1 ModSecurity 簡介

ModSecurity是一個入侵偵測與防護(hù)引擎，它主要是用于Web 應(yīng)用程序，所以也被稱為Web應(yīng)用程序防火墻。 它可以作為Apache Web服務(wù)器的模塊或是單獨(dú)的應(yīng)用程序來運(yùn)作。ModSecurity的功能是增強(qiáng)Web application的安全性和保護(hù)Web application以避免遭受來自已知與未知的攻擊。

ModSecurity計劃是從2002年開始，后來由Breach Security Inc.收購，但Breach Security Inc.允諾ModSecurity仍舊為open source，并開放源代碼給大家使用。最新版的ModSecurity（一個開源的Web應(yīng)用防火墻，即WAF）開始支持核心規(guī)則集（Core Rule Set，即CRS，可用于定義旨在保護(hù)Web應(yīng)用免受零日及其他安全攻擊的規(guī)則）了。ModSecurity團(tuán)隊發(fā)布的2.5.10 版還包含了其他一些特性，如并行文本匹配、Geo IP解析和信用卡號檢測等，同時還支持內(nèi)容注入、自動化的規(guī)則更新和腳本等內(nèi)容?？梢酝ㄟ^ModSecurity手工創(chuàng)建安全過濾器、定義攻擊并實(shí)現(xiàn)主動的安全輸入驗(yàn)證。此外，它還提供了一個面向Lua語言的新的API，為開發(fā)者提供一個腳本平臺以實(shí)現(xiàn)用于保護(hù)Web應(yīng)用的復(fù)雜邏輯。

ModSecurity 開源WAF簡介

ModSecurity的運(yùn)作設(shè)計有以下的基礎(chǔ)概念：

l  讓使用者可以做任何想做的事情(Empower users to do what they want)

l  使用者設(shè)定的動作才會執(zhí)行(Don’t do anything implicitly)

l  預(yù)設(shè)是不做任何動作(Be passive)

ModSecurity的部署架構(gòu)

l  與Web Server結(jié)合 。

l  與Apache結(jié)合部署為網(wǎng)關(guān)，當(dāng)作一個反向代理。

總結(jié)：

ModSecurity是一個Web應(yīng)用防火墻（WAF）。當(dāng)前已經(jīng)有超過70％的攻擊發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層，各級組織急需要能夠保證他們的系統(tǒng)安全性的幫助。WAF系統(tǒng)的部署，可以為web應(yīng)用增加一個外部安全層來檢測或防止攻擊。針對一系列的攻擊,ModSecurity為web應(yīng)用提供了強(qiáng)大的保護(hù)，并對HTTP流量進(jìn)行監(jiān)測和實(shí)時分析，這些都只是很少或是根本沒有影響系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施。

HTTP流量記錄

web服務(wù)器已有的日志功能已經(jīng)足夠進(jìn)行訪問請求分析，但是就web的應(yīng)用分析還有些不足，特別是大多情況下沒辦法記錄下請求體。你的對手很清楚這一點(diǎn)，所以很多時候的攻擊是通過POST請求產(chǎn)生，并導(dǎo)致您的系統(tǒng)失明。ModSecurity充分的獲取HTTP交互中的所以內(nèi)容，并記錄完整的請求和響應(yīng)。其日志功能可以允許您更細(xì)致的做出判斷究竟什么是登錄的時候，并確保相關(guān)的數(shù)據(jù)都被記錄下來。一些請求和響應(yīng)中的某些關(guān)鍵字段可能包含敏感數(shù)據(jù)，ModSecurity可以被配置成在記錄這些審計日志前隱藏它。

實(shí)時監(jiān)控和攻擊檢測

除了提供記錄日志功能外，ModSecurity還能實(shí)時的監(jiān)控HTTP的流量以檢測攻擊。在某些時候，ModSecurity做為一個WEB入侵檢測工具，可以讓你對發(fā)生在WEB系統(tǒng)上的一些可疑事件做出響應(yīng)。

攻擊防御和及時修補(bǔ)

ModSecurity能夠立即針對你的WEB應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行攻擊防御，有三種通用的方法：

1、消極(negative)安全模型：消極安全模型監(jiān)控那些異常的、不常用的和通用的WEB攻擊類請求。它統(tǒng)計每個請求的有關(guān)IP地址、應(yīng)該連接、和用戶帳戶的異常分?jǐn)?shù)，當(dāng)出現(xiàn)較高的異常分?jǐn)?shù)時，會記錄日志并完全的阻止訪問。

2、積極安全模開型：部署積極安全模型后，只有那些明確的請求被允許通過，其它的一律禁止。這個模式要求你對需要保護(hù)的WEB應(yīng)用要非常的了解。因此積極安全模式最好是用于那種大量訪問卻很少更新的系統(tǒng)，這樣才能使這種模型的維護(hù)工作量降到最低。

3、已知漏洞攻擊：其規(guī)則語言使ModSecurity成為一個理想的外部修補(bǔ)工具，外部修補(bǔ)（有時是指虛擬修補(bǔ)）可以減少機(jī)會之窗。一些組織修補(bǔ)這些應(yīng)用的漏洞通常需要幾周的時間，使用ModSecurity，應(yīng)用系統(tǒng)可以從外部修補(bǔ)，根本不用改應(yīng)用的源碼（甚至?xí)r不用去管它），可以保證你的系統(tǒng)安全直到有一個合適的補(bǔ)丁來應(yīng)用到系統(tǒng)中。

靈活的規(guī)則引擎

靈活的規(guī)則引擎是ModSecurity的核心，其實(shí)現(xiàn)了ModSecurity的規(guī)則語言，這是一個專用的程序語言設(shè)計的用于處理HTTP的傳輸數(shù)據(jù)。ModSecurity規(guī)則語言被設(shè)計的簡單易用，非常的靈活：通用的操作是簡單的，而復(fù)雜的操作也是可以實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)過認(rèn)證的ModSecurity規(guī)則，放在ModSecurity中，包含了一整套規(guī)則，它實(shí)現(xiàn)了通用目的強(qiáng)化、協(xié)議正規(guī)化和對一些通用web應(yīng)用安全問題的檢測。大量評論認(rèn)為，這些規(guī)則可以用于學(xué)習(xí)研究使用。

嵌入式模式部署

ModSecurity是一個可嵌入式的WEB應(yīng)用防火墻，意思就是它可以做為以apache為基礎(chǔ)的已經(jīng)提供WEB服務(wù)的WEB服務(wù)器的一部分。這樣的部署譯意風(fēng)一些特殊的優(yōu)勢：

1、不改變已有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。只需要花幾分鐘就可以為你的WEB服務(wù)器添加ModSecurity，而且由于它默認(rèn)被設(shè)計為完全的被動方式，你可以自由的逐步部署并且只使用你需要的特性。同樣也可以根據(jù)你的需要輕松的刪除或停用它。

2、不存在單點(diǎn)故障。與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備部署方式不同，你不會給你的系統(tǒng)帶來新的故障點(diǎn)。

3、絕對支持負(fù)載均衡。因?yàn)樗郧度敕绞竭\(yùn)行在WEB服務(wù)器上，ModSecurity會自動的利用附加的負(fù)載均衡特性。你不需要考慮負(fù)載均衡，除非你的系統(tǒng)本來就需要它。

4、極少開銷。因?yàn)樗赪EB服務(wù)器進(jìn)程內(nèi)工作，不會帶來網(wǎng)絡(luò)間接通信的負(fù)載，而且只進(jìn)行最小的分析和數(shù)據(jù)交換開銷。

5、加密或壓縮內(nèi)容沒問題。許多IDS系統(tǒng)分析SSL流量的時候很困難，但對于ModSecurity沒有麻煩，因?yàn)樗ぷ饔谝呀饷芎徒鈮旱臄?shù)據(jù)環(huán)節(jié)。

基于網(wǎng)絡(luò)的部署

在基于apache的反向代理模式上ModSecurity同樣能工作的很好，我們很多客戶選擇這樣做。在這種情形下，裝了ModSecurity的可以保護(hù)任一一種WEB服務(wù)器（即使它不是apache的）。

可移植性

眾所周知，ModSecurity可以很好的工作在眾多操作系統(tǒng)上，已經(jīng)將它成功運(yùn)行在Linux, Windows, Solaris, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD, AIX, Mac OS X, 和HP-UX等系統(tǒng)上。

1.了解mod_security 配置文件

/etc/httpd/conf.d/mod_security.conf ：mod_security模塊主配置文件 /etc/httpd/modsecurity.d/ – 配置文件目錄。 /etc/httpd/modsecurity.d/modsecurity_crs_10_config.conf – 特別配置文件 /var/log/httpd/modsec_debug.log –調(diào)試文件日志。 /var/log/httpd/modsec_audit.log ModSecurity報警信息文件。 查看/etc/httpd/modsecurity.d/modsecurity_crs_10_config.conf 確保下面有一行：

SecRuleEngine On

2.設(shè)置mod_security

上述的步驟只是將Mod Security啟動而已，但實(shí)際上并不會為你的web服務(wù)器做任何的防護(hù)動作；因此需要額外設(shè)定才會讓Mod Security發(fā)揮功能，此部分將會對如何設(shè)定Mod Security做一個說明。

下面開始介紹Mod Securit的四種主要的設(shè)定指令。

（1）一般的設(shè)定，包括裝規(guī)則引擎(rule engineer)開啟等基本指令，常見的設(shè)定如下：

#Basic configuration options

# 打開過濾引擎開關(guān)。如果是Off，那么下面這些都不起作用了。

SecRuleEngine On

#配置是否讓ModSecurity默認(rèn)處理或緩沖請求體

SecRequestBodyAccess On

#配置ModSecurity允許的最大請求體的緩存區(qū)大小

SecResponseBodyAccess On

#配置攔截文件存儲的目錄

SecUploadDir /opt/apache-fronted/tmp/

#配置是否保存事務(wù)處理后的攔截文件

SecUploadKeepFiles Off

#配置ModSecurity允許的最大請求體的緩存區(qū)

SecRequestBodyLimit 131072

#配置ModSecurity使用內(nèi)存保存的最大請求體大小

SecRequestBodyInMemoryLimit 131072

#配置ModSecurity允許的最大請求體的緩存區(qū)大小，除了請求中正在傳送的文件大小。這項(xiàng)指令便于在受到某些使用大尺寸請求進(jìn)行DoS攻擊時減少影響。提供上傳文件服務(wù)的WEB應(yīng)用必須配置SecRequestBodyLimit為一個很大的值。由于大文件直接進(jìn)行磁盤文件存取，不會加大內(nèi)存的消耗。但是，仍然有可能有人利用超大請求體限制和發(fā)送大量大小的非上傳請求。該指令消除這一漏洞。

SecResponseBodyLimit 524288

（2）設(shè)定Mod Security如何執(zhí)行調(diào)試的日志部分，常見的設(shè)定如下：

#指定ModSecurity調(diào)試日志文件的路徑

SecDebugLog logs/modsec_debug.log

#配置冗長的調(diào)試日志數(shù)據(jù)

SecDebugLogLevel 0

（3） 設(shè)定Mod Security如何執(zhí)行審計的日志部分，常見的設(shè)定如下：

#定義主審計日志文件

SecAuditEngine RelevantOnly

SecAuditLogRelevantStatus ^5

SecAuditLogParts ABIFHZ

SecAuditLogType Serial

SecAuditLog logs/modsec_audit.log

(4) Rules

Mod Security最主要的設(shè)定部分，是一個以事件為基礎(chǔ)的語言。

語法：SecRule VARIABLES OPERATOR [ACTIONS]

VARIABLES：指定哪些變量要進(jìn)行處理

OPERATOR：要如何處理這些變量取得我們想要的

ACTIONS (optional)：當(dāng)達(dá)到上述的處理時，要做什么動作

（5）Rule處理的階段

ModSecurity 2.x允許把規(guī)則置于下述五個階段之一：

請求頭(REQUEST_HEADERS) 階段

這個階段的規(guī)則會在apache完成請求頭的讀取后立即被執(zhí)行（post-read-request階段），這時，還沒有讀取請求體，意味著不是所有的參數(shù)都可用。如果你必須讓規(guī)則盡早運(yùn)行，應(yīng)把規(guī)則放在這個階段（在apache使用這個請求做某些事前），在請求體被讀取前做些事情，從而決定是否緩存這個請求體，或者決定你將希望這個請求體如何被處理（如是否以XML格式解析或不解析）。

請求體(REQUEST_BODY) 階段

這是通用輸入分析階段，大部分傳統(tǒng)的應(yīng)用規(guī)則不在這兒，這個階段你肯定能收到參數(shù)（只有讀取過請求體后），在請求體階段，ModSecurity支持三種編碼類型。

l  application/x-www-form-urlencoded – used to transfer form data

l  multipart/form-data – used for file transfers

l  text/xml – used for passing XML data

大部分WEB應(yīng)用還沒有使用其它的編碼方法。

響應(yīng)頭(RESPONSE_HEADERS) 階段

發(fā)生在響應(yīng)頭被發(fā)送到客戶端之前，如果你想觀察響應(yīng)發(fā)生前就在這兒運(yùn)行，如果你想使用響應(yīng)頭來決定你是否想緩存響應(yīng)體也行。注意一些響應(yīng)狀態(tài)碼（如404）在請求環(huán)的早期就被apache管理著，我也無法觸發(fā)預(yù)期。加上apache在后面的勾子上雙增加了一些響應(yīng)頭（如日期、服務(wù)器和連接信息等），這些我們無法觸發(fā)和審查。在代理配置模式下或使用phase:5(logging)工作的較好。

響應(yīng)體(RESPONSE_BODY) 階段

這是通用輸出分析階段，這里你能運(yùn)行規(guī)則截斷響應(yīng)體（當(dāng)然提供緩存）。這個階段你想檢查輸出的HTML信息公布、錯誤消息和失敗的驗(yàn)證文字。

記錄(LOGGING) 階段

在日志發(fā)生前運(yùn)行的一個階段，放在這個階段的規(guī)則只能影響日志記錄器如何執(zhí)行，這個階段可以檢測apache記錄的錯誤消息，在這個階段你不能拒絕或阻斷連接，因?yàn)樘t了，這個階段也允許檢測其它的響應(yīng)頭，如那在phase:3或者phase:4階段中不可用的。注意在這個階段，你應(yīng)當(dāng)小心不要繼承破壞性的動作到規(guī)則中，這樣的情況在ModSecurity2.5.0及其以后的版本中被當(dāng)作配置錯誤。

（6）Rules 簡介

SecRule是ModSecurity主要的指令，用于分析數(shù)據(jù)并根據(jù)結(jié)果執(zhí)行動作。通常規(guī)則的格式如下：

SecRule VARIABLES OPERATOR [ACTIONS]

l  VARIABLES 規(guī)則中的變量

第一部分，VARIABLES描述哪個變量被檢查，舉個例子，下述規(guī)則會拒絕URI中含有單詞dirty的事務(wù)。

SecRule ARGS dirty

每條規(guī)則可以指定一個或多個變量

SecRule ARGS|REQUEST_HEADERS:User-Agent dirty

XPath格式是選擇操作的第三方支持格式。XPath格式僅能針對特殊變量XML使用，只有請求體使用XML格式時可用。

SecRule XML:/xPath/Expression dirty

注意：不是所有的集合支持選擇操作格式類型，你需要參考各個集合的文檔來決定是否支持。

一些常見的變量：

ARGS、ARGS_NAMES、ARGS_GET、ARGS_GET_NAMES、ARGS_POST、ARGS_POST_NAMES

AUTH_TYPE

REQBODY_PROCESSOR、REQBODY_PROCESSOR_ERROR

FILES、FILES_NAMES、FILE_SIZES

REMOTE_ADDR、REMOTE_HOST、REMOTE_PORT

REQUEST_BODY、REQUEST_COOKIES、REQUEST_COOKIES_NAMES、REQUEST_FILENAME

RESPONSE_BODY

Rule中的變量部分可以一個以上， 以”|”來區(qū)隔即可，如果設(shè)定的規(guī)則超過多行，則可用”\”來進(jìn)行分隔。

l  OPERATOR

第二部分，OPERATOR描述如何進(jìn)行檢查。OPERATOR是正則表達(dá)式(Regular Expression)，但其實(shí)ModSecurity提供不少可用的OPERATOR，利用”@”即可指定要用何種OPERATOR，例如SecRule REQUEST_URI “@rx iii”。

以下是一些范例：

SecRule REMOTE_ADDR “^192\.168\.1\.101$”

REMOTE_ADDR：指定變量對象為遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)的IP地址

“^192\.168\.1\.101$”：針對上述的變量進(jìn)行比對，如果非192.168.1.101，則符合，可指定要做何種動作

SecRule ARGS “@validateUtf8Encoding”

ARGS：指定變數(shù)為http傳遞的參數(shù)

“@validateUtf8Encoding”：指定OPERATOR為對這些參數(shù)進(jìn)行Utf8編碼進(jìn)行檢查

SecRule FILES_TMPNAMES “@inspectFile /path/to/inspect_script.pl”

FILES_TMPNAMES：指定變量為上傳檔案的暫存名稱

“@inspectFile /path/to/inspect_script.pl”：指定利用inspect_script.pl檔案的語法來檢查上傳檔案

l  ACTIONS

第三部分可選的，ACTIONS，描述當(dāng)操作進(jìn)行成功的匹配一個變量時具體怎么做。指定如果VARIABLE有符合OPERATOR的情況時，要執(zhí)行何種動作。ACTIONS主要區(qū)分為五種型態(tài)：

（1）Disruptive actions (中斷目前的處理)

deny、drop、redirect、proxy、pause…

（2）Non-disruptive actions (改變狀態(tài))

Append、auditlog、exec…

（3）Flow actions (改變規(guī)則流動)

allow、chain、pass、skip…

（4）Meta-data actions (包含規(guī)則的metadata)

id、rev、severity、msg、phase、log, nolog、…

（5）Data actions (可放置內(nèi)容給其它action用)

capture、status、t、xmlns…

5  使用例子

SecRule REQBODY_PROCESSOR_ERROR “!@eq 0“ “phase:2,log,deny,msg:’Failed to parse request body.’,severity:2“

說明：

REQBODY_PROCESSOR_ERROR：指定針對request body發(fā)生的進(jìn)程發(fā)生的錯誤的代碼

“!@eq 0“：當(dāng)不等于0時，即有錯誤發(fā)生時

處理動作 “phase:2,log,deny,msg:’Failed to parse request body.’,severity:2“

phase:2：由于對象為request body，因此指定在phase:2進(jìn)行

log：當(dāng)情況符合（發(fā)生錯誤），將錯誤記錄

deny：將這個處理拒絕

msg:’Failed to parse request body’：網(wǎng)頁上并顯示出這樣的錯誤訊息

severity:2：將此狀況列為嚴(yán)重程度為2

6 （ModSecurity Core Rules）  核心規(guī)則內(nèi)容

ModSecurity是一個WEB應(yīng)用防火墻引擎，自身所提供的保護(hù)非常少。為了變得更有用些，ModSecurity必須啟用規(guī)則配置。為了讓用戶能夠充分利用ModSecurity離開方塊，Breach Security, Inc.為ModSecurity 2.x提供了一套免費(fèi)的認(rèn)證規(guī)則集。和入侵檢測及防御系統(tǒng)不一樣，它們依賴于具體的簽名過的已知漏洞，而這一核心規(guī)則卻是為從網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的不知名的漏洞提供一般的保護(hù)，通常這些漏洞大多數(shù)情況下都是自定義編碼的。這一核心規(guī)則有了大量的評論，從而使得這些能夠被用來做ModSecurity的部署向?qū)?。最新的核心?guī)則可能通過ModeSecurity的站點(diǎn)找到-http://www.modsecurity.org/projects/rules。

核心規(guī)則內(nèi)容

為了提供一般WEB應(yīng)用保護(hù)，核心規(guī)則使用以下技術(shù)：

l  HTTP保護(hù) – HTTP協(xié)議正規(guī)劃檢測，并啟用本地有效策略

l  一般WEB攻擊保護(hù) – 檢測一般WEB應(yīng)用的安全攻擊

l  自動檢測 – 檢測機(jī)器人、爬蟲、掃描器和其它的表面惡意行動

l  木馬檢測 – 檢測木馬程序進(jìn)入

l  過失隱藏 – 偽裝服務(wù)器發(fā)出錯誤消息

8 開源的ModSecurity與那些商業(yè)產(chǎn)品相比的不同之處

硬件設(shè)備對比軟件方案：ModSecurity是一個軟件Web 應(yīng)用防火墻引擎，本質(zhì)上是個Apache模塊。這意味著它是嵌入在目標(biāo)Web服務(wù)器當(dāng)中的，而并非部署在單獨(dú)的設(shè)備中。然而，我們也可以將Apache配置成一個反向代理并達(dá)到類似的目的，但要知道ModSecurity本身并不會處理這個方面。軟件WAF方案的優(yōu)勢：有些情況需要進(jìn)行大規(guī)模的部署，在這種情況下，將 WAF分布在目標(biāo)Web服務(wù)器當(dāng)中要比從垂直方向上增加外部硬件設(shè)備實(shí)際的多。嵌入式部署的另一個好處是無需再去處理SSL解碼了，因?yàn)閃eb服務(wù)器會進(jìn)行預(yù)處理并將數(shù)據(jù)回傳給ModSecurity。軟件WAF方案也并非完美無缺，其缺點(diǎn)如下：

· 可能無法將新的軟件加到Web服務(wù)器當(dāng)中。

· 會使用到本地資源。

· 反應(yīng)時間的影響——很多商業(yè)WAF設(shè)備可以在Sniff模式下進(jìn)行非線性部署，這樣就無法評估在線性情況下對HTTP事務(wù)的訪問所需的反應(yīng)時間了。商業(yè)與開源產(chǎn)品高級功能對比：ModSecurity擁有一個高級的規(guī)則語言和Lua API以編寫復(fù)雜邏輯。我們既可以創(chuàng)建消極安全規(guī)則（尋找已知的壞輸入），也可以創(chuàng)建積極安全規(guī)則（只允許已知的好輸入）以規(guī)定輸入驗(yàn)證的防護(hù)類型。這種方式的主要限制在于ModSecurity無法自動化創(chuàng)建這些規(guī)則，所以必須手工創(chuàng)建。但只在以下兩種場合之一才行：

A.如果Web應(yīng)用不經(jīng)常變化

B.響應(yīng)攻擊掃描報告，在這種情況下可以使用目標(biāo)的積極安全規(guī)則

如果將ModSecurity作為一個對已知問題的虛擬修補(bǔ)方案，那么它就不太適合于B了。高端的商業(yè)WAF都具有自動化的學(xué)習(xí)和分析機(jī)制以創(chuàng)建這些積極安全規(guī)則，同時還能夠從客戶端與Web應(yīng)用之間的交互中進(jìn)行學(xué)習(xí)。