如何更有效使用 Rational AppScan 扫描大型网站，第 1 部分: 工作原理及技术分析

近来看到AppScan的技术介绍，感觉不错，与同行分享。

Rational AppScan（简称 AppScan）其实是一个产品家族，包括众多的应用安全扫描产品，从开发阶段的源代码扫描的 AppScan source edition，到针对 Web 应用进行快速扫描的 AppScan standard edition，以及进行安全管理和汇总整合的 AppScan enterprise Edition 等。我们经常说的 AppScan 就是指的桌面版本的 AppScan，即 AppScan standard edition。其安装在 Windows 操作系统上，可以对网站等 Web 应用进行自动化的应用安全扫描和测试。

来张 AppScan 的截图，用图表说话，更明确。

图 1. AppScan 标准版界面

请注意右上角，单击“扫描”下面的小三角，可以出现如下的三个选型“继续完全扫描”、“继续仅探索”、“继续仅测试”，有木有？什么意思？理解了这个地方，就理解了 AppScan 的工作原理，我们慢慢展开：

还没有正式开始安全测试之前，所以先不管“继续”，直接来讨论“完全扫描”，“仅探索”，“仅测试”三个名词：

AppScan 三个核心要素

AppScan 是对网站等 Web 应用进行安全***来检查网站是否存在安全漏洞；既然是***，需要有明确的***对象吧，比如北约现在的对象就是卡扎菲上校还有他的军队。对网站来说，一个网站存在的页面，可能成千上万。每个页面也都可能存在多个字段（参数），比如一个登陆界面，至少要输入用户名和密码吧，这就是一个页面存在两个字段，你提交了用户名密码等登陆信息，网站总要有地方接受并且检查是否正确吧，这就可能存在一个新的检查页面。这里的每个页面的每个参数都可能存在安全漏洞，所有都是被***对象，都需要来检查。

这就存在一个问题，我们来负责来检查一个网站的安全性，这个网站有多少个页面，有多少个参数，页面之间如何跳转，我们可能并不明确，如何知道这些信息？看起来很复杂，盘根错节；那就更需要找到那个线索，提纲挈领；想一想，访问一个网站的时候，我们需要知道的最重要的信息是哪个？网站主页地址吧？从网站地址开始，很多其他频道，其他页面都可以链接过去，对不对，那么可不可以有种技术，告诉了它网站的入口地址，然后它“顺藤摸瓜”，找出其他的网页和页面参数？OK，这就是“爬虫”技术，具体说，是“网站爬虫”，其利用了网页的请求都是用 http 协议发送的，发送和返回的内容都是统一的语言 HTML，那么对 HTML 语言进行分析，找到里面的参数和链接，纪录并继续发送之，最终，找到了这个网站的众多的页面和目录。这个能力 AppScan 就提供了，这里的术语叫“探索”，explorer，就是去发现，去分析，了解未知的，并记录之。

在使用 AppScan 的时候，要配置的第一个就是要检查的网站的地址，配置了以后，AppScan 就会利用“探索”技术去发现这个网站存在多少个目录，多少个页面，页面中有哪些参数等，简单说，了解了你的网站的结构。

“探索”了解了，测试的目标和范围就大致确定了，然后呢，利用“军火库”，发送×××，进行安全***，这个过程就是“测试”；针对发现的每个页面的每个参数，进行安全检查，检查的弹药就来自 AppScan 的扫描规则库，其类似杀毒软件的病毒库，具体可以检查的安全***类型都在里面做好了，我们去使用即可。

那么什么是“完全测试呢”，完全测试就是把上面的两个步骤整合起来，“探索”+“测试”；在安全测试过程中，可以先只进行探索，不进行测试，目的是了解被测的网站结构，评估范围；然后选择“继续仅测试”，只对前面探索过的页面进行测试，不对新发现的页面进行测试。“完全测试”就是把两个步骤结合在一起，一边探索，一边测试。

AppScan 工作原理小结如下：

• 通过搜索（爬行）发现整个 Web 应用结构
• 根据分析，发送修改的 HTTP Request 进行***尝试（扫描规则库）
• 通过对于 Respone 的分析验证是否存在安全漏洞

图 2. AppScan 扫描原理：扫描规则库 + 爬行 + 测试
 

 

 

步骤 1：探索（又叫爬行，爬网）

图 3. 探索（爬网，爬行）
 

 

步骤 2：测试（针对找到的页面，生成测试，进行安全***）

图 4. 针对探索发现的页面和参数，进行安全测试

 

 

所以，简言之，AppScan 的核心是提供一个扫描规则库，然后利用自动化的“探索”技术得到众多的页面和页面参数，进而对这些页面和页面参数进行安全性测试。“扫描规则库”，“探索”，“测试”就构成了 AppScan 的核心三要素。而在安全扫描过程中，如何进行优化，就要结合这三个要素，看哪些部分需要优化，应该如何优化。

AppScan 结果文件

同时，对于 AppScan 标准版来说，扫描的配置和结果信息都保存为后缀名为 Scan 文件，Scan 文件里面主要包括的内容如下：

1. 扫描配置信息：扫描配置信息，如扫描的目标网站地址，录制的登陆过程脚本等，选择的扫描设置等都保存在 Scan 文件中。
2. 所有访问到页面信息：针对每个发现的页面，即使没有进行测试，在探索过程也会访问该页面并纪录 http request/response 信息；所以如果探索的页面访问的时候返回的页面内容比较多，页面比较大，那么即使只做了探索根本没有扫描，整个 Scan 文件也会很大。
3. 测试阶段，记录测试成功的测试变体和页面访问信息：针对每个页面都会发送多次测试（测试变体），每次测试都会有 Request/response 信息，这些信息如果测试通过，即发现了一个安全问题，则会把该测试变体对应得 request/response 都会纪录下来，保存在 .scan 文件中；由于 AppScan 的扫描测试用例库全面，对于每种安全威胁漏洞，都会发送多个安全测试变体（Variant）进行测试，比如对于 XSS 问题，AppScan 发送了 100 个变体，其中 30 个执行失败，70 个变体执行成功，则会纪录 70 次执行成功的具体变体信息，以及每个变体对应的 Request/Response 信息。这就是一个很大的数据量。这些信息保存以后，就可以在不连接在网站的情况下进行结果分析，快速显示当时测试的页面快照等。

我们以http://demo.testfire.net/bank/customize.aspx 为例，如下就有 74 个变体都发现了 Customize 页面的 Lang 参数存在跨站点脚本执行（XSS）类型的安全漏洞：

图 5. 测试变体显示
 

 

 

所以针对 AppScan 标准版来说，由于需要保存的信息比较多，结果文件是会比较大的，最根本的方法还是有针对性地进行扫描和测试，使用排除页面等排除冗余页面，把一个大的系统分解为多个小的扫描任务等。

好的，了解了 AppScan 的原理，我们就结合原来讨论下为什么扫描大型网站时候可能遇到问题了。

 

 

在实际工作中，我们也很难在最开始的阶段，就把扫描规范制定下来，按照项目经理们的口头禅“渐进明细”，“滚动式规划”，在实践中，更多时候也是摸着石头过河，选择了一个扫描策略，然后根据结果分析，看是否需要调整，不断优化。比如选择默认的“缺省值”扫描策略，对网站进行扫描，发现其“敏感信息”里面会去检查页面上是否含有 Email 地址，是否含有信用卡号码等，如果我们觉得这些信息，显示在页面上是正常的业务需要（比如这样的链接：有问题请联系 [email protected]），我们就可以取消掉这些规则，所以扫描规则也很大程度上影响着我们的扫描效率。

网站采用多种混合的技术，需要不同的扫描设置

一些大型网站，往往是一个统一的入口，在里面提供不同的内容，而这些内容可能来源于不同的技术。如我们熟悉的门户网站，里面就有“财经”、“体育”、“娱乐”等多个频道；每个频道的内容，可能是采用不同的技术，对应不同的服务器。如一个网站的“论坛”频道，就有很多类似的页面：

 

http://www.Test.com/bbs/showthread.php?id=1 Http://www.Test.com/bbs/showthread.php?id=2 Http://www.Test.com/bbs/showthread.php?id=3

 

这里的 showthread.php 页面存在多次，每次都是参数值不同，访问后发现这些页面除了文本内容外，其他的页面结构等都相同，则这些页面只需要选择几个典型的扫描即可，没有必要全部扫描。

而同时，在另外的一些频道，存在另外类型的页面： 

http://www.Test.com/default.aspx?content=inside_community.htm http://www.Test.com/default.aspx?content=inside_press.htm http://www.Test.com/default.aspx?content=inside_executives.htm

 

这些动态页面，也是网址相同，参数相同，但是具有不同的参数值，访问时候发现每种类型的参数值都指向了完全不同的页面，则需要每种参数值都要测试到。这种情况经常存在跳转页面中。

而这两个频道中，第一种情况，可以选择典型的页面扫描之，而第二种情况则需要进行完全的扫描，每种参数值都需要考虑到。这就需要不同的扫描设置。

同时，可能大家也注意到了，第一种情况下的是 php 页面，而第二种情况下的则是 aspx 页面，对应不同的开发技术，这也可能需要不同的扫描设置。

所以，总结下，AppScan 的扫描受到如下因素的影响：

• 网站规模（页面个数，页面参数）
• 扫描策略的选择
• 扫描设置

而对于大型的网站，我们经常需要从几个方面来优化配置

• 选择合适的，最小化的扫描规则
• 分解扫描任务，把一个大的扫描任务分解为多个小的扫描任务
• 根据页面特点，设置可以过滤的类似页面（冗余页面）