0x00 常见WAF简单分析
WAF主要分为硬件WAF和软件防火墙,硬件WAF如绿盟的NSFOCUS Web Application Firewall,软件防火墙比较有名的是ModSecurity,再就是代码级别的ngx_lua_waf。下面谈谈个人对几款防火墙的理解:
硬件WAF个人觉得只适合在那种访问量较少的网站,比如政府网站,公司的介绍网站等等。硬件WAF的的优势在于规则有专门的安全公司维护,管理方便,但也存在一个致命的弱点,使用传统的方式来解包到应用层对性能的需求较高,而且当访问量很大的时候延时比较大,这样在高并发访问的情况下要使用硬件WAF就只能使用很多台WAF了,这样成本就非常高了;还有一个在接触过程中发现的问题,就是硬件WAF的规则虽然多而且有人维护,但是一般公司很难敢直接开启阻难,很多都是只记录,并不能阻难,这样WAF的意义就变得小多了。
ModSecurity在网上的评价都是很高的,性能高,规则全。最开始我研究的也是这款WAF,但是在实际使用过程中发现问题,就是在高并发的情况下,运行一段时间,会出现内存飙升,而且不下来的问题。这个问题再ModSecurity的讨论论坛上面也发现了有人提出这样的问题,但一直未解决(https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity/issues/785)。针对于规则全的优势,一般使用者也不敢直接开启所有的规则拦截,毕竟每个公司的业务不同,规则也不可能直接套用。
基于高性能,低成本的想法,发现了@loveshell开发的ngx_lua_waf,经过实际使用下来,确实性能极好,由于LUA语言的性能是接近于C的,而且ngx_lua_module本身就是基于为nginx开发的高性能的模块。安全宝的云 WAF,以及cloudflare的新waf也是基于此模块使用LUA开发的。结合ModSecurity的思路,参考@loveshell的ngx_lua_waf来开发适合自己用的WAF,其中使用了很多@loveshell的函数,再此也表示感谢。
0x01 WAF框架设计
WAF开发过程中的主要方向为:
◆主引擎的开发,主要关注主引擎的性能和容错能力 ◆规则的开发,主要关注规则的全面可靠,防勿拦截以及防绕过 ◆整体方案能够适应多站点,高可用性的环境
WAF的主要功能为:
◆ip黑白名单 ◆url黑白名单 ◆useragent黑白名单 ◆referer黑白名单 ◆常见web漏洞防护,如xss,sql注入等 ◆cc攻击防护 ◆扫描器简单防护 ◆其他你想要的功能
WAF的总体检测思路:
◆当用户访问到nginx时,waf首先获取用户的ip,uri,referer,useragent,,cookie,args,post,method,header信息。 ◆将获取到的信息依次传给上述功能的函数,如ip规则,在ip规则中,循环到所有的ip规则,如果匹配到ip则根据规则的处理方式来进行处理,匹配到之后不继续匹配后续规则。 ◆需要开启的功能依次在主函数中调用即可,顺序也可根据实际场景来确定最合适的顺序。
图示如下:
0x02 规则格式分析
规则说明:
比如规则:{"rule00001","rules","args|post|cookie",[[../]],"deny","logon"},
rule00001:规则编号,随意写
rules:规则名称,如xssrules,随意写
args|post|cookie|header:检测位置,|表示或,args,post,cookie,header可多选
../:匹配的正则表达式,标准PCRE正则
deny:处理方式,可选deny ,allow
logon:日志记录与否,可选logon,logoff
0x03 cc攻击防护代码示例
- --在nginx.conf的HTTP中加入
- --lua_shared_dict limit 50m; 根据主机内存调合适的值
- --lua_shared_dict iplimit 20m;
- --lua_shared_dict blockiplimit 5m;
- -------------------------------------------------------------
- CCDeny="on" --cc攻击开关
- CCrate="60/60"--基于url的计数 次/秒
- ipCCrate="600/60"--基于ip的计数 次/秒
- -------------------------------------------------
- ccdenyrules={"ccdeny1","ccdeny","","","","logon"}
- function gethost()
- host = ngx.var.host
- if host == nil or type(host) ~= "string" then
- math.randomseed(os.time())
- host = "nohost"..math.random()
- end
- return host
- end
- function denycc(clientdata)
- if CCDeny=="on" then
- local uri=clientdata[2]
- local host = gethost()
- CCcount=tonumber(string.match(CCrate,'(.*)/'))
- CCseconds=tonumber(string.match(CCrate,'/(.*)'))
- ipCCcount=tonumber(string.match(ipCCrate,'(.*)/'))
- ipCCseconds=tonumber(string.match(ipCCrate,'/(.*)'))
- local token = clientdata[1]..host..uri
- local clientip = clientdata[1]..host
- local limit = ngx.shared.limit
- local iplimit = ngx.shared.iplimit
- local blockiplimit = ngx.shared.blockiplimit
- local req,_=limit:get(token)
- local ipreq,_=iplimit:get(clientip)
- local blockipreq,_=blockiplimit:get(clientip)
- if blockipreq or ipreq then
- if blockipreq or req then
- if blockipreq or req >= CCcount or ipreq >= ipCCcount then
- log(ccdenyrules,clientdata)
- blockiplimit:set(clientip,1,300)
- ngx.exit(403)
- return true
- else
- limit:incr(token,1)
- iplimit:incr(clientip,1)
- end
- else
- limit:set(token,1,CCseconds)
- end
- else
- iplimit:set(clientip,1,ipCCseconds)
- end
- end
- return false
- end
#p#
0x04 优势举例
可以很灵活的实现复杂的控制
比如我在我的个人网站上面就使用了这样一个功能,后台页面需要特定useragent才能访问。
代码如下:
- --特定页面容许特定useragent可访问
- function houtai(clientdata)
- if stringmatch(clientdata[2],"wp-admin") then
- if stringmatch(clientdata[4],"hahahaha") then
- return
- else
- ngx.exit(403)
- return
- end
- else
- return
- end
- end
可以测试http://www.zhangsan.me/wp-admin/
只有在特定的useragent才可以访问此页面,否则报403错误。
0x05 源码下载及使用
源码下载地址为:http://pan.baidu.com/s/18QQya
环境搭建就参考:http://wiki.nginx.org/HttpLuaModule#Installation
waf使用主要就是配置config.lua
SecRuleEngine = "on" attacklog = "on" logpath = "/home/waflog/"
分别为引擎是否开启 是否记录日志 日志的存储路径 日志的存储路径需要给予nginx运行用户的读写权限
0x06 后续研究方向
1.根据ModSecurity规则提取一份较适应自己用的规则
2.根据最新出现的漏洞维护规则
3.在多个站点的情况下,如果在站点变动,规则变动的时候,不影响其他站点,实现高可用性。
写的很简单,大牛勿喷,希望大家多提建议。
0x07 参考资料
1. https://github.com/loveshell/ngx_lua_waf
2. http://wiki.nginx.org/HttpLuaModule
3. http://www.freebuf.com/tools/54221.html
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