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。
- o: E+ R! Q+ }
8 O3 ?0 G. x% x/ H- f6 O8 _- ?1 p
在这篇文章中，我们将学习配置ModSecurity与OWASP的核心规则集。
6 Q) k4 s% W" K4 G

什么是ModSecurity
: w9 k7 C) K+ M" ~8 C# bModSecurity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。

; ]1 v& t/ D% A4 n" C
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。


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。
3 I: D  s) D  o" s& C

官网： https://www.modsecurity.org/
$ K- y/ u  G! A' Q

  j& b( p3 b6 s1 {- \8 i  ~什么是OWASP CRS
OWASP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。
; y0 M% K$ L# j) r/ W/ \' H

& P$ F5 t$ E5 i# ?5 j  i6 m0 \ModSecurity核心规则集(CRS)提供以下类别的保护来防止攻击。


HTTP Protection(HTTP防御)
HTTP协议和本地定义使用的detectsviolations策略。

& `% {0 P$ a+ ]& B) p5 K4 p
, x0 G, G, I4 V' f0 v  ^5 nReal-time Blacklist Lookups(实时黑名单查询)
% T' G6 S. b& l- V5 I$ l0 I利用第三方IP名单。
( i. B4 R, W7 M8 X& u( V7 Q* E
! d1 j8 X+ T7 x: ^; v: }6 i
! j8 ]) U2 Q2 t0 E. eHTTP Denial of Service Protections(HTTP的拒绝服务保护)
$ a/ P& {; {* f$ v$ B- |$ n防御HTTP的洪水攻击和HTTP Dos攻击。


3 M% I! q2 b+ vCommon Web Attacks Protection(常见的Web攻击防护)
& d* W  H- ~9 z" @检测常见的Web应用程序的安全攻击。
0 R3 P% @3 O; R0 X% G8 R6 }
+ i" Z2 j; H1 m# s. W; B, l, K
6 M, L8 D( N$ ]9 BAutomation Detection(自动化检测)
0 o( }$ E! c7 S0 l9 T检测机器人，爬虫，扫描仪和其他表面恶意活动。
! W* G  p  Y2 F. s
8 i/ e" `! r0 B- ]& @
/ ?; s; @8 A' B! GIntegration with AV Scanning for File Uploads(文件上传防病毒扫描)
3 A# l% r. b5 G; V2 z* K检测通过Web应用程序上传的恶意文件。
! d' q: y9 W7 l) |$ @

. V( C' h2 r9 P' K- ~Tracking Sensitive Data(跟踪敏感数据)
8 [% e2 ^6 p4 Z# I' [1 a7 u信用卡通道的使用，并阻止泄漏。
! K' E' G) q. R# k
- q1 G" c: E6 L7 h3 w
Trojan Protection(木马防护)
检测访问木马。
$ f. j) `& Z+ m, \

% F7 s% `* p$ d. _/ X4 D) Q: CIdentification 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。
. S- V0 J0 x! [9 A2 _

/ a' |; W7 M  o4 X% wError Detection and Hiding(错误检测和隐藏)
检测伪装服务器发送错误消息。
* i# k7 T4 f- p) l( ~

安装ModSecurity
软件基础环境准备
+ T# s& [0 Q8 K7 I1 ^9 r& e下载对应软件包
$ cd /root
1 V- D: I9 X9 l" I7 F: E9 B( q: R$ 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 m1 r$ P7 b" ]  D, I, i3 W安装Nginx和ModSecurity依赖包
+ D, ]) V/ X. E( v+ x, RCentos/RHEL
/ H0 T3 s6 X3 e7 ]: b
: U* \, l1 Z* p3 t  I% [
" h) }2 ?6 i$ B7 t7 E$ yum install httpd-devel apr apr-util-devel apr-devel  pcre pcre-devel  libxml2 libxml2-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel
, Z1 [4 A' d3 T  |/ ?% c7 D+ p9 xUbuntu/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
& f8 ~3 Y7 ?& b$ }. [( |编译安装ModSecurity
, o8 _) |1 V, L! \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。

: u7 N9 B' ?: H: m' ]. r. ~
方法一：编译为Nginx静态模块

: |" w* H$ U! v/ j& V, _4 ]
) F! a3 x! {  i% Z4 V编译为独立模块(modsecurity-2.9.1)
$ tar xzvf modsecurity-2.9.1.tar.gz
$ cd modsecurity-2.9.1/
) R. @* K; Y" e! f1 ?0 Y$ Y3 f$ ./autogen.sh
$ ./configure --enable-standalone-module --disable-mlogc
$ make
编译安装Nginx并添加ModSecurity模块
9 }! K4 n, _  M3 l$ u. _8 t; b$ tar xzvf nginx-1.9.2.tar.gz
- e2 }$ X: q( a* p: x+ x$ cd nginx-1.9.2
2 ]8 X. c0 j: P- Q1 Z; v$ j$ ./configure --add-module=/root/modsecurity-2.9.1/nginx/modsecurity/
$ make && make install
方法二：编译通过ModSecurity-Nginx Connector加载的动态模块
3 j! o4 }6 y4 s2 C
; v4 D% ?- U) o" T4 [9 A
) m# }( Y+ [* b9 d2 w' Y编译LibModSecurity(modsecurity-3.0)
$ cd /root
7 I, y( |5 X4 X7 W1 U$ git clone https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity
5 p' e5 c. M/ ~/ o* U$ cd ModSecurity
$ git checkout -b v3/master origin/v3/master
4 A: _$ f0 w" K' U$ sh build.sh
$ git submodule init
3 Z8 r: F! l+ J+ R% U9 T; Z$ git submodule update
$ ./configure
$ make
) T* L  N# q7 F& b4 }$ make install
) s. N2 N5 @" l4 {8 C7 iLibModSecurity会安装在 /usr/local/modsecurity/lib 目录下。
% z/ m, L* K3 s' d

$ ls /usr/local/modsecurity/lib
0 w6 D5 u3 T$ T$ Wlibmodsecurity.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
使用ModSecurity-Nginx模块来连接LibModSecurity


% B' T/ _" l5 ]7 |& ^$ cd /root
6 h& s5 w6 M5 n9 O9 k$ git clone https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity-nginx.git modsecurity-nginx
6 B  m% M( E% R6 Z$ tar xzvf nginx-1.9.2.tar.gz
/ n; d' l  z0 Y. w: u0 _$ cd nginx-1.9.2
$ ./configure --add-module=/root/modsecurity-nginx
" \$ ], ~4 H- o# ~6 W9 F3 B$ 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。


; l) L3 p& X' a0 w% X) B9 z8 {下载OWASP规则并生成配置文件
$ git clone https://github.com/SpiderLabs/owasp-modsecurity-crs.git
4 v6 o, s8 n2 {! q6 d: @$ C$ cp -rf owasp-modsecurity-crs  /usr/local/nginx/conf/
  R* J2 @- K$ ?! s& m  d. h$ cd /usr/local/nginx/conf/owasp-modsecurity-crs
. m% Z, n- m0 S" t$ cp crs-setup.conf.example  crs-setup.conf
3 M& l3 y- p. w配置OWASP规则
( j9 v# {# C4 d0 U编辑crs-setup.conf文件
- \- Z0 J$ D* l  q
2 I9 w8 n6 M- M
$ sed -ie 's/SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,pass"/#SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,pass"/g' crs-setup.conf
; w$ Z$ ?' u) I) F- c8 `! `, M$ sed -ie 's/SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,pass"/#SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,pass"/g' crs-setup.conf
6 S- _4 Y9 U( }! }) z$ 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
# t  `* h8 ]4 Q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。
* [) R" B: w! S
, G9 S( E/ O3 a3 P2 C2 g0 H8 L
. e* `+ I% T' S( K启用ModSecurity模块和CRS规则
2 ^6 c! T. m2 S% @7 t6 [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。


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。
/ f# Z' e& r. V3 t) U

$ cd /root/modsecurity-2.9.1/
: Q4 {* i# k: A' h4 J1 G; y$ cp modsecurity.conf-recommended /usr/local/nginx/conf/modsecurity.conf  
$ cp unicode.mapping  /usr/local/nginx/conf/
% X0 s* o& A1 C% H. f0 K7 W+ m% ]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。


  t1 P$ _# X- J9 i& V% V$ vim /usr/local/nginx/conf/modsecurity.conf
SecRuleEngine On
ModSecurity中几个常用配置说明：
1 J' Q+ R0 T! O3 l; b: E5 t
: O  @0 O$ v: {5 [# ]
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。


9 Z' p  L+ Z# g6 J6 C3.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。
; P6 `$ [3 q( N! G3 E1 p& [( G

. l/ G( ^# M1 P9 ^" i9 t0 w2 q4.SecDataDir：定义ModSecurity的工作目录，该目录将作为ModSecurity的临时目录使用。


3 O+ h$ }7 L1 T+ s) [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。
( P& a7 m' {6 b, g
$ ?/ s( {0 W0 _0 Z! n3 d
3.x版本CRS
( U) e  t, E6 I8 L6 _. }  {; c$ 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
$ 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
2 q) B3 X3 t" `, D5 X& }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 E6 d* a. R6 y

6 U3 B. ~$ S2 U; N' s$ 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

, v2 g: Z- }* I: ]- v5 H
, O' X: H' j+ Q" K2 C0 q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。

  ~/ N! @  h; \2 A
" r' ?6 }/ @  e# |5 X配置Nginx支持Modsecurity
启用Modsecurity
- g. ~; E: ]4 b$ y0 J8 e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：
0 l( w" V+ }6 r9 L/ j

3 G$ U' m& R3 B& n+ h, a/ n% A( FModSecurityEnabled on;
ModSecurityConfig modsec_includes.conf;
修改Nginx配置文件，在需要启用Modsecurity的location开启Modsecurity。
! n5 j5 b9 h" S5 N7 D% Y

; ^* }/ y) G: t$ vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
; E+ e, n+ g( v% O4 {( |6 y

, C0 ]/ v- L3 W" W4 b9 Bserver {
' S" T6 v) H6 P5 V, H4 X- X  listen       80;
  server_name  example.com;
' v' D  b. G. d/ z

  location / {
5 q  i' e9 a! Q: a7 G# [3 i    ModSecurityEnabled on;
- r& ?. m" Y* w7 V. b    ModSecurityConfig modsec_includes.conf;
    root   html;
    index  index.html index.htm;
  }
}
使用动态模块加载的配置方法
. \& h4 n1 r2 E- K0 N( X2 F在需要启用Modsecurity的主机的location下面加入下面两行即可：
3 y$ n  X& j; e6 k8 q2 \. O, F# {

modsecurity on;
modsecurity_rules_file modsec_includes.conf;
* T# M9 o0 k/ G1 E0 r1 `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
0 u' h2 ?: i- ^3 E1 R

server {
+ f8 N0 H- I- q( l+ m* M: b) |  listen  80;
  server_name localhost mike.hi-linux.com;
  access_log /var/log/nginx/yourdomain.log;
6 ^( w+ a& d3 \& ]1 |$ e; [9 D

7 l+ C2 j2 S/ e3 \2 Q  location / {


  modsecurity on;
  modsecurity_rules_file modsec_includes.conf;
; J2 c; n# N% c* n2 _" \- y  r  root   html;
6 S) S; }5 y4 {  index  index.html index.htm;
}
+ ^( j/ v1 B# u) O}
验证Nginx配置文件
( ]) G, K' g  U$ /usr/local/nginx/sbin/nginx -t
! f; F3 D& Z" T9 ?- ynginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
; L4 }1 ^( R8 C& E启动Nginx
$ /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
9 D5 T( y) n% A. P
7 O" ^" y0 s9 O5 L# f2 R

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。