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。


/ z8 T' j7 v: f0 g% B在这篇文章中，我们将学习配置ModSecurity与OWASP的核心规则集。


* m7 l! b# |6 ^. ]' F1 Q- q* `什么是ModSecurity
ModSecurity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。
: ]" A# W! M; m$ Y/ F0 v( L

- ?% v* W/ I0 z% PModSecurity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。


$ h0 \5 t  d2 |% m' f4 KModSecurity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。


2 t; k% ]& e" G) V& l# O" Y+ l官网： https://www.modsecurity.org/


' u1 m, v% W0 ?什么是OWASP CRS
% _& a8 n% A" b2 S7 p0 f% NOWASP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。
, ~5 H& G7 W9 V5 [; W
5 [$ c# {% L2 f( p, D
ModSecurity核心规则集(CRS)提供以下类别的保护来防止攻击。


* R  }2 }' X7 ~HTTP Protection(HTTP防御)
HTTP协议和本地定义使用的detectsviolations策略。
( S+ A, o) |7 l1 d$ E4 T
+ o' N0 o/ p# n0 T
( [+ [, ]+ M1 ?4 y: FReal-time Blacklist Lookups(实时黑名单查询)
利用第三方IP名单。

* P- F+ [5 J7 v1 _4 J1 O
HTTP Denial of Service Protections(HTTP的拒绝服务保护)
2 T2 |! T( M. ]0 f' ^( j防御HTTP的洪水攻击和HTTP Dos攻击。
7 G6 b  w' C3 f) L& P0 \0 i
+ e4 h( }( J8 \- |5 G- H7 G* v+ A
Common Web Attacks Protection(常见的Web攻击防护)
2 F% A9 |. r3 f; A( q检测常见的Web应用程序的安全攻击。


Automation Detection(自动化检测)
1 |- C! K. G6 v' U8 F检测机器人，爬虫，扫描仪和其他表面恶意活动。

+ ?& N1 @/ S# `2 N! h/ U3 Z3 p
Integration with AV Scanning for File Uploads(文件上传防病毒扫描)
9 h6 j$ }- z/ G/ f检测通过Web应用程序上传的恶意文件。

$ j/ \2 o! d5 @5 p$ ~
Tracking Sensitive Data(跟踪敏感数据)
信用卡通道的使用，并阻止泄漏。


  }% B& b# B1 z' K- ]8 YTrojan Protection(木马防护)
检测访问木马。

" X+ [. s) e8 `0 Z" V$ W
$ I2 x9 X2 E1 N& j0 I. x4 b4 q: HIdentification of Application Defects(应用程序缺陷的鉴定)
检测应用程序的错误配置警报。


Error Detection and Hiding(错误检测和隐藏)
检测伪装服务器发送错误消息。

* }, N1 R$ ?4 M! B# o
& S: p# E( X3 J8 s0 g; g安装ModSecurity
软件基础环境准备
下载对应软件包
$ cd /root
$ 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
3 i' E0 i" g' r9 h; [. `* y安装Nginx和ModSecurity依赖包
Centos/RHEL

. t3 O2 ^. Y8 |  q, r8 M2 y' X9 Z
% @) P' }& @3 z# T9 @4 B5 b* b. T$ yum install httpd-devel apr apr-util-devel apr-devel  pcre pcre-devel  libxml2 libxml2-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel
  P) X3 F+ ^) R. K* J3 WUbuntu/Debian

0 q( e) L' T. m$ d+ M
3 D" t3 w8 U3 n/ K$ 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
编译安装ModSecurity
2 {$ P7 A8 c$ P  [& i4 K6 [! {, dNginx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。
; r& M5 [) e0 g! H& `2 g, N+ U/ n# M

方法一：编译为Nginx静态模块
+ H1 a9 N& k! U  @  O+ P9 n

: o5 q0 L( k8 k2 U& S9 m$ x: w编译为独立模块(modsecurity-2.9.1)
$ tar xzvf modsecurity-2.9.1.tar.gz
5 O6 J( }8 L; J  ^$ cd modsecurity-2.9.1/
$ ./autogen.sh
$ ./configure --enable-standalone-module --disable-mlogc
$ make
$ i! A/ i6 X* u1 O' `编译安装Nginx并添加ModSecurity模块
6 X& G5 s1 o- M7 Z$ tar xzvf nginx-1.9.2.tar.gz
. B9 P$ _7 V  Y/ ~* \  u$ K% E6 P$ cd nginx-1.9.2
+ a  F8 _! @$ S& l$ ./configure --add-module=/root/modsecurity-2.9.1/nginx/modsecurity/
! L# i# L/ \8 d. Z  o) U% q$ make && make install
方法二：编译通过ModSecurity-Nginx Connector加载的动态模块


编译LibModSecurity(modsecurity-3.0)
2 P& s+ k1 J% O) O1 C0 H" d% W$ cd /root
7 ?! i" B, a3 i' P+ `$ 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
3 @$ f' q8 u7 S, z. Z/ Y$ F4 {3 K$ ./configure
+ \2 m, W* u7 [, j- E0 Y0 [$ make
+ t: N6 t+ _1 v7 ]& E7 S7 |) T$ make install
LibModSecurity会安装在 /usr/local/modsecurity/lib 目录下。
) h7 C8 g& h- M, l% D

! ^, d  A9 E( `) N! s/ F$ ls /usr/local/modsecurity/lib
9 G2 `8 G, u( ^0 X1 r  Y7 flibmodsecurity.a  libmodsecurity.la  libmodsecurity.so  libmodsecurity.so.3  libmodsecurity.so.3.0.0
编译安装Nginx并添加ModSecurity-Nginx Connector模块
% T. H3 C1 o9 u3 \; k, C8 p使用ModSecurity-Nginx模块来连接LibModSecurity
  s  S6 E/ E# h" v( k
& K, l6 t$ e9 t- S" f% n% K7 p
9 }2 q' \$ z/ K# v1 q3 a# C3 g, i, d+ s$ cd /root
$ git clone https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity-nginx.git modsecurity-nginx
$ tar xzvf nginx-1.9.2.tar.gz
# ~( q+ {+ r3 D. P# c' S* Y$ cd nginx-1.9.2
9 |! V3 w& I0 ?1 B( i9 a" C6 j# i$ ./configure --add-module=/root/modsecurity-nginx
$ make
$ make && make install
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。
, y& i+ t( C9 N( |" a+ b! F  S6 a0 s; z

7 G- F6 C* _6 A' {3 c2 ~下载OWASP规则并生成配置文件
# ?' P3 L, m& r# t5 _+ \$ git clone https://github.com/SpiderLabs/owasp-modsecurity-crs.git
$ cp -rf owasp-modsecurity-crs  /usr/local/nginx/conf/
+ }( |+ |, _/ u* w" A8 ?' ~) n$ cd /usr/local/nginx/conf/owasp-modsecurity-crs
$ cp crs-setup.conf.example  crs-setup.conf
配置OWASP规则
1 n5 T( g7 h7 _; K- V2 O编辑crs-setup.conf文件


6 l/ W0 K" @0 _1 Z4 W$ sed -ie 's/SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,pass"/#SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,pass"/g' crs-setup.conf
$ sed -ie 's/SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,pass"/#SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,pass"/g' crs-setup.conf
, G' G8 n& T" K. p: W) O$ sed -ie 's/#.*SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,deny,status:403"/SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,deny,status:403"/g' crs-setup.conf
% m( G7 B/ E  }; K1 m- g& o$ sed -ie 's/# SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,deny,status:403"/SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,deny,status:403"/g' crs-setup.conf
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。

: t  Q' Y  H$ a" M- X9 `( R6 E
4 |! I) _" ^$ a0 u$ L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。
! l9 ]' k# B& [
: d! X- M; X2 Y/ }
modsecurity.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。
* ]! M" t2 @0 j/ y  X1 B

$ cd /root/modsecurity-2.9.1/
$ cp modsecurity.conf-recommended /usr/local/nginx/conf/modsecurity.conf  
+ U% D& ^) w/ Z  m% l$ 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。


$ vim /usr/local/nginx/conf/modsecurity.conf
SecRuleEngine On
5 F. @  i7 h3 S; }8 A! y# CModSecurity中几个常用配置说明：


1.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。
+ |" Q4 y( i! h& `! w3 D

2.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。
  L; q0 `2 E5 s, @8 Z+ w8 R

3.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。
( H7 Z! s) c; P. s

4.SecDataDir：定义ModSecurity的工作目录，该目录将作为ModSecurity的临时目录使用。
: d2 M1 ^2 Y7 f2 Q( Q  q
2 g" c  D4 ~! M
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。
2 B% o% f7 \1 `

) B, s; y: L0 H4 T, ^  j3.x版本CRS
$ cd /usr/local/nginx/conf/owasp-modsecurity-crs
# 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
. \9 y6 b7 ]: T2 |: |; ?7 w, W' {$ cp rules/RESPONSE-999-EXCLUSION-RULES-AFTER-CRS.conf.example rules/RESPONSE-999-EXCLUSION-RULES-AFTER-CRS.conf
8 `  F9 p  }' ]1 G4 a$ b2 A$ cp rules/*.data /usr/local/nginx/conf
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。


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

' D. W+ n+ a) x& a

[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

- z/ b+ q: @# q9 T0 g9 z7 l; j
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。
( L* ]% l6 J& e: U- I( u
% }$ n$ D) x) T- D
* [" Z4 I( p# W" C0 i配置Nginx支持Modsecurity
启用Modsecurity
使用静态模块加载的配置方法
9 p; M. ~: `. B% Z2 b在需要启用Modsecurity的主机的location下面加入下面两行即可：
, p) }8 ?2 v9 @* l

1 x; k- M3 O: H+ [ModSecurityEnabled on;
ModSecurityConfig modsec_includes.conf;
' D; x" G1 q0 w* p# b3 w修改Nginx配置文件，在需要启用Modsecurity的location开启Modsecurity。

1 X/ Q) q0 E6 ^
* W( l( e8 t' m) E6 u; q( h$ vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
* U: P5 a+ n4 Z- E1 K

) C/ V6 C6 O( a: v3 Q3 f7 t7 Cserver {
  listen       80;
- G, q4 j- H6 A2 }/ d" L* |* B& }  server_name  example.com;


  location / {
' |9 X; K$ B5 t0 [( R% q( e    ModSecurityEnabled on;
    ModSecurityConfig modsec_includes.conf;
    root   html;
  e6 v% D3 x$ ^9 W% a2 V    index  index.html index.htm;
. n& }2 O! E0 u; ?) V  }
& l! F7 |" {+ K, G5 h7 s* @5 Z}
使用动态模块加载的配置方法
# r  i" z2 v' ?/ m  T1 j9 l在需要启用Modsecurity的主机的location下面加入下面两行即可：
- f, I$ R1 T4 C; g% N5 l/ U+ U
7 j! V8 Y0 U8 S/ ^% E
6 R2 h& z1 f; l7 L$ ~% |modsecurity on;
  X; ^  c. h6 a  `( g7 k0 wmodsecurity_rules_file modsec_includes.conf;
) s/ T, o5 y; P0 i, J修改Nginx配置文件，在需要启用Modsecurity的location开启Modsecurity。
1 C/ L. e' W( [6 \; j

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


1 G; [+ K) I1 v; C1 Xserver {
6 x* W% q8 k% j0 {  listen  80;
+ g- I3 z3 z3 X4 a% x  server_name localhost mike.hi-linux.com;
: J' S0 Q9 ^* ]- K8 U  access_log /var/log/nginx/yourdomain.log;

6 T+ L3 y/ O) P
  location / {


4 J" C% K# C5 t  modsecurity on;
  modsecurity_rules_file modsec_includes.conf;
* L  J$ {1 |* k0 T: i5 N9 X  root   html;
  index  index.html index.htm;
4 d- k" A; o" L2 I}
: |- o3 c4 U# L# T}
验证Nginx配置文件
: Q1 N- h7 U8 x  H3 F$ /usr/local/nginx/sbin/nginx -t
nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
启动Nginx
' T8 X# R* X0 L" ~$ /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
! |. i& V, ~6 `) K3 ?

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。

  l0 T* O+ m# T, s: |