Wie funktioniert die Ratenbegrenzung zum Schutz von APIs vor DOS-Angriffen?

Was ist API-Ratenbegrenzung und wie funktioniert sie?

Ein API-Ratenlimit ist eine Beschränkung, die einige APIs der Anzahl der Anfragen auferlegen, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums gestellt werden können. Es wird eingeführt, um eine übermäßige Nutzung der API zu verhindern und sicherzustellen, dass sie von allen Benutzern fair genutzt wird.

Das Ratenlimit gibt die maximale Anzahl von Anfragen an, die pro Zeiteinheit (z. B. pro Sekunde, Minute oder Stunde) gestellt werden können. Wenn ein Benutzer das Ratenlimit überschreitet, reagiert die API möglicherweise nicht mehr auf seine Anfragen oder gibt einen Fehlercode zurück.

Die Ratenbegrenzung ist ein wichtiger Mechanismus, um den Missbrauch von APIs zu verhindern, Serverressourcen zu verwalten und sicherzustellen, dass alle Benutzer die API fair und gleichberechtigt nutzen können. In der Dokumentation von APIs werden häufig Informationen zu den Ratenbegrenzungen bereitgestellt, damit Entwickler verstehen, wie sie die API verantwortungsvoll nutzen können.

Was ist der Zweck der Ratenbegrenzung?

Der Zweck der Ratenbegrenzung besteht darin, die Menge an Datenverkehr zu beschränken, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums durch ein System, einen Dienst oder eine API fließen darf. Die Ratenbegrenzung ist eine gängige Technik, die in Computernetzwerken, Webanwendungen und anderen Onlinediensten verwendet wird, um Missbrauch zu verhindern, das Risiko einer Systemüberlastung zu verringern und die allgemeine Leistung und Sicherheit zu verbessern.

Durch Ratenbegrenzung können Denial-of-Service-Angriffe (DoS), Brute-Force-Angriffe und andere Arten von Missbrauch verhindert werden, die ein System oder einen Dienst durch die Generierung einer übermäßigen Anzahl von Anfragen überlasten können. Durch die Begrenzung der Anzahl der Anfragen, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums verarbeitet werden können, kann die Ratenbegrenzung zum Schutz vor diesen Arten von Angriffen beitragen.

Die Ratenbegrenzung kann auch zur Optimierung der Systemleistung verwendet werden, indem die Verarbeitung unnötiger oder redundanter Anfragen verhindert wird. Dies kann dazu beitragen, die Serverlast zu verringern, die Reaktionszeiten zu verbessern und sicherzustellen, dass das System auch bei hoher Belastung reaktionsfähig bleibt.

Insgesamt ist die Ratenbegrenzung ein wichtiges Instrument zur Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit von Online-Systemen und -Diensten.

Einige häufige Angriffe werden durch Rate Limiting verhindert

• DDoS: Ein DDoS-Angriff (Distributed Denial of Service) ist eine Art Cyberangriff, bei dem eine große Anzahl von Geräten oder Computern verwendet wird, um einen Server, ein Netzwerk oder eine API mit einer riesigen Menge an Datenverkehr zu überfluten, sodass diese für legitime Benutzer nicht mehr verfügbar sind. Im Zusammenhang mit APIs kann ein DDoS-Angriff auf eine API gestartet werden, um deren Server mit Anfragen zu überlasten, was dazu führen kann, dass die API nicht mehr verfügbar ist, nicht mehr reagiert oder nicht mehr verwendet werden kann. Dies kann ein ernstes Problem sein, insbesondere für Unternehmen und Organisationen, die sich auf ihre APIs verlassen, um ihren Kunden wichtige Dienste bereitzustellen. DDoS-Angriffe können verschiedene Formen annehmen, darunter UDP-Floods, SYN-Floods, HTTP-Floods und mehr. Diese Angriffe werden häufig mithilfe von Botnets durchgeführt, bei denen es sich um Netzwerke kompromittierter Geräte handelt, die von einem einzelnen Angreifer gesteuert werden können, um einen Angriff auf ein Ziel zu starten. Um das Risiko von DDoS-Angriffen zu verringern, können API-Anbieter verschiedene Sicherheitsmaßnahmen implementieren, darunter Ratenbegrenzung, Datenverkehrsfilterung und die Verwendung eines Content Delivery Network (CDN), um den Datenverkehr auf mehrere Server zu verteilen. Darüber hinaus ist es wichtig, sich über die neuesten Sicherheitsbedrohungen und Schwachstellen auf dem Laufenden zu halten und einen Plan zur Reaktion auf etwaige Angriffe bereitzuhalten.
• Brute-Force-Angriff: Ein Brute-Force-Angriff ist eine Art von Cyberangriff, bei dem ein Angreifer mithilfe automatisierter Software einen Benutzernamen und ein Passwort oder andere Authentifizierungsdaten errät, um Zugriff auf eine API zu erhalten. Im Zusammenhang mit APIs kann ein Brute-Force-Angriff von einem Angreifer gestartet werden, der unbefugten Zugriff auf die Endpunkte oder Daten einer API erhalten möchte. Der Angreifer verwendet normalerweise eine Liste möglicher Benutzernamen und Passwörter und probiert sie systematisch aus, bis die richtigen Anmeldeinformationen gefunden sind oder bis der Angreifer aufgibt. APIs sind besonders anfällig für Brute-Force-Angriffe, da sie häufig Zugriff auf vertrauliche Daten oder kritische Funktionen wie Finanztransaktionen ermöglichen, ohne dass zusätzliche Authentifizierungsebenen erforderlich sind. Wenn ein Angreifer erfolgreich einen Satz Anmeldeinformationen errät, könnte er möglicherweise auf vertrauliche Daten zugreifen oder diese ändern oder sogar die Kontrolle über die API übernehmen. Um das Risiko von Brute-Force-Angriffen zu verringern, können API-Anbieter verschiedene Sicherheitsmaßnahmen implementieren, darunter Ratenbegrenzung, Verwendung starker Authentifizierungsprotokolle (z. B. Zwei-Faktor-Authentifizierung) und Überwachung von Zugriffsprotokollen auf verdächtige Aktivitäten. Darüber hinaus ist es wichtig, API-Benutzer dazu anzuhalten, sichere und eindeutige Passwörter zu wählen und ihre Anmeldeinformationen regelmäßig zu ändern, um die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Brute-Force-Angriffs zu verringern.
• Web Scraping: Web Scraping kann potenziell als Angriff auf API-Dienste eingesetzt werden. Hier sind einige Möglichkeiten, wie Web Scraping als Angriff auf einen API-Dienst eingesetzt werden kann:
• Umgehung von Ratenbegrenzungen: Viele APIs verfügen über Ratenbegrenzungen, um übermäßige Nutzung zu verhindern und die API vor Überlastung zu schützen. Web Scraper können verwendet werden, um diese Ratenbegrenzungen zu umgehen, indem sie das Verhalten eines legitimen Benutzers nachahmen. Dadurch wird es für die API schwieriger, missbräuchliche Nutzung zu erkennen und zu blockieren.
• Data Scraping: Mithilfe von Web Scrapern können Daten aus einer API scrapen, wodurch ein Angreifer vertrauliche Informationen sammeln oder Einblicke in die Funktionsweise der API gewinnen kann, die zum Ausnutzen von Schwachstellen verwendet werden könnten.
• Denial of Service: Web Scraper können verwendet werden, um einen Distributed-Denial-of-Service-Angriff (DDoS) auf einen API-Dienst zu starten, indem dieser mit Anfragen überlastet wird.
• Credential Stuffing: Web Scraper können dazu verwendet werden, Benutzernamen und Passwörter von einer Website oder einem Dienst zu sammeln und diese Anmeldeinformationen dann für den Zugriff auf APIs zu verwenden. Um Web Scraping-Angriffe auf API-Dienste zu verhindern, können API-Anbieter Maßnahmen wie Ratenbegrenzung, CAPTCHAs und andere Anti-Bot-Schutzmaßnahmen implementieren. Sie können auch API-Verwaltungstools verwenden, um den API-Verkehr auf Anzeichen von Missbrauch oder verdächtigen Aktivitäten zu überwachen und zu analysieren. Darüber hinaus können API-Anbieter Authentifizierung und Autorisierung für den API-Zugriff verlangen und Techniken wie Verschlüsselung und Tokenisierung verwenden, um vertrauliche Daten zu schützen, die über die API übertragen werden.

Wie wird die Rate Limiting im miniOrange API Gateway aktiviert?

Das Aktivieren der Ratenbegrenzung in einem miniOrange API Gateway umfasst mehrere Schritte. Hier ist ein allgemeiner Überblick über den Vorgang:

• Erstellen Sie eine Richtlinie: Zuerst müssen Sie im API Gateway-Dashboard eine Richtlinie erstellen. Dies kann über die miniOrange-Konsole erfolgen.
• Richten Sie ein Kontingent ein: Ein Kontingent ist eine Begrenzung der Anzahl von Anfragen, die in einem bestimmten Zeitraum an eine API gestellt werden können. Sie müssen ein Kontingent für Ihre API einrichten. Dies können Sie über das Dashboard des miniOrange API Gateway tun.
• Richten Sie eine Ratenbegrenzung ein: Eine Ratenbegrenzung ist eine Begrenzung der Anzahl von Anfragen, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums an eine API gestellt werden können. Sie müssen eine Ratenbegrenzung für Ihre API einrichten. Speichern Sie die Richtlinie im API-Dashboard: Nachdem Sie Ihre Richtlinie übermittelt haben, müssen Sie sie an die API-Phase anhängen, für die Sie eine Ratenbegrenzung wünschen. Dies kann über die miniOrange-Dashboard-Konsole erfolgen.
• Testen Sie die Ratenbegrenzung: Nachdem Sie die Ratenbegrenzung eingerichtet haben, sollten Sie sie testen, um sicherzustellen, dass sie wie erwartet funktioniert. Sie können dies tun, indem Sie Anfragen an Ihre API stellen und die Antworten überwachen, um sicherzustellen, dass die Ratenbegrenzung durchgesetzt wird.

Insgesamt ist das Aktivieren der Ratenbegrenzung im miniOrange API Gateway ein ziemlich unkomplizierter Vorgang, der Ihnen dabei helfen kann, die Nutzung Ihrer APIs zu verwalten und Missbrauch oder Überlastung zu verhindern.

Zur Verwaltung der Ratenbegrenzung verwenden wir die Methode mit festem Fenster.

Wie funktioniert der Fixed Window Rate Limiting Algorithmus?.

Der Fixed Window Rate Limiting Algorithm ist ein einfacher Algorithmus, der häufig verwendet wird, um die Rate von Anfragen an einen Server oder eine API zu begrenzen. Der Algorithmus funktioniert, indem er eine feste Anzahl von Anfragen innerhalb eines bestimmten Zeitfensters zulässt und alle Anfragen ablehnt, die dieses Limit überschreiten.

So funktioniert der Algorithmus

• Definieren Sie die maximale Anzahl an Anfragen, die innerhalb eines bestimmten Zeitfensters zulässig sind. Normalerweise wird diese Anzahl als Anfragen pro Sekunde, Minute oder Stunde ausgedrückt.
• Definieren Sie ein festes Zeitfenster, in dem die Anzahl der Anforderungen gezählt werden soll. Ein Fenster von 1 Minute bedeutet beispielsweise, dass die Ratenbegrenzung für eine maximale Anzahl von Anforderungen in den letzten 60 Sekunden gilt.
• Behalten Sie die Anzahl der innerhalb des Zeitfensters gestellten Anfragen im Auge.
• Wenn eine neue Anfrage eingeht, prüfen Sie, ob die Anzahl der Anfragen innerhalb des Zeitfensters die maximal zulässige Anzahl überschritten hat. Wenn dies der Fall ist, lehnen Sie die Anfrage ab. Wenn nicht, lassen Sie die Anfrage zu und erhöhen Sie den Anfragezähler.
• Wenn das Zeitfenster abgelaufen ist, setzen Sie den Anforderungszähler auf Null zurück und beginnen Sie erneut mit dem Zählen.

Angenommen, wir legen die maximale Anzahl von Anfragen auf 100 pro Minute fest. Der Algorithmus lässt in jedem 100-Sekunden-Zeitfenster bis zu 60 Anfragen zu. Wenn eine Anfrage eingeht, während in den vorherigen 100 Sekunden bereits 60 Anfragen eingegangen sind, lehnt der Algorithmus die Anfrage ab. Wenn in den vorherigen 100 Sekunden weniger als 60 Anfragen eingegangen sind, lässt der Algorithmus die Anfrage zu und erhöht den Anfragezähler. Der Fixed Window Rate Limiting Algorithm ist eine einfache, aber effektive Methode, um zu verhindern, dass ein System durch zu viele Anfragen überlastet wird. Wenn Anfragen jedoch in großen Gruppen während des Zeitfensters eingehen, kann dies zu Datenverkehrsspitzen führen. Dies kann durch die Verwendung anderer ratenbegrenzender Algorithmen, die den Datenverkehr effektiver glätten, gemildert werden.

Weiterführende Literatur

• API-Gateway