利用ModSecurity在Nginx上构建WAF

admin

ModSecurity原本是Apache上的一款开源WAF模块，可以有效的增强Web安全性。目前已经支持Nginx和IIS，配合Nginx的灵活和高效可以打造成生产级的WAF，是保护和审核Web安全的利器。
/ c7 |( Z+ o0 P0 m. z

在这篇文章中，我们将学习配置ModSecurity与OWASP的核心规则集。
5 ?2 w' K6 H5 X! R8 K' W! B

什么是ModSecurity
$ o5 U9 I" g6 h" n! ]& o. wModSecurity是一个入侵侦测与防护引擎，它主要是用于Web应用程序，所以也被称为Web应用程序防火墙(WAF)。它可以作为Web服务器的模块或是单独的应用程序来运作。ModSecurity的功能是增强Web Application 的安全性和保护Web application以避免遭受来自已知与未知的攻击。


( J" |+ X7 q/ a4 n: A7 `ModSecurity计划是从2002年开始，后来由Breach Security Inc.收购，但Breach Security Inc.允诺ModSecurity仍旧为Open Source，并开放源代码给大家使用。最新版的ModSecurity开始支持核心规则集(Core Rule Set)，CRS可用于定义旨在保护Web应用免受0day及其它安全攻击的规则。
0 J$ q' s% w7 R0 M% h4 Z( v

ModSecurity还包含了其他一些特性，如并行文本匹配、Geo IP解析和信用卡号检测等，同时还支持内容注入、自动化的规则更新和脚本等内容。此外，它还提供了一个面向Lua语言的新的API，为开发者提供一个脚本平台以实现用于保护Web应用的复杂逻辑。


官网： https://www.modsecurity.org/
( W6 ?8 D9 |+ v: {2 X2 [4 {, @

什么是OWASP CRS
' [5 ]# C$ `3 a! j+ o9 _' E& c( OOWASP是一个安全社区，开发和维护着一套免费的应用程序保护规则，这就是所谓OWASP的ModSecurity的核心规则集(即CRS)。ModSecurity之所以强大就在于OWASP提供的规则，我们可以根据自己的需求选择不同的规则，也可以通过ModSecurity手工创建安全过滤器、定义攻击并实现主动的安全输入验证。
) L: v+ @8 O# W, k( v
- h6 P5 N0 [3 @
$ p, |& {7 S# ^7 ^ModSecurity核心规则集(CRS)提供以下类别的保护来防止攻击。

/ j8 C: K! U* i0 m5 Q4 v
$ F# C2 E7 Z% m5 z8 y, k# ^HTTP Protection(HTTP防御)
HTTP协议和本地定义使用的detectsviolations策略。
4 W$ `3 J! e. N

3 ]$ S6 \( C) \" M5 q# mReal-time Blacklist Lookups(实时黑名单查询)
, d% h: {$ O! s3 h. v; s5 A' Z利用第三方IP名单。
2 [) q" y, `2 J, k" Y1 n; P
; F8 x: Y7 Q, r7 ]6 D' c
HTTP Denial of Service Protections(HTTP的拒绝服务保护)
防御HTTP的洪水攻击和HTTP Dos攻击。

+ E( |# p) V" G) O, E4 `  A
Common Web Attacks Protection(常见的Web攻击防护)
) N1 r! s( \$ i; N. }检测常见的Web应用程序的安全攻击。


Automation Detection(自动化检测)
检测机器人，爬虫，扫描仪和其他表面恶意活动。
8 {, f% j4 g- E6 J4 i

" g9 r: n" r3 A! C, N; Y& S3 [Integration with AV Scanning for File Uploads(文件上传防病毒扫描)
检测通过Web应用程序上传的恶意文件。


Tracking Sensitive Data(跟踪敏感数据)
信用卡通道的使用，并阻止泄漏。
! I* u% K& e; I( V; H. S9 b. q2 ?

Trojan Protection(木马防护)
6 |# t1 W4 V4 _; Y检测访问木马。
: p& u4 d% c; Y" n
; e9 J7 P8 [& l
Identification of Application Defects(应用程序缺陷的鉴定)
4 D( K9 |6 v  D检测应用程序的错误配置警报。
+ j" c7 n6 q0 a; J/ |& A, y
& D8 r! g( ~3 s# F
Error Detection and Hiding(错误检测和隐藏)
1 v, h% Z" {; h检测伪装服务器发送错误消息。
0 M! c9 L- I3 M6 Z, m4 Q: ]# @" p

安装ModSecurity
0 R5 k( @1 n( N& n8 ~# r软件基础环境准备
下载对应软件包
+ j$ T1 V( w: Z4 C$ f8 L0 e+ K: [$ cd /root
% h2 @: l# G6 s! T* x( c; S2 {$ wget 'http://nginx.org/download/nginx-1.9.2.tar.gz'
$ wget -O modsecurity-2.9.1.tar.gz https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity/releases/download/v2.9.1/modsecurity-2.9.1.tar.gz
$ g8 Q+ i& M& k, a# S8 S安装Nginx和ModSecurity依赖包
: A; W/ X7 @, a! NCentos/RHEL


( g) i2 T+ M6 K0 I7 z' t& L$ I$ yum install httpd-devel apr apr-util-devel apr-devel  pcre pcre-devel  libxml2 libxml2-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel
) b) P/ ]: w- z4 g, _, kUbuntu/Debian


1 e6 |9 N' O5 `0 J$ e* Q8 O$ apt-get install libreadline-dev libncurses5-dev libssl-dev perl make build-essential git  libpcre3 libpcre3-dev libtool autoconf apache2-dev libxml2 libxml2-dev libcurl4-openssl-dev g++ flex bison curl doxygen libyajl-dev libgeoip-dev dh-autoreconf libpcre++-dev
+ m7 }/ @) Y0 M- X/ V3 U编译安装ModSecurity
Nginx加载ModSecurity模块有两种方式:一种是编译为Nginx静态模块，一种是通过ModSecurity-Nginx Connector加载动态模块。


2 w0 I- U. A5 E  E% G+ ?; B方法一：编译为Nginx静态模块
4 J! W2 E, g( P  X+ K4 k

* d+ @9 T2 p7 {编译为独立模块(modsecurity-2.9.1)
$ tar xzvf modsecurity-2.9.1.tar.gz
% Y( Z; b( V) Z: Z; B0 G$ cd modsecurity-2.9.1/
$ ./autogen.sh
/ [5 m" M) C0 S$ R* c/ j1 H$ ./configure --enable-standalone-module --disable-mlogc
# g# K6 l( g( a1 t, [" M; K1 x4 N$ make
编译安装Nginx并添加ModSecurity模块
$ tar xzvf nginx-1.9.2.tar.gz
$ cd nginx-1.9.2
$ ./configure --add-module=/root/modsecurity-2.9.1/nginx/modsecurity/
$ make && make install
+ A1 z& G% v& `7 `方法二：编译通过ModSecurity-Nginx Connector加载的动态模块

: [1 j1 ]2 _+ O% t& O0 `/ j9 J
编译LibModSecurity(modsecurity-3.0)
4 {  V/ \, z4 G3 h+ O$ cd /root
$ git clone https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity
$ cd ModSecurity
$ git checkout -b v3/master origin/v3/master
$ sh build.sh
$ git submodule init
$ git submodule update
+ L/ h; `$ }' h. E5 }$ ./configure
* B& }1 t/ T* {$ make
$ make install
$ Y( Z2 H! h& BLibModSecurity会安装在 /usr/local/modsecurity/lib 目录下。

" A5 D# Y$ {5 _
. L+ _+ J3 ?# O: P$ ls /usr/local/modsecurity/lib
, ~4 |, O5 ^* m7 q6 Z4 ~& s2 Dlibmodsecurity.a  libmodsecurity.la  libmodsecurity.so  libmodsecurity.so.3  libmodsecurity.so.3.0.0
4 X6 D: Z0 N# x% z; ^1 q5 O& _" o/ ^编译安装Nginx并添加ModSecurity-Nginx Connector模块
使用ModSecurity-Nginx模块来连接LibModSecurity
* j5 x, _* {- W

! g( j+ Z* ]& V$ B" c% E$ cd /root
3 C# N$ X0 O& S$ i$ git clone https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity-nginx.git modsecurity-nginx
; `2 l5 `  c* X# J5 f# E$ tar xzvf nginx-1.9.2.tar.gz
  T1 o$ O! l: c" P7 e$ cd nginx-1.9.2
  {' n+ M0 P4 k1 h" v8 L$ ./configure --add-module=/root/modsecurity-nginx
! o/ P* v, c0 }! j: L) e$ make
$ make && make install
4 X- N9 z% }( I, J  h) j添加OWASP规则
ModSecurity倾向于过滤和阻止Web危险，之所以强大就在于规则。OWASP提供的规则是社区志愿者维护的被称为核心规则CRS,规则可靠强大，当然也可以自定义规则来满足各种需求。


1 ^. S' X: W+ a8 D4 W* O% t下载OWASP规则并生成配置文件
  O4 @' v- V+ l# @! L3 j% _$ git clone https://github.com/SpiderLabs/owasp-modsecurity-crs.git
$ cp -rf owasp-modsecurity-crs  /usr/local/nginx/conf/
$ cd /usr/local/nginx/conf/owasp-modsecurity-crs
+ v& F: e( `. l) O# a2 h1 I4 d9 D$ cp crs-setup.conf.example  crs-setup.conf
配置OWASP规则
$ f/ x3 i1 R7 V( H' L# N2 S: j9 B编辑crs-setup.conf文件
* S1 r3 g6 {2 v" l+ D0 t6 y$ L

$ sed -ie 's/SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,pass"/#SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,pass"/g' crs-setup.conf
( I, B% z# J$ f$ s; U. m( @  f$ G$ sed -ie 's/SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,pass"/#SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,pass"/g' crs-setup.conf
. I9 [1 t. `' k( i' X$ sed -ie 's/#.*SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,deny,status:403"/SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,deny,status:403"/g' crs-setup.conf
3 Z; B1 k5 {/ U6 U- Q) i$ sed -ie 's/# SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,deny,status:403"/SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,deny,status:403"/g' crs-setup.conf
$ O) c- z9 t; J. z: s/ ~# x默认ModSecurity不会阻挡恶意连接，只会记录在Log里。修改SecDefaultAction选项，默认开启阻挡。
8 M' g: v& g/ j# |

启用ModSecurity模块和CRS规则
复制ModSecurity源码目录下的modsecurity.conf-recommended和unicode.mapping到Nginx的conf目录下，并将modsecurity.conf-recommended重新命名为modsecurity.conf。


. a/ k: H. _0 Y7 _8 m! imodsecurity.conf-recommended是ModSecurity工作的主配置文件。默认情况下，它带有.recommended扩展名。要初始化ModSecurity，我们就要重命名此文件。
" @" {- C! w9 q5 a
& P0 Y$ s6 n+ }% `: M
; `8 q  w% [! `" i( B$ cd /root/modsecurity-2.9.1/
$ cp modsecurity.conf-recommended /usr/local/nginx/conf/modsecurity.conf  
( q! ?- a1 k1 W. F$ cp unicode.mapping  /usr/local/nginx/conf/
将SecRuleEngine设置为On，默认值为DetectOnly即为观察模式，建议大家在安装时先默认使用这个模式，规则测试完成后在设置为On，避免出现对网站、服务器某些不可知的影响。

; B5 c4 \2 g" U1 b; A
5 @4 n" ]4 K7 ~: ~7 P$ vim /usr/local/nginx/conf/modsecurity.conf
SecRuleEngine On
: _, H$ ?# h3 l, q( u  `+ w' YModSecurity中几个常用配置说明：
6 L: y, i' a' q6 ]- F
7 X$ ^" }* b- T  l
) R6 V4 N' B6 r1.SecRuleEngine：是否接受来自ModSecurity-CRS目录下的所有规则的安全规则引擎。因此，我们可以根据需求设置不同的规则。要设置不同的规则有以下几种。SecRuleEngine On：将在服务器上激活ModSecurity防火墙，它会检测并阻止该服务器上的任何恶意攻击。SecRuleEngine Detection Only：如果设置这个规则它只会检测到所有的攻击，并根据攻击产生错误，但它不会在服务器上阻止任何东西。SecRuleEngine Off:这将在服务器上上停用ModSecurity的防火墙。

7 F9 M5 _4 W7 \+ K% A
7 M# o7 `" q! W: O6 {: }) h2.SecRequestBodyAccess：它会告诉ModSecurity是否会检查请求，它起着非常重要的作用。它只有两个参数ON或OFF。

* |# z/ \1 W4 o8 E$ P) q$ @
; s% f# Z4 x5 x* K7 q3.SecResponseBodyAccess：如果此参数设置为ON，然后ModeSecurity可以分析服务器响应，并做适当处理。它也有只有两个参数ON和Off，我们可以根据求要进行设置。
8 R% {& _9 l  S1 }% w- I; j

% d) O+ B! M2 g4.SecDataDir：定义ModSecurity的工作目录，该目录将作为ModSecurity的临时目录使用。
; Z. a7 a. f) L, h/ \8 H, B& E# b

在 owasp-modsecurity-crs/rules 下有很多定义好的规则，将需要启用的规则用Include指令添加进来就可以了。

: j5 ^. C: e& E/ h+ F. \
, K# {5 h) v8 `6 x. y1 z. I3.x版本CRS
$ cd /usr/local/nginx/conf/owasp-modsecurity-crs
! r! T9 n- w8 m! X1 G# 生成例外排除请求的配置文件
$ cp rules/REQUEST-900-EXCLUSION-RULES-BEFORE-CRS.conf.example rules/REQUEST-900-EXCLUSION-RULES-BEFORE-CRS.conf
$ cp rules/RESPONSE-999-EXCLUSION-RULES-AFTER-CRS.conf.example rules/RESPONSE-999-EXCLUSION-RULES-AFTER-CRS.conf
$ cp rules/*.data /usr/local/nginx/conf
6 T6 W" z$ J7 Y! W. s为了保持modsecurity.conf简洁，这里新建一个modsec_includes.conf文件,内容为需要启用的规则。
2 M- @6 I( J2 B
8 s) _  y$ X5 }% l1 {
" G* ]/ k4 u1 M/ b$ vim /usr/local/nginx/conf/modsec_includes.conf

[Bash shell] 纯文本查看 复制代码

include modsecurity.conf
include owasp-modsecurity-crs/crs-setup.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-900-EXCLUSION-RULES-BEFORE-CRS.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-901-INITIALIZATION.conf
Include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-903.9002-WORDPRESS-EXCLUSION-RULES.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-905-COMMON-EXCEPTIONS.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-910-IP-REPUTATION.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-911-METHOD-ENFORCEMENT.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-912-DOS-PROTECTION.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-913-SCANNER-DETECTION.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-920-PROTOCOL-ENFORCEMENT.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-921-PROTOCOL-ATTACK.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-930-APPLICATION-ATTACK-LFI.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-931-APPLICATION-ATTACK-RFI.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-932-APPLICATION-ATTACK-RCE.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-933-APPLICATION-ATTACK-PHP.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-941-APPLICATION-ATTACK-XSS.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-942-APPLICATION-ATTACK-SQLI.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-943-APPLICATION-ATTACK-SESSION-FIXATION.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/REQUEST-949-BLOCKING-EVALUATION.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/RESPONSE-950-DATA-LEAKAGES.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/RESPONSE-951-DATA-LEAKAGES-SQL.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/RESPONSE-952-DATA-LEAKAGES-JAVA.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/RESPONSE-953-DATA-LEAKAGES-PHP.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/RESPONSE-954-DATA-LEAKAGES-IIS.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/RESPONSE-959-BLOCKING-EVALUATION.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/RESPONSE-980-CORRELATION.conf
include owasp-modsecurity-crs/rules/RESPONSE-999-EXCLUSION-RULES-AFTER-CRS.conf

! X. l: D( D- F1 x; i, v2 v
注：考虑到可能对主机性能上的损耗，可以根据实际需求加入对应的漏洞的防护规则即可。


: a3 X* _/ F( U2 }1 t" m* ~配置Nginx支持Modsecurity
1 C: Z0 K9 Y1 J8 S" L启用Modsecurity
( _, I9 t4 t: o( Y使用静态模块加载的配置方法
在需要启用Modsecurity的主机的location下面加入下面两行即可：
) i- f5 U* ?" v1 h

ModSecurityEnabled on;
* d# I& f1 `! I$ \ModSecurityConfig modsec_includes.conf;
修改Nginx配置文件，在需要启用Modsecurity的location开启Modsecurity。
' m9 r, @: i0 N4 p; h

$ vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

# @7 d0 g' |$ e
server {
# Q& _# s+ i  Y1 ?; H: Y* {, [6 R  listen       80;
: n" x' X3 H! z2 q7 {  server_name  example.com;
) E8 F; \& U# M" n4 F, m
2 G) R4 q" w0 ]6 I) m% S" k: e
  location / {
    ModSecurityEnabled on;
1 H- T$ ?2 j: }' C  b* f% z4 g. e0 h2 o    ModSecurityConfig modsec_includes.conf;
: |) K7 b/ ^4 o+ ?    root   html;
3 ]  Z0 x  f" a' m8 m  `5 k    index  index.html index.htm;
  }
1 i' V- y& E" [# p0 J& s}
使用动态模块加载的配置方法
* A# Y2 L# ?# Z$ j/ H4 S) n在需要启用Modsecurity的主机的location下面加入下面两行即可：
0 @' t) T, H0 A2 [$ E7 h
  Y. J" o8 }9 Z& }
modsecurity on;
! \0 U, {& ~1 {8 \& y/ D* \modsecurity_rules_file modsec_includes.conf;
4 S' n5 h4 }* `$ f5 i修改Nginx配置文件，在需要启用Modsecurity的location开启Modsecurity。
8 c1 S8 L4 L2 A7 k$ R

$ vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf


server {
  listen  80;
  server_name localhost mike.hi-linux.com;
  access_log /var/log/nginx/yourdomain.log;

9 g9 Z# Q  ~* [( y: V1 S4 L+ A
' w. w# p# I4 o& \  location / {

$ G2 H  w6 Q& T
  modsecurity on;
" {* L$ ]- j. a$ N  modsecurity_rules_file modsec_includes.conf;
  root   html;
- F" M# S+ p2 `( N4 o- L" W  index  index.html index.htm;
, s& t) S& }( A/ b) V) c0 G! M) e6 B}
}
验证Nginx配置文件
" T  K& w; x% s9 v) {9 c$ /usr/local/nginx/sbin/nginx -t
nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
) L4 o& h% P3 T9 H! q- y/ Inginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
1 a, |# P4 p1 ]$ w; j- v启动Nginx
7 a" J) s7 h' b9 m  }$ /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

' _) s/ K9 Q# I

测试Modsecurity

ModSecurity现在已经成功配置了OWASP的规则。现在我们将测试对一些最常见的Web应用攻击。来测试ModSecurity是否挡住了攻击。这里我们启用了XSS和SQL注入的过滤规则，下面的例子中不正常的请求会直接返回403。

在浏览器中访问默认首页，会看到Nginx默认的欢迎页：

[/url]

这时我们在网址后面自己加上正常参数，例如： 。同样会看到Nginx默认的欢迎页：

[url=http://img.colabug.com/2017/06/842f48f203c6c2cd30144f29b57af97a.png]

接下来，我们在前面正常参数的基础上再加上  ,整个请求变成：

[/url]

就会看到Nginx返回403 Forbidden的信息了，说明Modsecurity成功拦截了此请求。再来看一个的例子，同样会被Modsecurity拦截。

[url=http://img.colabug.com/2017/06/246ce28e95310a32f791893d4f5c55ca.png]

查看Modsecurity日志

[url=http://img.colabug.com/2017/06/ae44dcb58b8a4a0ea761317e398b3101.png][/url]

所有命中规则的外部攻击均会存在modsec_audit.log,用户可以对这个文件中记录进行审计。Log文件位置在modsecurity.conf中SecAuditLog选项配置，Linux默认在 /var/log/modsec_audit.log 。

$ cat /usr/local/nginx/conf/modsecurity.confSecAuditLog /var/log/modsec_audit.log

Modsecurity主要是规则验证(验证已知漏洞)，Nginx下还有另一个功能强大的WAF模块Naxsi。Naxsi最大特点是可以设置学习模式，抓取您的网站产生必要的白名单，以避免误报！Naxsi不依赖于预先定义的签名，Naxsi能够战胜更多复杂/未知/混淆的攻击模式。

; }" d! L- s/ j2 c. g2 B% b