’opérateur, une configuration locale renforcée réduit la probabilité de défaillance dans les cas limites et aide à filtrer correctement le « bruit » du trafic utile.

Les mesures principales incluent :

1. Paramètres du noyau Linux (sysctl)
   • Augmenter la file d’attente de connexions pour que le serveur puisse traiter plus de connexions semi-ouvertes.
   • Réduire le nombre de tentatives de renvoi des SYN-ACK pour libérer les ressources plus rapidement.
   • Activer les SYN Cookies pour gérer correctement les connexions semi-ouvertes sans surcharge mémoire.
2. Limitation de la fréquence des connexions (iptables) :
   Exemple de règle limitant le nombre de SYN/seconde pour le port 80 :

   iptables -A INPUT -p tcp --syn --dport 80 -m limit --limit 10/s --limit-burst 20 -j ACCEPT

   Cela aide à atténuer les effets de petites attaques ou de pics, mais est impuissant contre les très gros flux qui « saturent » complètement la liaison.

3. Filtres matériels et réseau
   Les pare-feu matériels (Juniper, Cisco, Fortinet) peuvent bloquer efficacement les floods de couches 3 et 4 (L3-L4) au niveau du périmètre du datacenter. Ils disposent d’accélérateurs matériels pour traiter un grand nombre de sessions.
4. CDN / Hébergement / Services anti-DDoS
   L’utilisation de CDN cloud ou de fournisseurs anti-DDoS (Cloudflare, Selectel, VK Cloud, DDoS-Guard, etc.) permet de rejeter le trafic malveillant avant même qu’il n’atteigne le client. Pour les sites web, c’est souvent le chemin le plus rapide vers le rétablissement de la fonctionnalité.
5. Approche combinée
   La protection optimale est une combinaison : des réglages sysctl avisés, les SYN Cookies, iptables sur l’hôte + le filtrage par l’hébergeur/l’opérateur et la disponibilité d’une option de redirection vers un centre de scrubbing. Cette approche multi-couches offre les meilleures chances de survie et de retour en fonctionnement des services critiques.

Conclusion

Le SYN Flood reste une attaque simple dans son mécanisme, mais flexible et dangereuse par ses conséquences. Si l’on ne compte que sur les réglages serveur, une attaque sérieuse qui « obstrue » une liaison de centaines de gigabits entraînera tout de même une interruption. Si l’on ne compte que sur l’opérateur, sans une configuration et une surveillance appropriées du serveur, le risque de faux positifs et de perte de disponibilité prolongée est également élevé.

Perspective : L’apprentissage automatique et l’intégration avec des équipements Whitebox permettent de rendre la détection de motifs complexes et la réponse automatique encore plus précises. Mais même les algorithmes les plus avancés ne sont efficaces que là où le processus est automatisé et délimité : surveillance, détection, publication des règles de mitigation et retour à la normale.