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。
2 U$ j# ^/ y" W' u
* Z! _7 h9 ?5 p" b; Y
1 U* S5 A+ y8 H9 O( F; M在这篇文章中，我们将学习配置ModSecurity与OWASP的核心规则集。


什么是ModSecurity
9 ]. f5 C+ F, }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) @5 W+ @* n! y; TModSecurity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。

5 @: ~) P& d3 S
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。

/ @5 k# u. p' ]: c% t: q
官网： https://www.modsecurity.org/

3 ?, {2 i7 a% Q8 j7 ^' e/ f9 b
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。
, t; _) n. D/ X. _( T
1 ]7 Q+ e- `  K1 r
& r; G' E9 |6 A4 |" i+ K7 VModSecurity核心规则集(CRS)提供以下类别的保护来防止攻击。

5 M9 t) y+ q- V1 A" v" ~
HTTP Protection(HTTP防御)
HTTP协议和本地定义使用的detectsviolations策略。
/ V  \- r) I" ^% g% d8 Z

1 d0 @( H1 I9 r- AReal-time Blacklist Lookups(实时黑名单查询)
利用第三方IP名单。
9 n' N- [" l: P

( [( y7 a2 f0 T- c8 ^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。

/ c/ Q0 U* I2 X) F6 k7 Z
Common Web Attacks Protection(常见的Web攻击防护)
! C' G/ k7 Y9 y: i7 U4 x$ ~检测常见的Web应用程序的安全攻击。
) B; i6 J; i, z5 b5 g1 {

Automation Detection(自动化检测)
8 @8 `1 Z1 ^: o) y4 F检测机器人，爬虫，扫描仪和其他表面恶意活动。

9 V# _* h% f& ^+ p. O, G
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)
8 J% [' o$ f. i* ]% o3 K5 f4 y" W信用卡通道的使用，并阻止泄漏。

4 ^  P# Q/ I, z. d- R) z9 H
Trojan Protection(木马防护)
2 W0 i4 \+ v& b6 Y: c: B检测访问木马。

5 [) i9 x5 N. E) @$ P) F" W: B
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)
检测伪装服务器发送错误消息。

' c  K5 |2 x) w8 N( }
! S/ l& M0 R* w' d# K安装ModSecurity
! @1 C( e6 ]  E6 ?9 o. d% @; e5 I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'
) T$ e) ?9 ]" [0 @, Q$ s2 J$ wget -O modsecurity-2.9.1.tar.gz https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity/releases/download/v2.9.1/modsecurity-2.9.1.tar.gz
4 O" O$ D  L; O4 j7 ^安装Nginx和ModSecurity依赖包
Centos/RHEL
6 R: I% j  a# Z# m

$ yum install httpd-devel apr apr-util-devel apr-devel  pcre pcre-devel  libxml2 libxml2-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel
Ubuntu/Debian
* l  X9 O! Z1 Z
. f6 A( c. P/ ~: c8 N. {
$ 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
, Z$ [+ o1 j  U, Z4 nNginx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。


* S. q- r/ [5 y  P+ i" ?  f方法一：编译为Nginx静态模块

! B0 r* [, v3 o# t! x3 w8 @' _0 P5 i
$ h* o$ K* m8 \! u编译为独立模块(modsecurity-2.9.1)
$ tar xzvf modsecurity-2.9.1.tar.gz
$ cd modsecurity-2.9.1/
$ ./autogen.sh
* a9 D" R2 a; X& ]/ ~4 S% c$ ./configure --enable-standalone-module --disable-mlogc
* n7 D; k. E4 F- Z& ^2 T% T$ make
编译安装Nginx并添加ModSecurity模块
! `* L4 L# E1 n$ K; @0 s4 h% A$ tar xzvf nginx-1.9.2.tar.gz
3 s3 w$ _  t& |" |" a+ |/ I$ cd nginx-1.9.2
, m  r/ x5 r: R$ ./configure --add-module=/root/modsecurity-2.9.1/nginx/modsecurity/
/ b8 P! H) `' u! O1 u$ make && make install
7 N, v; H9 E& r! q) f( h方法二：编译通过ModSecurity-Nginx Connector加载的动态模块
" L. V2 M$ A0 c# ?

编译LibModSecurity(modsecurity-3.0)
$ cd /root
" q. T. I% i% g$ git clone https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity
$ cd ModSecurity
$ _" l- E% Y, l+ s' s; U$ git checkout -b v3/master origin/v3/master
$ sh build.sh
$ git submodule init
$ git submodule update
$ ./configure
$ make
* S' i9 B+ n, I+ H: K, }/ {* _$ make install
& m6 e& E8 d9 G( U# i: R2 DLibModSecurity会安装在 /usr/local/modsecurity/lib 目录下。

  K* k0 e" @4 G
% h0 \' ^: C8 I% r: |$ ls /usr/local/modsecurity/lib
, v# n: h' X; rlibmodsecurity.a  libmodsecurity.la  libmodsecurity.so  libmodsecurity.so.3  libmodsecurity.so.3.0.0
' s# H' A2 H& W, G4 O0 }0 a3 U编译安装Nginx并添加ModSecurity-Nginx Connector模块
* u8 m* o3 ^* ?7 e9 {; L" M使用ModSecurity-Nginx模块来连接LibModSecurity

  [& N; A: B7 s. n9 U% O6 m3 {
$ cd /root
* M% v. l1 z  _( l4 j0 r& ~$ git clone https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity-nginx.git modsecurity-nginx
  z5 k/ Q% L! F; a0 V* v" Q5 j$ tar xzvf nginx-1.9.2.tar.gz
2 H% I' m; W) X7 I+ i1 y" N$ cd nginx-1.9.2
( [8 t# l$ U; P9 j! x, J) T$ ./configure --add-module=/root/modsecurity-nginx
$ make
: A9 G4 v, `$ r" Y; J8 T$ J$ make && make install
添加OWASP规则
. V1 o) Z8 w2 v7 x. AModSecurity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
& @$ D' Z5 E# f* t  Y) B$ cp -rf owasp-modsecurity-crs  /usr/local/nginx/conf/
$ cd /usr/local/nginx/conf/owasp-modsecurity-crs
0 s% b7 A  m3 ^: B/ U2 Q1 b$ cp crs-setup.conf.example  crs-setup.conf
( L  |% V$ b; _4 I配置OWASP规则
+ ~* B  Y" d/ f/ \& j; A编辑crs-setup.conf文件
) q1 |  X, _/ @5 O+ @8 Z4 q) b: W

% j! @" C8 S' S) T$ sed -ie 's/SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,pass"/#SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,pass"/g' crs-setup.conf
* i& [3 u, V$ j, u: A! @0 z$ sed -ie 's/SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,pass"/#SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,pass"/g' crs-setup.conf
$ sed -ie 's/#.*SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,deny,status:403"/SecDefaultAction "phase:1,log,auditlog,deny,status:403"/g' crs-setup.conf
* Y& `: U2 B* e: f: I$ sed -ie 's/# SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,deny,status:403"/SecDefaultAction "phase:2,log,auditlog,deny,status:403"/g' crs-setup.conf
' U! U8 U% s$ C6 O! Q- Y1 e0 H: C: H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。
# t8 f( L( B3 S( D5 J
% G9 F" f( h) |0 y! `
% d/ r5 o1 m) j6 T启用ModSecurity模块和CRS规则
8 L( z: s/ m3 ]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。
& u, f$ ]- R1 C0 J

+ f. Y' Y/ v$ B5 X* Z+ d9 F6 Zmodsecurity.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。
3 `1 \5 y3 T$ o) u! k  b/ X

; E8 l& c: M  g: F0 p$ cd /root/modsecurity-2.9.1/
7 g7 I" Q0 w' i4 y) H! D$ 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。

  z1 F0 B) \" U' B. {# c: C. W) Y
$ vim /usr/local/nginx/conf/modsecurity.conf
& w  d% C2 r9 ISecRuleEngine On
ModSecurity中几个常用配置说明：
; @+ W# C3 t, N* F0 I

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。


; m4 y7 S+ D1 ^$ }0 P2.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。


, f% h# |" R  f& o# G4 r3.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。

7 V1 ]: X; [+ u7 m3 h& 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。

8 H5 N; E) D! i
, k, Y4 a& W# {  h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。

1 p" S; K% a  E* W6 c- K7 p
3.x版本CRS
1 b: X0 Q! k. F! q5 t$ n$ cd /usr/local/nginx/conf/owasp-modsecurity-crs
4 Q3 o/ {3 H  F7 S7 Z& `+ P) M0 h# 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 Y& [7 @& \5 }- |5 h! I) L$ cp rules/RESPONSE-999-EXCLUSION-RULES-AFTER-CRS.conf.example rules/RESPONSE-999-EXCLUSION-RULES-AFTER-CRS.conf
, H1 c7 I( G) F5 J" I: _$ 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。
. d% G8 S# `: b; Y' @- ]% \
" `/ z0 d+ H8 B4 l- F. S
* a# T' a' l9 F) F3 Q; s7 w$ vim /usr/local/nginx/conf/modsec_includes.conf
% A1 K& a8 [8 R% L

[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

( V9 U% J2 p& s5 H
) o8 @6 {0 ^6 ~: q2 j& C+ j8 x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。
: b& V: o0 {+ k8 ]% g2 E

1 b0 k. M2 ^" X3 c9 n  E3 _. Q, ]配置Nginx支持Modsecurity
启用Modsecurity
使用静态模块加载的配置方法
" M0 B0 a) A0 E7 ^+ e在需要启用Modsecurity的主机的location下面加入下面两行即可：

3 {2 \: I" i3 Q. ?# Z+ M+ h
ModSecurityEnabled on;
8 p' z& H! s" |1 pModSecurityConfig modsec_includes.conf;
修改Nginx配置文件，在需要启用Modsecurity的location开启Modsecurity。


( l! s+ x9 h- }. `$ vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
, ]6 H, x  C' p2 V5 F7 q
5 ~4 B9 w* n9 R- |# D) V
server {
  listen       80;
3 v" F* B9 ?& L: _" q  server_name  example.com;
/ w3 `, e1 o6 Z+ [! Q8 z
+ m! z# F/ @: I& d  p
  location / {
    ModSecurityEnabled on;
    ModSecurityConfig modsec_includes.conf;
    root   html;
    index  index.html index.htm;
* x& ]6 d/ f! b* q7 T# O7 W  }
* L# C7 K9 y4 E& {3 B8 C# f5 _* \+ u$ }}
使用动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：

+ Z1 _- g, w) J! J0 \6 c2 ?3 g
5 p# T" A% H: p  Y  ^" P: ?modsecurity on;
5 W% z9 `+ C. S9 j" gmodsecurity_rules_file modsec_includes.conf;
3 |. E' \1 X3 |; J% W4 k: B修改Nginx配置文件，在需要启用Modsecurity的location开启Modsecurity。

* n% N/ F# J% Y
8 f8 K' Q# e: s8 z/ r$ vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
/ y" C; N$ Z2 s( n6 r  I

server {
  listen  80;
5 }( W; u9 A6 D/ q! l  server_name localhost mike.hi-linux.com;
6 x* s) F& b# }5 O" S9 X( y  access_log /var/log/nginx/yourdomain.log;

/ j' ?* t" ^5 Y: N' c) f
  location / {

0 n' w# U: g* R+ W
+ M7 X- J- j2 U% L+ Z. M  modsecurity on;
8 w/ L1 O# f: M0 A& x  T6 `  modsecurity_rules_file modsec_includes.conf;
  root   html;
  index  index.html index.htm;
% r9 C; }! J$ ]}
}
验证Nginx配置文件
# N$ n8 a, `: V4 Q1 ~$ /usr/local/nginx/sbin/nginx -t
$ `0 J6 @1 u# r  j0 [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
1 v. J8 U3 }) N/ T9 B6 s% C& Z! A2 q; s启动Nginx
$ /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
( m1 c9 [, l  w% ?4 z
& _0 D2 w, H! F9 ]

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。

3 O9 c) v; ]2 s9 `5 G- V; M0 [