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。
( z5 U; Y& p: N* o1 h0 r
( t, Y# Q8 ]5 Q- \" U! G1 ]) j
在这篇文章中，我们将学习配置ModSecurity与OWASP的核心规则集。

0 ^$ g+ S0 U0 {$ w+ `  U3 L
什么是ModSecurity
( S" |7 D7 r* m& b; gModSecurity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。
5 K8 h  Y5 @! k
1 g- s/ ?3 A8 D7 |, M
/ Z. ~' i3 `8 hModSecurity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。

" t' f* `+ l  I
; j0 c  `' @, ?0 ~% Z- \+ C+ ^9 QModSecurity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。


; z! \' r8 d# P5 Z2 d5 e: i官网： https://www.modsecurity.org/

, s  v" o/ m7 @/ c/ H
# K# x0 v/ G- y: L7 a  c什么是OWASP CRS
% z5 a0 n4 A& XOWASP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。
0 t$ d! ^9 S' j. P. s

ModSecurity核心规则集(CRS)提供以下类别的保护来防止攻击。

% k  W: f! Q( A0 C1 H0 a
8 J! X8 M- P4 `, ?( Q/ ^: m* lHTTP Protection(HTTP防御)
HTTP协议和本地定义使用的detectsviolations策略。

& y& i8 ~4 G: E1 m( `
Real-time Blacklist Lookups(实时黑名单查询)
2 i; R; n6 |, o6 c5 k) ~利用第三方IP名单。
& q) x5 d6 o( ^$ t$ q
! i6 }- M' |6 h1 a4 |
: Y! h& g9 `2 lHTTP 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。

" g5 {* Z: _! ?/ D: U
Common Web Attacks Protection(常见的Web攻击防护)
检测常见的Web应用程序的安全攻击。
  ^5 B1 q) a* Y, U6 I/ t3 p
6 B4 u% {* ^% Y6 ~; O; Z
  X# o, P& ^2 G: b1 QAutomation 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。
. T2 ]* c; z8 M' w7 u" @

, b- ^0 k7 ?5 ]$ w; qIntegration 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。

* a2 ^# y4 i6 O% p2 K1 y
- ]0 n3 M4 \/ y" _' NTracking Sensitive Data(跟踪敏感数据)
. |* I% |% F" N& T信用卡通道的使用，并阻止泄漏。

. e) |: A+ `. P3 f
Trojan Protection(木马防护)
! V4 P) |$ T( d检测访问木马。
& p9 \# g, x  |2 L# N& p8 c$ k
2 [& A+ y" s) x( J3 V6 M
Identification 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)
0 d7 W( s4 k5 g) d7 H检测伪装服务器发送错误消息。

; M% D% }6 L: I$ P8 P& [; J5 I+ n
3 o1 a4 _+ b0 |2 I, L安装ModSecurity
6 B5 l8 p! N0 a2 a软件基础环境准备
下载对应软件包
5 u+ f7 `- h, @& }$ 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
安装Nginx和ModSecurity依赖包
4 M% k5 A. R  q" o; ^7 KCentos/RHEL

3 c# h4 x0 R5 M$ p* U9 V
: c9 S# u% t. H6 p+ X# b$ yum install httpd-devel apr apr-util-devel apr-devel  pcre pcre-devel  libxml2 libxml2-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel
0 Y- o# T% o$ u8 q. dUbuntu/Debian


$ 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
& @& K8 _& r3 B$ sNginx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。
% L5 R/ x6 _0 a. L
, }! [, V' _8 V$ L6 I
方法一：编译为Nginx静态模块

1 _/ n% p) Z: e9 X* w: H  C
编译为独立模块(modsecurity-2.9.1)
$ tar xzvf modsecurity-2.9.1.tar.gz
) Q. s' C: @  r( I# w5 |+ ]+ `. r! C$ cd modsecurity-2.9.1/
6 W) n% f; c9 \+ U: q$ ./autogen.sh
: V2 E# F4 n# }+ t& [$ ./configure --enable-standalone-module --disable-mlogc
% A9 ~; z  T- z2 B0 f5 _6 ^$ make
9 y% n2 N" @( f( y* D& a& s! U编译安装Nginx并添加ModSecurity模块
$ tar xzvf nginx-1.9.2.tar.gz
6 V, d5 k$ ^" M' k$ cd nginx-1.9.2
3 a% C, E/ z5 v5 W$ ./configure --add-module=/root/modsecurity-2.9.1/nginx/modsecurity/
; G! N7 X3 [5 h5 o3 V( a+ p- {  ]$ make && make install
1 a! Z3 W4 k+ c: v1 \+ P9 D方法二：编译通过ModSecurity-Nginx Connector加载的动态模块
8 C* i7 ]6 X  m2 s) ~

编译LibModSecurity(modsecurity-3.0)
$ cd /root
$ git clone https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity
& E$ L+ c( H: i0 {$ cd ModSecurity
5 c$ v/ C) @) ?  h* T4 z$ git checkout -b v3/master origin/v3/master
$ sh build.sh
4 O2 ?2 D0 r9 C- {/ R! g' j# e$ git submodule init
! g4 D" H& Z# k, I, \3 c2 |- D# D$ git submodule update
$ ./configure
$ make
$ make install
7 Z6 k, n/ v+ k0 ]2 ALibModSecurity会安装在 /usr/local/modsecurity/lib 目录下。
! q8 [  B# c2 ~3 {

8 W5 m( t$ t9 `$ ls /usr/local/modsecurity/lib
& ]# f7 `  B. W% a* M) ]libmodsecurity.a  libmodsecurity.la  libmodsecurity.so  libmodsecurity.so.3  libmodsecurity.so.3.0.0
# L3 P, ^- H* ?编译安装Nginx并添加ModSecurity-Nginx Connector模块
1 ]6 E8 B) o/ @5 B使用ModSecurity-Nginx模块来连接LibModSecurity
$ r) [2 ~4 e% a6 h
. `5 m, I* j6 S6 V) |3 f/ h- @
$ cd /root
$ git clone https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity-nginx.git modsecurity-nginx
4 U' |/ W% E# Z$ tar xzvf nginx-1.9.2.tar.gz
$ cd nginx-1.9.2
4 n6 d1 Q6 j6 @/ A$ ./configure --add-module=/root/modsecurity-nginx
' B+ y0 m( ]! o3 ^- ?$ make
$ t6 p! j0 P5 J% V. {$ make && make install
添加OWASP规则
6 F9 Y3 Y% m: z# c$ A* p$ U! zModSecurity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。


下载OWASP规则并生成配置文件
$ git clone https://github.com/SpiderLabs/owasp-modsecurity-crs.git
$ cp -rf owasp-modsecurity-crs  /usr/local/nginx/conf/
, ^% ?' E4 y. j. ^8 W9 W$ cd /usr/local/nginx/conf/owasp-modsecurity-crs
9 Z! g6 A% N# \. Z% W$ cp crs-setup.conf.example  crs-setup.conf
配置OWASP规则
编辑crs-setup.conf文件

, u  m" \  o2 j( V% p$ x" E
+ i! T/ U8 x- B5 g7 X1 b6 m4 {# R$ sed -ie 's/SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,pass"/#SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,pass"/g' crs-setup.conf
* j1 j0 M. G% A- u7 t) U) B$ sed -ie 's/SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,pass"/#SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,pass"/g' crs-setup.conf
  I& s2 `4 L2 ^2 f% g! T$ sed -ie 's/#.*SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,deny,status:403"/SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,deny,status:403"/g' crs-setup.conf
$ 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。


. `8 m( Z" K5 Y) X  R启用ModSecurity模块和CRS规则
5 e8 |* H2 }0 A% `6 R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。
6 T2 ]; T$ W9 \* A5 a
; y" C( G2 p$ k2 I$ {' c& b3 _6 v
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。


0 a% \6 ]" B, Q/ j9 N$ c$ cd /root/modsecurity-2.9.1/
$ cp modsecurity.conf-recommended /usr/local/nginx/conf/modsecurity.conf  
$ 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。
6 V& s/ \# }; a4 Y8 ~
' r+ {1 M: F; N- X
$ vim /usr/local/nginx/conf/modsecurity.conf
& u, E+ K. c" E1 G- }8 mSecRuleEngine On
' V; @/ R' J2 r# U/ [ModSecurity中几个常用配置说明：
7 r) o3 }5 B- P3 k2 |

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。


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。


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。

' g8 u) [2 p/ R' W
4.SecDataDir：定义ModSecurity的工作目录，该目录将作为ModSecurity的临时目录使用。
8 h, ^4 O7 x* N* @

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。
$ e% A/ _2 Z! K6 g% a2 c' m

+ Q9 t( X. S( q& a  O+ A3.x版本CRS
" f! I, u3 \6 R8 M$ cd /usr/local/nginx/conf/owasp-modsecurity-crs
/ K% y/ m6 c2 |9 u# 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
$ d  b! \: D5 U6 s: X' O7 b$ 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。
9 m; f" M/ r! k

$ vim /usr/local/nginx/conf/modsec_includes.conf
6 N5 V  H% s4 m" \& S

[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

* y# D9 |1 P; I- O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。

2 R1 l  A8 V5 ]
配置Nginx支持Modsecurity
启用Modsecurity
使用静态模块加载的配置方法
  m8 |3 J- t, |8 B在需要启用Modsecurity的主机的location下面加入下面两行即可：

$ X; W' K1 G) X3 Z2 V
! U" `0 R7 z) @/ DModSecurityEnabled on;
ModSecurityConfig modsec_includes.conf;
- X# O: s, h( X3 H" ]修改Nginx配置文件，在需要启用Modsecurity的location开启Modsecurity。
! B9 J* [: M2 {, R5 E  s9 q
) o# }  F/ [) `# ~7 x
  f6 b' @3 a+ Q, E% G2 e& R$ vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

, b" E! j+ A7 `/ A: T  s* @
server {
5 S3 A4 C' J3 Q* O  listen       80;
" ~) w5 u0 j+ M9 {1 |) _  server_name  example.com;
9 Q( ^% C9 E3 h: @# w# B

! V' s5 v. X: i  location / {
    ModSecurityEnabled on;
    ModSecurityConfig modsec_includes.conf;
    root   html;
    index  index.html index.htm;
  }
* l5 x" g, S2 X7 P1 C, \$ W  u}
使用动态模块加载的配置方法
. H- o, c, }1 j9 [在需要启用Modsecurity的主机的location下面加入下面两行即可：

, G  S# N' a) m
modsecurity on;
modsecurity_rules_file modsec_includes.conf;
% a; g6 B4 |# q" I% H1 u7 Q修改Nginx配置文件，在需要启用Modsecurity的location开启Modsecurity。


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

/ t" R9 _; y! j+ E
3 e, h& `. O( \4 N8 lserver {
  listen  80;
/ X# x) V% d( k$ [1 Y6 ^- {  server_name localhost mike.hi-linux.com;
2 E1 v$ u/ w4 T  access_log /var/log/nginx/yourdomain.log;
- Q4 J- F: F, s/ X3 B  c& I
6 M5 c, c' i' p5 \6 d
  location / {
* p/ o: e' ]5 i- y
6 A  y1 D# }+ `: W- r
& f+ N/ o3 u: J0 L/ r  modsecurity on;
  modsecurity_rules_file modsec_includes.conf;
  root   html;
5 K1 e7 X: Y5 B( U  index  index.html index.htm;
9 m7 Z" u" L$ p* s}
}
验证Nginx配置文件
4 M) `" t# ~! d6 |: }; b0 ?$ /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
6 H: ~0 D' k) o# U) j- e  H' Q$ /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

& ~  Q- @7 ^* H! M8 F

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。

- m  h6 d6 {9 j6 u, Q7 H, i