使用Openresty实现WAF防火墙功能

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使用Openresty实现WAF防火墙功能
Openresty简介

OpenResty® 是一个结合了 Nginx 与 Lua 的高性能 Web 平台，其内部集成了大量精良的 Lua 库、第三方模块以及大多数的依赖项。用于方便地搭建能够处理超高并发、扩展性极高的动态 Web 应用、Web 服务和动态网关。
OpenResty® 通过汇聚各种设计精良的 Nginx 模块（主要由 OpenResty 团队自主开发），从而将 Nginx 有效地变成一个强大的通用 Web 应用平台。这样，Web 开发人员和系统工程师可以使用 Lua 脚本语言调动 Nginx 支持的各种 C 以及 Lua 模块，快速构造出足以胜任 10K 乃至 1000K 以上单机并发连接的高性能 Web 应用系统。
OpenResty® 的目标是让你的Web服务直接跑在 Nginx 服务内部，充分利用 Nginx 的非阻塞 I/O 模型，不仅仅对 HTTP 客户端请求,甚至于对远程后端诸如 MySQL、PostgreSQL、Memcached 以及 Redis 等都进行一致的高性能响应。

Openresty安装

以下采用CentOS 7.6进行部署

1.安装依赖开发组件
- pcre-devel：扩展的正则表达式引擎，为了使Nginx处理更复杂的正则表达式机制
- openssl-devel：–with-http_ssl_module使用该模块必需装openssl库，来实现http支持https协议
- zlib-devel：zlib库是网络通信压缩库，ngx_http_gzip_module（gzip压缩模块）所必需的
- readline-devel：readline是安装Openresty所必须的依赖包
1. yum install gcc-c++ libtool gmake make -y
2. yum install pcre pcre-devel openssl openssl-devel zlib zlib-devel readline readline-devel-y
2.创建nginx用户组
Nginx的Master主进程以root用户身份运行，而worker子进程我们指定它为nginx用户运行
1. groupadd nginx
2. useradd -d /home/nginx -g nginx -s /sbin/nginx nginx
3.下载编译并安装Openresty
1. wget https://openresty.org/download/openresty-1.17.8.2.tar.gz
2. tar xf openresty-1.17.8.2.tar.gz
3. cd openresty-1.17.8.2
4. ./configure --prefix=/usr/local/openresty
5. --sbin-path=/usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx
6. --conf-path=/usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf
7. --pid-path=/usr/local/openresty/nginx/run/nginx.pid
8. --error-log-path=/usr/local/openresty/nginx/logs/error.log
9. --http-log-path=/usr/local/openresty/nginx/logs/access.log
10. --user=nginx
11. --group=nginx
12. --with-pcre
13. --with-stream
14. --with-threads
15. --with-file-aio
16. --with-http_v2_module
17. --with-http_ssl_module
18. --with-http_realip_module
19. --with-http_gzip_static_module
20. --with-http_stub_status_module
21. gamke && gmake install
4.为Openresty添加环境变量
1. vim /etc/profile.d/openresty.sh
2. export PATH=/usr/local/openresty/bin:$PATH
5.添加location配置确认结合了Nginx与Lua的Openresty部署成功
1. location /hello {
2. default_type text/html;
3. content_by_lua_block {
4. ngx.say("HelloWorld") #通过调用lua来打印HelloWorld
5. }
6. }
上面已经实现了Openresty的部署，下面将结合WAF实现防火墙

什么是WAF

Web应用防护系统（也称为：网站应用级入侵防御系统。英文：Web Application Firewall，简称： WAF）。利用国际上公认的一种说法：Web应用防火墙是通过执行一系列针对HTTP/HTTPS的安全策略来专门为Web应用提供保护的一款产品。

实现WAF

实现WAF的方式有两种：
1. 使用nginx+lua来实现WAF,须在编译nginx的时候配置上lua
2. 部署OpenResty,不需要在编译nginx的时候指定lua
这里我们采用的是第二种

WAF一句话描述，就是解析HTTP请求（协议解析模块），规则检测（规则模块），做不同的防御动作（动作模块），并将防御过程（日志模块）记录下来。所以本文中的WAF的实现由五个模块(配置模块、协议解析模块、规则模块、动作模块、错误处理模块）组成。

WAF的功能
1. 支持IP白名单和黑名单功能，直接将黑名单的IP访问拒绝。
2. 支持URL白名单，将不需要过滤的URL进行定义。
3. 支持User-Agent的过滤，匹配自定义规则中的条目，然后进行处理（返回403）。
4. 支持CC攻击防护，单个URL指定时间的访问次数，超过设定值，直接返回403。
5. 支持Cookie过滤，匹配自定义规则中的条目，然后进行处理（返回403）。
6. 支持URL过滤，匹配自定义规则中的条目，如果用户请求的URL包含这些，返回403。
7. 支持URL参数过滤，原理同上。
8. 支持日志记录，将所有拒绝的操作，记录到日志中去。
9. 日志记录为JSON格式，便于日志分析，例如使用ELKStack进行攻击日志收集、存储、搜索和展示。
部署WAF

WAF已经有人通过lua写出了这个开源的功能，在此直接拿来用即可。
GitHub地址：https://github.com/unixhot/waf

1.下载waf模块
1. git clone https://github.com/unixhot/waf.git
2. cp -a ./waf/waf /usr/local/openresty/nginx/conf/
2.waf文件介绍
1. ls -lrth /usr/local/openresty/nginx/conf/waf/
2. 总用量 20K
3. -rw-r--r-- 1 root root 408 7月 27 09:30 access.lua
4. -rw-r--r-- 1 root root 2.3K 7月 27 09:30 lib.lua
5. -rw-r--r-- 1 root root 5.4K 7月 27 09:30 init.lua
6. -rw-r--r-- 1 root root 1.3K 7月 27 09:30 config.lua
7. drwxr-xr-x 2 root root 158 7月 27 09:57 rule-config
以上access.lua、lib.lua、init.lua都是功能实现的lua代码，如果不具备lua的开发能力，我们一般不会去进行改动
config.lua为各个功能的配置文件
rule-config目录存放了各种防御策略规则
我们需要经常改动config.lua和存储策略的文件
1. ls /usr/local/openresty/nginx/conf/waf/rule-config/ -rlth
2. 总用量 24K
3. -rw-r--r-- 1 root root 652 7月 27 09:30 cookie.rule #Cookie策略文件
4. -rw-r--r-- 1 root root 749 7月 27 09:30 args.rule #异常Get参数策略文件
5. -rw-r--r-- 1 root root 6 7月 27 09:30 whiteurl.rule #白名单URL策略文件
6. -rw-r--r-- 1 root root 0 7月 27 09:30 whiteip.rule #IP白名单策略文件
7. -rw-r--r-- 1 root root 173 7月 27 09:30 useragent.rule #异常UserAgent策略文件
8. -rw-r--r-- 1 root root 307 7月 27 09:30 url.rule #异常URL策略文件
9. -rw-r--r-- 1 root root 739 7月 27 09:30 post.rule #异常POST参数策略文件
10. -rw-r--r-- 1 root root 0 7月 27 09:57 blackip.rule #IP黑名单策略文件
Openresty引入WAF模块

1.修改nginx配置来引入WAF模块

如下在Nginx中加入以下配置来引入WAF模块
1. vim /usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf
2. ...
3. http {
4. lua_shared_dict limit 10m;
5. lua_package_path "/usr/local/openresty/nginx/conf/waf/?.lua";
6. init_by_lua_file "/usr/local/openresty/nginx/conf/waf/init.lua";
7. access_by_lua_file "/usr/local/openresty/nginx/conf/waf/access.lua";
8. ...
9. }
2.重启Openrestyd
1. openresty -t
2. nginx: the configuration file /usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
3. nginx: configuration file /usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf test is successful
5. openresty -s reload
3.查看nginx error.log
警告如下：failed to load the 'resty.core' module 加载 resty.core 核心模块失败，然后下面还有十几行找不到文件的日志
1. cat /usr/local/openresty/nginx/logs/error.log
2. 2020/07/27 15:39:38 [notice] 12728#12728: signal process started
3. 2020/07/27 15:39:38 [alert] 27311#27311: failed to load the 'resty.core' module (https://github.com/openresty/lua-resty-core); ensure you are using an OpenResty release from https://openresty.org/en/download.html (reason: module 'resty.core' not found:
4. no field package.preload['resty.core']
5. no file '/usr/local/openresty/nginx/conf/waf/resty/core.lua'
6. no file '/usr/local/openresty/site/lualib/resty/core.so'
7. no file '/usr/local/openresty/lualib/resty/core.so'
8. no file './resty/core.so'
9. no file '/usr/local/lib/lua/5.1/resty/core.so'
10. no file '/usr/local/openresty/luajit/lib/lua/5.1/resty/core.so'
11. no file '/usr/local/lib/lua/5.1/loadall.so'
12. no file '/usr/local/openresty/site/lualib/resty.so'
13. no file '/usr/local/openresty/lualib/resty.so'
14. no file './resty.so'
15. no file '/usr/local/lib/lua/5.1/resty.so'
16. no file '/usr/local/openresty/luajit/lib/lua/5.1/resty.so'
17. no file '/usr/local/lib/lua/5.1/loadall.so') in /usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf:130
4.解决办法如下
上面告警是缺少 lua-resty-core 模块，从而找不到这些信息，所以我们要下载lua-resty-core模块然后引入到Openresty
1. git clone https://github.com/openresty/lua-resty-core.git
然后修改nginx配置文件来引入此模块,如下格式添加到第二行的后面
1. lua_shared_dict limit 10m;
2. lua_package_path "/usr/local/openresty/nginx/conf/waf/?.lua;/usr/local/openresty/lua-resty-core/lib/?.lua;;";
3. init_by_lua_file "/usr/local/openresty/nginx/conf/waf/init.lua";
4. access_by_lua_file "/usr/local/openresty/nginx/conf/waf/access.lua";
5.然后保存退出重启看日志
1. openresty -t && openresty -s reload
确保日志无异常后则成功引入WAF模块

WAF模块配置文件详解

来学习一下waf/config.lua配置文件中的内容
1. cat /usr/local/openresty/nginx/conf/waf/config.lua
2. --lua文件中，--为行注释，
3. --[[
4. 这是块注释
5. --]]
7. config_waf_enable = "on" --是否启用waf模块，值为 on 或 off
8. config_log_dir = "/tmp" --waf的日志位置，日志格式默认为json
9. config_rule_dir = "/usr/local/openresty/nginx/conf/waf/rule-config" --策略规则目录位置，可根据情况变动
10. config_white_url_check = "on" --是否开启URL检测
11. config_white_ip_check = "on" --是否开启IP白名单检测
12. config_black_ip_check = "on" --是否开启IP黑名单检测
13. config_url_check = "on" --是否开启URL过滤
14. config_url_args_check = "on" --是否开启Get参数过滤
15. config_user_agent_check = "on" --是否开启UserAgent客户端过滤
16. config_cookie_check = "on" --是否开启cookie过滤
17. config_cc_check = "on" --是否开启cc攻击过滤
18. config_cc_rate = "10/60" --cc攻击的速率/时间，单位为秒；默认示例中为单个IP地址在60秒内访问同一个页面次数超过10次则认为是cc攻击，则自动禁止此IP地址访问此页面60秒，60秒后解封(封禁过程中此IP地址依然可以访问其它页面，如果同一个页面访问次数超过10次依然会被禁止)
19. config_post_check = "on" --是否开启POST检测
20. config_waf_output = "html" --对于违反规则的请求则跳转到一个自定义html页面还是指定页面，值为 html 和 redirect
21. config_waf_redirect_url = "https://www.unixhot.com" --指定违反请求后跳转的指定html页面
23. --指定违反规则后跳转的自定义html页面
24. config_output_html=[[
25. <html>
26. <head>
27. <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />
28. <meta http-equiv="Content-Language" content="zh-cn" />
29. <title>网站防火墙</title>
30. </head>
31. <body>
32. <h1 align="center"> 欢迎白帽子进行授权安全测试，安全漏洞请联系QQ：1111111。
33. </body>
34. </html>
35. ]]
IP黑名单配置

需要在config.lua中开启config_black_ip_check = "on"参数
IP黑名单配置非常简单，这个与Nginx的ngx_http_access_module模块原理是一致的，只需要把拒绝的地址加入到 waf/rule-config/blackip.rule文件中即可
1. cat /usr/local/openresty/nginx/conf/waf/rule-config/blackip.rule
2. 192.168.31.14
然后访问Openresty地址，如下已返回403被禁止

IP白名单配置

需要在config.lua中开启config_white_ip_check = "on"参数
IP白名单与黑名单相反，添加到IP白名单中的IP不受WAF限制,具体请自行测试
1. cat /usr/local/openresty/nginx/conf/waf/rule-config/whiteip.rule
2. 192.168.31.14
CC攻击过滤

需要在config.lua中开启config_cc_check = "on"参数，然后指定config_cc_rate = "10/60"速率和时间
CC攻击只需要在config.lua配置文件中指定上面的两个参数即可

如下指定在60秒内对于单个IP地址访问单个页面的次数最大10次，超过10次则自动拉入黑名单，60秒后自动解除
1. vim /usr/local/openresty/nginx/conf/waf/config.lua
2. config_cc_check = "on"
3. config_cc_rate = "10/60"
然后进行测试,如下刷新10次以后就变为来403

我们换个页面再次刷新，如下换个页面可以正常访问，不过连续对一个页面60秒内刷新10次以后将也被拉入黑名单

注：以上的请求速率和时间只能作为参考，大家线上使用具体还要根据相应环境进行调整

异常URL策略配置

需要在config.lua中开启config_url_check = "on"参数
然后定义rule-config/url.rule文件，url.rule文件默认为如下，如果匹配到规则的将跳转到由config.lua中config_waf_output = "html"参数指定的页面
1. 禁止URL访问 .htaccess|.bash_history 的文件
2. 禁止URL访问包含带有phpmyadmin|jmx-console|admin-console|jmxinvokerservlet地址
3. 禁止URL访问包含 java.lang 的地址
4. 禁止URL访问包含 .svn/ 的地址
1. cat url.rule
2. .(htaccess|bash_history)
3. .(bak|inc|old|mdb|sql|backup|java|class|tgz|gz|tar|zip)$
4. (phpmyadmin|jmx-console|admin-console|jmxinvokerservlet)
5. java.lang
6. .svn/
7. /(attachments|upimg|images|css|uploadfiles|html|uploads|templets|static|template|data|inc|forumdata|upload|includes|cache|avatar)/(\w+).(php|jsp)
假如你不想让别人访问根下的/login，那么就可以写入到配置中
1. cat url.rule
2. .(htaccess|bash_history)
3. .(bak|inc|old|mdb|sql|backup|java|class|tgz|gz|tar|zip)$
4. (phpmyadmin|jmx-console|admin-console|jmxinvokerservlet)
5. java.lang
6. .svn/
7. /(attachments|upimg|images|css|uploadfiles|html|uploads|templets|static|template|data|inc|forumdata|upload|includes|cache|avatar)/(\w+).(php|jsp)
8. /login
然后进行重启后访问,如下就跳转到了我们在config.lua中指定的页面，此页面可根据需求进行修改。如果上面默认的url规则匹配到了你的地址，那么你就可以把相应配置去掉

异常UserAgent策略配置

需要在config.lua中开启config_user_agent_check = "on"参数

WAF模块中默认封锁了以下UserAgent，如
HTTrack网站下载
namp网络扫描
audit网络审计
dirbuster网站目录扫描
pangolin SQL注入工具
scan网络扫描
hydra密码暴力破解
libwww漏洞工具
sqlmap自动SQL注入工具
w3af网络扫描
Nikto Web漏洞扫描
…
等等
1. cat useragent.rule
2. (HTTrack|harvest|audit|dirbuster|pangolin|nmap|sqln|-scan|hydra|Parser|libwww|BBBike|sqlmap|w3af|owasp|Nikto|fimap|havij|PycURL|zmeu|BabyKrokodil|netsparker|httperf|bench)
我们正常访问URL是没问题的，下面来模拟一个非法的UserAgent进行访问
1. #模拟网站下载
2. curl http://192.168.31.219/ --user-agent 'HTTrack'
3. <html>
4. <head>
5. <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />
6. <meta http-equiv="Content-Language" content="zh-cn" />
7. <title>网站防火墙</title>
8. </head>
9. <body>
10. <h1 align="center"> 欢迎白帽子进行授权安全测试，安全漏洞请联系QQ：1111111。
11. </body>
12. </html>
14. #模拟nmap网络扫描
15. curl http://192.168.31.219/ --user-agent 'nmap'
16. <html>
17. <head>
18. <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />
19. <meta http-equiv="Content-Language" content="zh-cn" />
20. <title>网站防火墙</title>
21. </head>
22. <body>
23. <h1 align="center"> 欢迎白帽子进行授权安全测试，安全漏洞请联系QQ：1111111。
24. </body>
25. </html>
添加禁止Chrome浏览器访问的UserAgent
1. #跟随配置添加到最后
2. cat useragent.rule
3. (HTTrack|harvest|audit|dirbuster|pangolin|nmap|sqln|-scan|hydra|Parser|libwww|BBBike|sqlmap|w3af|owasp|Nikto|fimap|havij|PycURL|zmeu|BabyKrokodil|netsparker|httperf|bench|Chrome)
然后重启Openrestry，通过Chrome浏览器进行访问

如上所示全部命中了WAF的规则

异常Get参数策略配置

需要在config.lua配置中开启config_url_args_check = "on"参数

默认封锁了如下：
1. cat args.rule
2. ../
3. :$
4. ${
5. select.+(from|limit)
6. (?:(union(.*?)select))
7. having|rongjitest
8. sleep((s*)(d*)(s*))
9. benchmark((.*)\,(.*))
10. base64_decode(
11. (?:fromW+information_schemaW)
12. (?:(?:current_)user|database|schema|connection_id)s*(
13. (?:etc/W*passwd)
14. into(s+)+(?:dump|out)files*
15. groups+by.+(
16. xwork.MethodAccessor
17. (?:define|eval|file_get_contents|include|require|require_once|shell_exec|phpinfo|system|passthru|preg_w+|execute|echo|print|print_r|var_dump|(fp)open|alert|showmodaldialog)(
18. xwork.MethodAccessor
19. (gopher|doc|php|glob|file|phar|zlib|ftp|ldap|dict|ogg|data):/
20. java.lang
21. $_(GET|post|cookie|files|session|env|phplib|GLOBALS|SERVER)[
22. <(iframe|script|body|img|layer|div|meta|style|base|object|input)
23. (onmouseover|onerror|onload)=
我们进行访问 http://192.168.31.219/hello?aa=select id from mysql,得到如下，进行匹配
1. curl 'http://192.168.31.219/hello?aa=select id from mysql'
2. <html>
3. <head>
4. <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />
5. <meta http-equiv="Content-Language" content="zh-cn" />
6. <title>网站防火墙</title>
7. </head>
8. <body>
9. <h1 align="center"> 欢迎白帽子进行授权安全测试，安全漏洞请联系QQ：1111111。
10. </body>
11. </html>
我们也可以根据自己需求去配置，如下最后添加abcops
1. cat args.rule
2. ../
3. :$
4. ${
5. select.+(from|limit)
6. (?:(union(.*?)select))
7. having|rongjitest
8. sleep((s*)(d*)(s*))
9. benchmark((.*)\,(.*))
10. base64_decode(
11. (?:fromW+information_schemaW)
12. (?:(?:current_)user|database|schema|connection_id)s*(
13. (?:etc/W*passwd)
14. into(s+)+(?:dump|out)files*
15. groups+by.+(
16. xwork.MethodAccessor
17. (?:define|eval|file_get_contents|include|require|require_once|shell_exec|phpinfo|system|passthru|preg_w+|execute|echo|print|print_r|var_dump|(fp)open|alert|showmodaldialog)(
18. xwork.MethodAccessor
19. (gopher|doc|php|glob|file|phar|zlib|ftp|ldap|dict|ogg|data):/
20. java.lang
21. $_(GET|post|cookie|files|session|env|phplib|GLOBALS|SERVER)[
22. <(iframe|script|body|img|layer|div|meta|style|base|object|input)
23. (onmouseover|onerror|onload)=
24. abcops
然后我们进行访问http://192.168.31.219/hello?aa=abcops也会匹配到规则

异常POST参数策略配置

需要在config.lua中开启config_post_check = "on"选项

默认POST请求封禁如下，POST封禁内容与GET相似
1. cat post.rule
2. ../
3. select.+(from|limit)
4. (?:(union(.*?)select))
5. having|rongjitest
6. sleep((s*)(d*)(s*))
7. benchmark((.*)\,(.*))
8. base64_decode(
9. (?:fromW+information_schemaW)
10. (?:(?:current_)user|database|schema|connection_id)s*(
11. (?:etc/W*passwd)
12. into(s+)+(?:dump|out)files*
13. groups+by.+(
14. xwork.MethodAccessor
15. (?:define|eval|file_get_contents|include|require|require_once|shell_exec|phpinfo|system|passthru|preg_w+|execute|echo|print|print_r|var_dump|(fp)open|alert|showmodaldialog)(
16. xwork.MethodAccessor
17. (gopher|doc|php|glob|file|phar|zlib|ftp|ldap|dict|ogg|data):/
18. java.lang
19. $_(GET|post|cookie|files|session|env|phplib|GLOBALS|SERVER)[
20. <(iframe|script|body|img|layer|div|meta|style|base|object|input)
21. (onmouseover|onerror|onload)=
直接对POST策略进行提交请求，通过curl -XPOST来进行提交POST请求
1. curl -XPOST 'http://192.168.31.219/hello?aa=select id from mysql'
2. <html>
3. <head>
4. <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />
5. <meta http-equiv="Content-Language" content="zh-cn" />
6. <title>网站防火墙</title>
7. </head>
8. <body>
9. <h1 align="center"> 欢迎白帽子进行授权安全测试，安全漏洞请联系QQ：1111111。
10. </body>
11. </html>
如上命中规则，我们查看Openrestry日志，查看是否为POST请求
1. tail -1 /usr/local/openresty/nginx/logs/access.log
2. 192.168.31.217 - - [27/Jul/2020:18:21:32 +0800] "POST /hello?aa=select id from mysql HTTP/1.1" 403 313 "-" "curl/7.29.0"
原文地址：https://abcops.cn/1732.html
原文作者：好好青年
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原文地址：https://www.cnblogs.com/cheyunhua/p/13395745.html

使用Openresty实现WAF防火墙功能

Openresty简介

Openresty安装

什么是WAF

实现WAF

WAF的功能

部署WAF

Openresty引入WAF模块

WAF模块配置文件详解

IP黑名单配置

IP白名单配置

CC攻击过滤

异常URL策略配置

异常UserAgent策略配置

异常Get参数策略配置

异常POST参数策略配置