Modern methods of preventing DDoS attacks and protecting web servers

Abstract

The object of the study is modern methods and technologies for protecting web servers from distributed denial of service (DDoS) attacks. The subject of the research covers current strategies for preventing and mitigating DDoS threats, including a detailed classification of attacks by types and vectors of impact. Special attention is paid to the mechanisms of DDoS attack effects on information systems, addressing both the technical aspects of operational disruptions and their consequences for business processes. The field of study analyzes modern technological protection solutions: Anycast routing, rate limiting, behavioral analysis systems for network traffic, and CAPTCHA mechanisms. Additionally, the integration of innovative approaches with traditional cybersecurity tools—such as firewalls, intrusion prevention systems (IPS), and protective proxy servers—is explored. The relevance of the research is determined by the rapid digitization and exponential growth in the complexity of cyberattacks, making the issue of DDoS protection critically important for ensuring the resilience of web infrastructures. The methodology includes an analysis of DDoS attacks at the network, transport, and application levels, assessing their impact on IT systems. Modern protective technologies are examined, including anomaly detection systems, load balancing, ML traffic filtering, and cloud solutions. Special attention is given to the adaptability and scalability of protection. The scientific novelty of the work lies in a comprehensive analysis of the economic and technical aspects of countering DDoS threats, including an assessment of the cost and effectiveness of various solutions for businesses of different scales. The research offers practical recommendations for building multi-layered protection that combines innovative approaches (machine learning, cloud services) with proven methods (firewalls, IPS). An analysis of real cases demonstrates the effectiveness of adaptive strategies against modern complex attacks. The conclusions emphasize the need for a proactive approach to security that considers both technological and organizational protective measures. The results obtained have practical value for cybersecurity specialists, system administrators, and developers of protective solutions, providing them with a methodological basis for creating DDoS-resistant web infrastructures. The work also outlines promising directions for further research in the field of intelligent detection and neutralization systems for attacks.

References

  1. Абрамов А. Г. Защита от DDoS-атак своими руками: оперативные разработка и внедрение сервиса в Национальной исследовательской компьютерной сети России // Программные продукты и системы. 2022. № 4. doi: 10.15827/0236-235X.140.572-582 EDN: OGJSLQ.
  2. Аманжолов О. М. Исследование методов и средств обнаружения DDoS-атак // Молодой ученый. 2023. № 50 (497). С. 5-8. URL: https://moluch.ru/archive/497/109243/ (дата обращения: 18.03.2025). EDN: XIACUA.
  3. Орехов А. В., Орехов А. А. Автоматическое обнаружение аномалий сетевого трафика при DDoS-атаках // Вестник Санкт-Петербургского университета. Прикладная математика. Информатика. Процессы управления. 2023. Т. 19. Вып. 2. С. 251-263. doi: 10.21638/11701/spbu10.2023.210 EDN: XYNCXN.
  4. Унру П. П., Обухов С. А., Черемухин Д. Н. Меры по защите инфокоммуникационных систем от DDoS-атак с усилением // Молодежь и наука: актуальные проблемы фундаментальных и прикладных исследований. 2022. Ч. 1. С. 1-497. doi: 10.17084/978-5-7765-1511-8-2022 EDN: OCZGSD.
  5. Kangkan Talukdar, Debojit Boro. Slowloris Attack Detection Using Adaptive Timeout-Based Approach // The ISC Int'l Journal of Information Security. 2024. № 1. С. 79-92. URL: https://www.isecure-journal.com/article_183600_e06eaaffd81aef753b956e80b513f82b.pdf (дата обращения: 10.03.2025).
  6. Верещагин К. В. Защита корпоративных сетей от DDoS-атак: современные методы и тенденции // Научный лидер. 2023. № 47 (145). С. 12-15. URL: https://scilead.ru/media/journal_pdf145.pdf#page=12 (дата обращения: 10.03.2025). EDN: CSBAGF.
  7. Разработка REST-серверов на Go. Часть 1: стандартная библиотека [Электронный ресурс]. URL: https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/559816/.
  8. Xu A. Rate Limiting Fundamentals // ByteByteGo Newsletter. 2023 [Электронный ресурс]. URL: https://blog.bytebytego.com/p/rate-limiting-fundamentals (дата обращения: 18.03.2025).
  9. What is Fail2Ban with Setup & Configuration? (Detailed Guide) [Электронный ресурс]. URL: https://runcloud.io/blog/what-is-fail2ban (дата обращения: 18.03.2025).
  10. What Is a WAF? | Web Application Firewall Explained [Электронный ресурс]. URL: https://www.paloaltonetworks.com/cyberpedia/what-is-a-web-application-firewall (дата обращения: 18.03.2025).
  11. Tawde S. What is Cloudflare? // EducbaBlog. 2023 [Электронный ресурс]. URL: https://www.educba.com/what-is-cloudflare/ (дата обращения: 18.03.2025).
  12. Dheer P. Understanding Google Cloud Armor: Protect against denial of service and web attacks // TestPrepTraining. 2020 [Электронный ресурс]. URL: https://www.testpreptraining.com/blog/understanding-google-cloud-armor-protect-against-denial-of-service-and-web-attacks/.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».