Denial of Service

Denial of Service - Dienstverweigerung

Beschreibung

Denial of Service (DoS; englisch für „Verweigerung des Dienstes“) bezeichnet in der Informationstechnik die Nichtverfügbarkeit eines Internetdienstes, der eigentlich verfügbar sein sollte.

Häufigster Grund ist die Überlastung des Datennetzes.
Das kann unbeabsichtigt verursacht werden oder durch einen konzertierten Angriff auf die Server oder sonstige Komponenten des Datennetzes erfolgen.

Im Fall einer durch eine Vielzahl von gezielten Anfragen verursachten, mutwilligen Dienstblockade spricht man von einer Denial-of-Service-Attacke und, wenn die Anfragen von einer großen Zahl an Rechnern aus durchgeführt werden, von einer Distributed-Denial-of-Service attack (DDoS-Angriff, deutsch wörtlich verteilter Dienstverweigerungsangriff).

Da beim DDoS-Angriff die Anfragen von einer Vielzahl von Quellen ausgehen, ist es nicht möglich, den Angreifer zu blockieren, ohne die Kommunikation mit dem Netzwerk komplett einzustellen.

Der Mechanismus eines DoS-Angriffs ist recht einfach: Er zielt darauf ab, die Kapazität des Angriffsziels durch Datenverkehr zu überlasten.

Die spezifische Art und Weise, wie ein solcher Angriff ausgeführt wird, hängt von der Schwachstelle des Zielsystems ab.

Eine Möglichkeit besteht beispielsweise darin, viele Anfragen mit gefälschten Rücksendeadressen (d.h. sie sind Junk) an einen Server zu senden.

Dies macht es dem Server unmöglich, die Herkunft der Anfragen zu überprüfen.
Dies kann dazu führen, dass ein Server einfach seine RAM- oder CPU-Kapazität erschöpft und abstürzt.

Es gibt eine Vielzahl von verschiedenen DoS-Angriffen.

Je nach Angriffsvektor zielen DoS-Angriffe entweder auf die Überflutung oder den Absturz eines Systems ab.
Die drei Haupttypen von DoS-Angriffen sind:
Angriffe auf der Anwendungsebene zielen darauf ab, eine bestimmte Anwendung oder einen Dienst zum Absturz zu bringen und nicht das gesamte Netz.
Dies wird in der Regel dadurch erreicht, dass die Anwendung mit bösartigen HTTP-Anfragen überflutet wird und nicht mehr reagieren kann.
Angriffe auf der Anwendungsschicht werden in Anfragen pro Sekunde (RPS) gemessen.
Angriffe auf der Protokoll– oder Netzwerkebene nutzen Schwachstellen in Netzwerkprotokollen und -verfahren aus, indem sie auf die Infrastruktur und Netzwerkverwaltungs-Tools abzielen.
Sie zielen darauf ab, ein ganzes Netz und nicht nur eine einzelne Anwendung zu stören.
Diese Angriffe werden in Paketen pro Sekunde (PPS) oder Bits pro Sekunde (BPS) gemessen.
Volumetrische Angriffe sind die häufigste Art von DoS-Angriffen.
Dabei wird versucht, die Bandbreitenkapazität eines Ziels zu überlasten, indem es mit gefälschten Anfragen überflutet wird.
Dies führt zu einer Überlastung des Netzes und macht es für den legitimen Datenverkehr unmöglich, dieses zu passieren.
Das Ausmaß dieser Angriffe wird in Bits pro Sekunde (BPS) gemessen.

Sind DoS-Angriffe gefährlich?

DoS-Angriffe führen zwar in der Regel nicht zu Datendiebstahl oder -verlust (es sei denn, sie werden mit anderen Angriffen kombiniert), können aber den Dienst für Stunden oder sogar Monate lahmlegen.

Was ist eine „Dienstverweigerung“?

Eine Dienstverweigerung liegt vor, wenn einem rechtmäßigen Benutzer der Zugriff auf ein Netzwerk, ein System, ein Gerät oder andere Ressourcen verweigert wird, auf die er sonst zugreifen darf.
Das kann ihre E-Mail, ihr E-Banking-Konto, öffentliche Online-Dienste usw. umfassen.

Eine Dienstverweigerung kann das Ergebnis eines Cyberangriffs sein, der als Denial-of-Service-Attacke (DoS-Angriffe) bekannt ist und dessen ausdrückliches Ziel es ist, diesen Effekt zu erzielen.

Herkömmliche Überlastungen

Führt der sprunghafte Anstieg von Anfragen an eine bisher nur gering frequentierte Webseite aufgrund der Berichterstattung in einem publikumswirksamen Medium zu deren Überlastung und damit zur Dienstverweigerung, wird das bei dortigen Lesern im Netzjargon auch „Slashdot-Effekt“ genannt und gelegentlich scherzhaft mit einem DDoS-Angriff verglichen.

Ein weiteres bekanntes Beispiel dafür im deutschsprachigen Raum ist die IT-Nachrichtenseite heise online und der dort gelegentlich auftretende „Heise-Effekt“.

Was ist Denial-of-Service?

Ein Denial-of-Service (DoS) liegt vor, wenn ein Dienst, eine Website oder ein Netzwerk für die vorgesehenen Benutzer, die ansonsten ein Recht auf Zugang haben, nicht verfügbar ist.

Dies kann die Folge eines Denial-of-Service-Angriffs sein.

Wie funktionieren Denial-of-Service-Angriffe?

Im Allgemeinen wird bei DoS-Angriffen versucht, einen Dienst durch große Mengen an Datenverkehr zu überschwemmen oder zum Absturz zu bringen, oder es werden Schwachstellen in der Netzwerkkonfiguration oder Infrastruktur des Systems ausgenutzt.

Ist ein Denial-of-Service-Angriff (DoS) dasselbe wie ein verteilter Denial-of-Service-Angriff (DDoS)?

Beide Angriffe zielen auf dasselbe Ziel ab, aber während bei einem DoS nur ein Rechner (oder eine Quelle) verwendet wird, nutzt ein DDoS die Leistung von Hunderten und Tausenden von Rechnern, um seine Ziele zu erreichen.

Relevanz

Häufigkeit

Angriffe mit breiten Auswirkungen haben sich zwischen 2015 und 2016 nahezu verdoppelt.

Vor allem unsichere IoT-Geräte stellen eine zunehmende Gefahr dar.
Ein Mirai-Ableger sorgte 2016 für eine Großstörung im Netz der Deutschen Telekom.
Im selben Jahr gab es breit angelegte Attacken auf die Webseiten der Kandidaten im US-Präsidentschaftswahlkampf sowie einen Angriff auf den DNS-Dienstleister Dyn, durch den ein Wochenende lang unter anderem Twitter, Netflix und Spotify nicht erreichbar waren.

Das World Wide Web Consortium erfuhr vom 28. Februar bis 2. März 2022 schwere Störungen durch wiederholte DDoS-Attacken, wobei die Zuordnung zum Angriff auf die Ukraine nicht eindeutig dokumentiert ist.

Zunehmende Vernetzung von immer mehr Geräten stellt neue Herausforderungen an die IT-Sicherheit

Das Prinzip „Security by Design“, wonach IT-Sicherheit bei der Soft- und Hardwareentwicklung von Anfang an berücksichtigt wird, kann hier Abhilfe schaffen.
Auch die Installation von Sicherheitsupdates, um Sicherheitslücken rechtzeitig zu schließen, ist eine wichtige Komponente.

DoS-Angriff

Definition DoS-Angriff

Ein Denial-of-Service-Angriff ist die absichtliche Überflutung einer Maschine oder eines Netzwerks mit gefälschtem Datenverkehr, um sie zu überlasten und ihren Dienst nicht verfügbar zu machen.
Dies kann dazu führen, dass der Zielserver abstürzt oder einfach nicht mehr in der Lage ist, auf legitime Anfragen zu reagieren.

Denial-of-Service-Angriffe führen in der Regel nicht zu einer Beeinträchtigung des Systems, zu Datenverlust oder Diebstahl.

Ein DoS-Angriff kann jedoch einen erheblichen Zeit- und Ressourcenverlust für den angegriffenen Dienst verursachen, da er zwischen einigen Stunden und mehreren Monaten dauern kann.
Im Gegensatz zu einem verteilten Denial-of-Service-Angriff (DDoS) wird ein DoS-Angriff über einen einzelnen Rechner ausgeführt.

DoS-Angriff und DDoS-Angriff

Der Hauptunterschied zwischen einem DoS- und einem DDoS-Angriff (Distributed Denial of Service) liegt in der Anzahl der verwendeten Systeme oder Geräte.

Normalerweise hat ein DoS-Angriff eine einzige IP-Adresse als Quelle.
Im Gegensatz dazu wird ein DDoS-Angriff von mehreren synchronisierten Adressen gestartet, was die Abwehr erheblich erschwert.

Auf diese Weise hat ein DDoS-Angriff mehrere Vorteile gegenüber einem DoS-Angriff:

Es wird eine größere Anzahl von Rechnern zur Ausführung des Angriffs verwendet.
Die Angriffsquellen sind weit verstreut, manchmal sogar weltweit, was es schwierig macht, den Angriff zu erkennen, einzudämmen und schließlich zu stoppen.
Aufgrund der Vielzahl der beteiligten Systeme ist es schwierig, den tatsächlichen Angreifer zu ermitteln.

Eine Möglichkeit, einen DDoS-Angriff auszuführen, ist über ein so genanntes Botnet.

Ein Botnet ist eine Gruppe von kompromittierten Geräten, die mit dem Internet verbunden sind und vom Angreifer kontrolliert werden.

Mit Hilfe von Command-and-Control-Software können Angreifer Geräte mit fehlerhaften oder fehlenden Sicherheitsvorkehrungen übernehmen und diese dazu verwenden, das Ziel mit Anfragen zu überfluten.

Das bedeutet, dass der Angreifer nicht alle für einen DDoS-Angriff erforderlichen Geräte besitzen muss, sondern anfällige Geräte übernehmen und diese nutzen kann.

Mit dem Aufkommen des Internets der Dinge (Internet of Things, IoT) sind DDoS-Angriffe deutlich häufiger und einfacher geworden, da viele IoT-Geräte ungeschützt sind und leicht übernommen werden können.

In einigen Fällen umfasst ein Botnetz Hunderttausende von Geräten.

Aufgrund der Effektivität dieser Angriffe kam es in den letzten Jahren zu einer starken Zunahme von DoS- und DDoS-Angriffen und sogar zu DoS/DDoS als Dienstleistung, die von Hackern angeboten wird.

Absichtlich herbeigeführte Serverüberlastungen

Wenn eine Überlastung mutwillig herbeigeführt wird, dann geschieht dies in der Regel mit der Absicht, einen oder mehrere bereitgestellte Dienste funktionsunfähig zu machen.

War dies ursprünglich vor allem eine Form von Protest oder Vandalismus, werden Denial-of-Service-Attacken mittlerweile von Cyber-Kriminellen zum Kauf angeboten, um Konkurrenten zu schädigen.
Ebenso werden Serverbetreiber zu einer Geldzahlung erpresst, damit ihr Internetangebot wieder erreichbar wird.

Funktionsweise

DoS-Angriffe wie SYN-Flooding oder der Smurf-Angriff belasten den Internetzugang, das Betriebssystem oder die Dienste eines Hosts, beispielsweise HTTP, mit einer größeren Anzahl Anfragen als diese verarbeiten können, woraufhin reguläre Anfragen nicht oder nur sehr langsam beantwortet werden.

Wenn möglich, ist es effizienter, Programmfehler auszunutzen, um eine Fehlerfunktion (wie einen Absturz) der Serversoftware auszulösen, worauf diese auf Anfragen nicht mehr reagiert.
Beispiele sind WinNuke, die Land-Attacke, die Teardrop-Attacke oder der Ping of Death.

Im Unterschied zu anderen Angriffen möchte der Angreifer beim DoS-Angriff normalerweise nicht in den Computer eindringen und benötigt deshalb keine Passwörter oder Ähnliches vom Zielrechner

Jedoch kann der Angriff Bestandteil eines anderen Angriffs auf ein System sein, zum Beispiel bei folgenden Szenarien:

Um vom eigentlichen Angriff auf ein System abzulenken, wird ein anderes System durch einen DoS lahmgelegt.
Dies soll dafür sorgen, dass das mit der Administration betraute Personal vom eigentlichen Ort des Geschehens abgelenkt ist oder die Angriffsversuche im durch den DoS erhöhten Datenaufkommen untergehen.
Werden Antworten eines regulären Systems verzögert, können Anfragen an dieses durch eigene, gefälschte Antworten kompromittiert werden.
Beispiel hierfür ist das Hijacking fremder Domains durch Liefern gefälschter DNS-Antworten.

Distributed-Reflected-Denial-of-Service-Angriff

Eine besondere Form stellt der Distributed-Reflected-Denial-of-Service-Angriff (DRDoS-Angriff) dar.

Hierbei adressiert der Angreifer seine Datenpakete nicht direkt an das Opfer, sondern an regulär arbeitende Internetdienste, trägt jedoch als Absenderadresse die des Opfers ein (IP-Spoofing).
Die Antworten auf diese Anfragen stellen dann für das Opfer den eigentlichen DoS-Angriff dar.
Durch diese Vorgehensweise ist der Ursprung des Angriffs für den Angegriffenen nicht mehr direkt ermittelbar.
Ein Beispiel für einen solchen Angriff ist die DNS Amplification Attack, bei der das Domain Name System als Reflektor missbraucht wird.

Weitere bekannte Methoden sind der Smurf- und der Fraggle-Angriff, bei denen ein Paket mit der IP-Adresse des Opfers als Absender an die Broadcast-Adresse eines Netzwerks gesendet wird.

Das bewirkt, dass das Paket um die Anzahl der Geräte im Netzwerk vervielfacht und an das Opfer zurückgeschickt wird.

Email-Backscatter wird eingesetzt, um nach einem ähnlichen Verfahren das E-Mail-Postfach eines Opfers zu füllen.

DDoS und Botnetze

Mutwillige DDoS-Angriffe werden oft (aber nicht ausschließlich, siehe DDoS als Protestaktion) mit Hilfe von Backdoor-Programmen oder Ähnlichem durchgeführt.

Diese Backdoor-Programme werden in der Regel von Trojanern auf nicht ausreichend geschützten Rechnern installiert und versuchen selbstständig, weitere Rechner im Netzwerk zu infizieren, um so ein Botnetz aufzubauen.
Je größer das Botnetz, desto wahrscheinlicher ist, dass der Angriff selbst gegen gut geschützte Systeme durchdringt.
Die Steuerung des Angriffs erfolgt über IRC, HTTP oder mittels eines Peer-to-Peer-Netzes.

DDoS und Internet der Dinge

Mit zunehmender Bedeutung des Internets der Dinge werden für DDoS-Angriffe auch Geräte missbraucht, die auf den ersten Blick harmlos wirken: Internet-fähige Fernsehrekorder, Set-Top-Boxen, Fernseher, Überwachungskameras oder Uhren.

Die Geräte werden oft mit Standard-Passwörtern ausgeliefert und ihre Firmware selten aktualisiert, was sie zu attraktiven Zielen für automatisierte Angriffe aus dem Internet macht.
Einmal infiziert, können sie ähnlich wie Rechner eines Botnetzes orchestriert werden.

DDoS als Protestaktion

Als Form des Protestes sind DDoS-Attacken immer populärer geworden.

Einfach zu bedienende Werkzeuge wie zum Beispiel die populäre Low Orbit Ion Cannon ermöglichen es nun auch nicht computerversierten Personen, den Betrieb fremder Computer, Websites und Dienste mit Denial-of-Service-Angriffen zu stören.

Befürworter dieser Form des Protestes argumentieren, dass bei Online-Demonstrationen die Protestierenden nur ihre eigenen Ressourcen verwenden und deren Aktionen somit weder das Tatbestandsmerkmal der Gewalt noch eine Drohung mit einem empfindlichen Übel aufweisen.

Daher sei diese politische von der wirtschaftlich motivierten Form des DDoS zu unterscheiden.

In Deutschland ist bereits der Versuch der Störung als Computersabotage strafbar, siehe dazu Abschnitt Rechtliche Situation.

DDoS von Staaten

Auch Staaten nutzten DDoS-Attacken, um unliebsame Websites, zumindest vorübergehend, lahmzulegen.

Die Volksrepublik China hat dazu die sogenannte Great Cannon of China erstellt und greift Websites an, die Tools anbieten, um die Great Firewall zu umgehen.

Bekannte Angiffe

Bekannte Beispiele zu absichtlich herbeigeführten Serverüberlastungen

28. Februar 2018: Der Online-Dienst GitHub wird gegen Mittag von einer neuen Form einer DDoS-Attacke, der Memcached Amplification Attack, getroffen.
Dabei wurden pro Sekunde 1,35 Terabit an Daten an den Server geschickt.
Nach 8 Minuten konnte der Angriff durch Eingreifen des Dienstleisters Akamai beendet werden.

Option	Beschreibung
August 2008	Die Webseite des georgischen Präsidenten Micheil Saakaschwili ist nicht mehr erreichbar.
Anfang Juli 2009	Südkoreanische und US-amerikanische Regierungsseiten, Shoppingportale und Nachrichtendienste sind nach Angriffen vorübergehend nicht mehr erreichbar. Die ferngesteuerten Zugriffe von bis zu 30.000 mit schädlicher Software infizierten PCs sollen an dem Angriff beteiligt gewesen sein.
6. bis 8. Dezember 2010	Als Reaktion auf Sperrungen von WikiLeaks-Konten bei der Postfinance wie auch bei den Zahlungsdiensten MasterCard, Visa, PayPal und Amazon wurden deren Websites angegriffen und – bis auf die Amazon-Site – zeitweise in die Knie gezwungen.
18. Mai 2012	Die Website der Stadt Frankfurt am Main wurde im Rahmen der Blockupy-Proteste durch Anonymous attackiert und war zeitweise nicht mehr erreichbar.
ab September 2012	Angriffe auf amerikanische Banken
19. März 2013	Ein Streit zwischen der Plattform Spamhaus und vermutlich dem anonymen Hoster Cyberbunker führte zum derzeit größten bekannten DDoS-Angriff via DNS-Amplification/-Reflection, dem auf Grund geschickter PR durch Cloudflare, dem Website-Proxy von Spamhaus, kurzfristig nachgesagt wurde, er hätte Vorlage:". Bei etwa 300 Gigabit pro Sekunde anfragenden DNS-Server ist dies, im Vergleich zu Spitzen von 2,5 Terabit/s alleine im DE-CIX, unwahrscheinlich und wird vom Fachdienst Renesys lediglich als „lokaler Angriff“ eingeordnet.
21. Oktober 2016	Der Internetdienstleister Dyn wurde ab 7 Uhr, beginnend an der Ostküste der USA, Ziel einer DDoS-Attacke, die die Angebote namhafter Dyn-Kunden wie Twitter, Netflix, Spotify, Airbnb, Reddit und anderer teilweise außer Funktion setzte. Neu an dem Angriff, der in mehreren Wellen über den Tag erfolgte, war, dass er sich offenbar auf eine Infrastruktur aus ferngesteuerten Geräten stützte, die zum Internet der Dinge gehören.

Im Rahmen des Russischen Überfalls auf die Ukraine 2022 kam es zunächst zu DDoS-Attacken auf die Ukraine, denen dann umgekehrt Angriffe auf russische Regierungseinrichtungen und Medien folgten, wobei private Hackergruppen aus aller Welt beteiligt sind.

Das Content Delivery Network Akamai stellte eine Steigerung der Angriffe vom vierten Quartal 2013 zum ersten Quartal 2014 um 39 % fest, zum Vorjahresquartal sind es 47 %.

Der Sicherheitsspezialist Imperva berichtet, dass ein Drittel aller Netzwerk-DDoS-Ereignisse ein Volumen von mehr als 10 Gbit/s haben. Vorlage:" Zweck solcher Angriffe sind meist Erpressung, Schädigung eines Konkurrenten oder Infiltration des Zielsystems.
Es gibt über Stunden gehende Angriffe mit 180 Gbit/s, die selbst Providernetze überfordern.
Manche Angreifer geben sich als Suchmaschinen-Bots aus.
Mehr als ein Viertel der angreifenden Bot-Netze befinden sich in China, Indien und dem Irak.

Anhang

Siehe auch

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