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。
' _9 U- E* U6 |" {
8 s+ s7 D9 L- c, a
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
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。

) i; I7 V( d: X7 W5 t. J/ E7 d
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。
% @  H: d; h$ P4 ~' f6 l
2 f9 T! d7 m9 A5 o" y: ~
7 R  C% @) S/ a2 C$ P! RModSecurity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 N$ X, _9 v% L7 N官网： https://www.modsecurity.org/


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。

) r6 x6 ~5 V, S' P
ModSecurity核心规则集(CRS)提供以下类别的保护来防止攻击。

9 `- f! ]( m% f4 D6 Y& e7 Q. O/ h" G
" u: z# Q- K4 C8 I4 Q6 W1 gHTTP Protection(HTTP防御)
HTTP协议和本地定义使用的detectsviolations策略。

: k& d, X' q3 q. ]: O( v
$ X, U6 Q+ O8 L2 S6 Y2 wReal-time Blacklist Lookups(实时黑名单查询)
利用第三方IP名单。

) E' b" {. Z4 E, K" a
HTTP Denial of Service Protections(HTTP的拒绝服务保护)
1 h3 I" I! d1 ^2 d0 a防御HTTP的洪水攻击和HTTP Dos攻击。


6 h" L- x$ n$ j7 n3 c3 d- qCommon 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。
3 A4 u2 [. o9 D2 u& M, }

$ C9 l) E% u8 w  zAutomation 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。
9 S3 M+ v2 l3 W/ Q' ~% P
6 y" f# |. `$ ~  m0 c& U
5 ~. ]8 }8 n+ p1 {; @; ?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。


# L, }2 p! ?& Y: s5 H2 S. X! PTrojan Protection(木马防护)
9 ]/ X$ o+ H' _检测访问木马。
4 N  z% L( ~) }' S  J) Q. T

: K7 c2 Y/ d( d$ c1 O! K' VIdentification of Application Defects(应用程序缺陷的鉴定)
5 h/ p1 y- k' }$ t8 B5 E: u/ p检测应用程序的错误配置警报。
, w" Y& G5 P1 c

Error Detection and Hiding(错误检测和隐藏)
检测伪装服务器发送错误消息。
( S7 @( f* G: d- J

安装ModSecurity
' J& e9 z/ }7 W- m6 H5 C" ^软件基础环境准备
# r. P4 ^9 o3 \* [6 Q下载对应软件包
) J! Z0 O! l2 Q2 ~4 M0 h$ cd /root
& h& U! p! s1 D: {$ m: Y$ wget 'http://nginx.org/download/nginx-1.9.2.tar.gz'
7 w, i4 \/ j! f, g$ 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
Centos/RHEL

( Y1 p% L0 D5 _, M( V4 i6 Z
) }( v5 p. W  ~# y% s$ yum install httpd-devel apr apr-util-devel apr-devel  pcre pcre-devel  libxml2 libxml2-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel
Ubuntu/Debian
: d1 V% s; 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
) @( N. J" r* |. L- ^/ E5 v编译安装ModSecurity
# N: Y+ b$ p8 L) P$ RNginx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。

# A: n7 O+ q" \
1 s- [* ]5 ^# F0 d4 g1 S方法一：编译为Nginx静态模块


编译为独立模块(modsecurity-2.9.1)
$ tar xzvf modsecurity-2.9.1.tar.gz
$ cd modsecurity-2.9.1/
/ G( L! A& k1 `' r; b) v$ ./autogen.sh
$ ./configure --enable-standalone-module --disable-mlogc
$ make
9 _/ k7 R$ e& c$ B! w编译安装Nginx并添加ModSecurity模块
& F0 n, J$ a5 W6 P2 b  I$ tar xzvf nginx-1.9.2.tar.gz
$ cd nginx-1.9.2
2 n4 f6 t+ O# L; B$ ./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
! W  c$ Y5 B% ^4 {/ P4 s

1 I) Z! q# ~3 s8 I( j$ B6 ?1 I4 Q编译LibModSecurity(modsecurity-3.0)
$ cd /root
( K. |( y, D. T$ git clone https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity
$ cd ModSecurity
7 X+ l0 W2 V  _) y& r$ git checkout -b v3/master origin/v3/master
$ sh build.sh
) S- Q' [, I' \" t; w9 @9 K: A$ git submodule init
$ git submodule update
6 p' l- f( e- E1 F1 z/ E5 S$ Z$ ./configure
8 Z- U9 y7 c6 W7 D/ a7 J$ make
; f1 A" Z3 n4 R9 [3 y/ k4 B$ make install
LibModSecurity会安装在 /usr/local/modsecurity/lib 目录下。
7 r! h3 i8 I% Y0 v

$ ls /usr/local/modsecurity/lib
( m8 B) i0 _8 [( ]' \libmodsecurity.a  libmodsecurity.la  libmodsecurity.so  libmodsecurity.so.3  libmodsecurity.so.3.0.0
" a' u* ^0 }; P6 i编译安装Nginx并添加ModSecurity-Nginx Connector模块
使用ModSecurity-Nginx模块来连接LibModSecurity
7 l3 G/ l# F! |% y* L2 q- L7 d

2 p5 d: j! @( Q* L+ M$ cd /root
$ git clone https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity-nginx.git modsecurity-nginx
$ tar xzvf nginx-1.9.2.tar.gz
$ cd nginx-1.9.2
$ ./configure --add-module=/root/modsecurity-nginx
* x; i  I& I7 w) T' T- Q$ make
$ make && make install
3 Z! c/ t8 N5 a7 t添加OWASP规则
0 N" w, f8 P* P, m- e  s5 U* qModSecurity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。

; I% J* Y& C* D6 I/ K
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/
$ cd /usr/local/nginx/conf/owasp-modsecurity-crs
$ cp crs-setup.conf.example  crs-setup.conf
: E* p8 b7 x5 E. S6 X配置OWASP规则
6 e& C% a. g, a编辑crs-setup.conf文件

0 {# \) n' b4 n3 D1 @
: z0 g3 e% Z" E/ I$ 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
$ 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。
' q4 n; X+ O' @+ Y. p9 J& ~
) i2 u: n* B' f' Y5 @
6 s6 Q* N9 J5 k7 {1 m5 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。
# L2 T1 m9 {- s' H4 @
! d# S' w. w! |( u0 h9 F
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。
; j! [& }8 U* p
+ q" K. m1 X# c9 c2 q
8 X! ]. {: C! i/ V. w8 [" K1 w$ cd /root/modsecurity-2.9.1/
0 F' F7 B1 ~- p! J$ cp modsecurity.conf-recommended /usr/local/nginx/conf/modsecurity.conf  
4 O4 A0 D' y7 _+ a5 ?0 B$ 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。
0 m4 B" g% ~2 U- r- c
% A: g3 @' [' Z
$ vim /usr/local/nginx/conf/modsecurity.conf
  _  H: t, J1 f3 RSecRuleEngine On
ModSecurity中几个常用配置说明：


* X( x( E/ C' u) }# a8 w' O0 W% 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。
2 ]* F$ I. H( n' a6 x. {
) Z6 Q0 B# U+ h4 X$ x3 [- X" x
7 b) r, i& I6 F" R- n! O9 ~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。
6 h; u' C( m/ y! c

& R1 I- i' ~2 `& C% ]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。

# O" M# ?9 C7 S, L% C4 S* z2 k6 r
4.SecDataDir：定义ModSecurity的工作目录，该目录将作为ModSecurity的临时目录使用。

# ^3 N# Z8 a7 y/ G2 C$ V4 c
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( [1 V! a, U
3.x版本CRS
$ cd /usr/local/nginx/conf/owasp-modsecurity-crs
/ w$ ~  N2 b8 G/ 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
7 Y) s7 F/ R6 i& X: f$ cp rules/RESPONSE-999-EXCLUSION-RULES-AFTER-CRS.conf.example rules/RESPONSE-999-EXCLUSION-RULES-AFTER-CRS.conf
1 k" c( h: p# f1 J: Z$ 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。

0 Z% O& r7 G/ M
9 w9 B& r9 o0 T7 ?8 Q$ vim /usr/local/nginx/conf/modsec_includes.conf
! A  P$ B( Z% \' K  S* i
6 F3 c6 n+ V: V/ X; Q! o7 s7 F. P

[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

1 e0 R- G$ H7 x' @8 c2 T8 p  d& p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。
3 W6 r0 Y  n4 z8 \" ^
; ^$ f4 F0 l& D4 J
; C  V+ e/ D' \2 R1 b' ]配置Nginx支持Modsecurity
3 ~* y9 O; P- k, R- s启用Modsecurity
使用静态模块加载的配置方法
% a4 w5 |& C0 d3 c3 J+ U在需要启用Modsecurity的主机的location下面加入下面两行即可：


; D7 \/ _: z, hModSecurityEnabled on;
ModSecurityConfig modsec_includes.conf;
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
/ }7 M3 I% L' ]1 S4 Z- H+ y
7 D4 d9 J, @" F$ d# W
server {
  listen       80;
  server_name  example.com;
1 p  {# ^3 Z! \8 a% k  D2 Z

  location / {
    ModSecurityEnabled on;
5 ^# m& _! g# Z3 E9 _    ModSecurityConfig modsec_includes.conf;
    root   html;
, s4 a4 V0 K% a& `    index  index.html index.htm;
- B$ G, {  x7 z$ o' j  }
}
6 Q4 [% ?3 z8 x) }1 v6 @# j8 s6 T+ y& ?  T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：


* M, Z- U2 ^0 f% Lmodsecurity on;
modsecurity_rules_file modsec_includes.conf;
5 P' p2 i1 o' b! ^- p' r修改Nginx配置文件，在需要启用Modsecurity的location开启Modsecurity。

5 m: s+ F1 A3 y
0 `, A) g0 g# P) A% t! Y$ vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf


server {
  listen  80;
/ G, j1 }0 x- e7 @& W! l  server_name localhost mike.hi-linux.com;
. {; R; L. P: v, x  access_log /var/log/nginx/yourdomain.log;

3 k; s; e7 V) u# Y
  location / {
" J2 a# q( Z0 ?* B/ `6 M! u7 h) l
. y6 M& V6 p4 r7 v
  modsecurity on;
& f1 r6 \# E. j; ~" H2 ^  modsecurity_rules_file modsec_includes.conf;
  root   html;
9 G6 F) B1 I0 b! ]: T  index  index.html index.htm;
5 j* V: z! `& J4 I: h}
}
验证Nginx配置文件
$ /usr/local/nginx/sbin/nginx -t
2 }4 v4 O( a1 v3 @% [9 [* bnginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
8 _' U! H; h& ]! Qnginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
启动Nginx
$ /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

% L5 ?" @" T# S

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。