【WAF技巧拓展】————1、浅谈WAF

什么是waf

waf是web应用防火墙（Web Application Firewall）的简称，对来自Web应用程序客户端的各类请求进行内容检测和验证，确保其安全性与合法性，对非法的请求予以实时阻断，为web应用提供防护，也称作应用防火墙，是网络安全纵深防御体系里重要的一环。waf属于检测型及纠正型防御控制措施。waf分为硬件waf、软件waf（ModSecurity）、代码级waf。

waf的原理是什么

waf对请求的内容进行规则匹配、行为分析等识别出恶意行为，并执行相关动作，这些动作包括阻断、记录、告警等。

waf工作在web服务器之前，对基于HTTP协议的通信进行检测和识别。通俗的说，waf类似于地铁站的安检，对于HTTP请求进行快速安全检查，通过解析HTTP数据，在不同的字段分别在特征、规则等维度进行判断，判断的结果作为是否拦截的依据从而决定是否放行。

从事前、事中、事后来看，waf是在攻击进行时，用于阻断攻击的安全产品。

绕过waf防御都有哪些技巧

（1）请求真实ip绕过waf：部分waf部署架构的特性，部分waf并不是直接串在目标站点线路上，而是通过DNS解析的形式部署，此时可以先探测到目标站点的真实ip，直接请求ip以此绕过waf的检测；

（2）检测内容范围绕过：waf性能限制，检测特定内容前几k或几十K的内容，然后在此特定内容段内填充物用数据，payload放于物用数据后，以此绕过检测；

（3）协议盲区绕过：waf根据自己的防御策略所支持的协议特性，针对该协议内的请求进行检查，但是存在一些协议检测或协议运行机制上的缺陷导致被绕过，例如协议未覆盖、协议解析不正确、协议解析遗漏等；

（4）检测规则绕过：waf工程师规则编写经验、规则覆盖面等问题，来绕过检测，例如利用MySQL对一些特殊字符处理的特性、语法特性绕过；

（5）文件包含绕过：相对路径、绝对路径。

在规则绕过里，常见的就是各种编码（urlencode、unicode、多重编码、大小写、换行符等），填充符号（填充注释符、空格换加号、\x00等特殊字符），比较特色的就是sqlmap的tamper脚本。缺陷绕过的话，一般有填充无用数据、特殊HTTP请求方法、耦合白名单等绕过方式。其实，绕waf就是一句话，想别人之所想。人写的规则难免会有遗漏，去考虑安全工程师会有那些遗漏，往往很有效。 

经典的waf漏洞案例

CVE-2007-1359漏洞里，mod_security就被特殊字符\x00绕过了，算是比较经典。

PHP DOS漏洞的新利用：CVE-2015-4024 Reviewed。利用漏洞进行bypass的案例，当时秒杀所有WAF的。

XXX的SQL注入：

处理waf漏报、误报问题的成熟方案

这是两个非常大的课题，也是waf体系建设必不可少的。
在互联网企业，waf每天拦截的请求量都是千万级别的，发现waf误报的运营工作对waf建设很重要，量很大，不可能一条条看，必定需要集合自动化。
发现waf的漏报，更是在亿级别的请求海量数据发现waf未拦截的请求。而且有个悖论：waf未拦截，说明攻击特征有问题，所以不能从攻击特征的角度去发现waf的漏报。如果从攻击特征描述，怎么保证这次的特征不被绕过。

（1）waf漏报的发现思路

• 对于漏报来说，一个是要靠完整的协议和边界测试，观察waf在各种HTTP请求的绕过，变形下是否能正常工作；
• 另一个方法可以采用只检测不拦截模式上一些比较粗的规则，整理其中比较好的规则策略再上到拦截模式。

（2）waf误报的发现思路：

• 首先，进行人机识别，把人的请求和机器请求区分，机器的请求都不是误报；
• 其次，其次对人的请求进行攻击指纹识别；
• 最后，对剩下的拦截日志进行HMM模型(隐马尔可夫模型)分析。

WAF规则+机器学习实践

• HMM模型(隐马尔可夫模型)分析，用于误报分析和漏报分析。

优秀的开源waf引擎

在软waf方面，首推当然是modsecurity，其次是基于ngx_lua的lua-resty-waf、ngx_lua_waf，还有就是Naxsi、WAFNinja、raptor_waf，一般基于apache、nginx的waf模块其实都可以，两种都有优缺点，适合业务场景的才是最优秀的。

大流量高并发场景下应该选择哪种waf方案

根据我们自己的经验，基于nginx的waf模块是比较普遍且能够经得起考验的。最好能根据流量情况进行完整架构设计，才能以最小的试错成本达到最大的收益。

上面开源的waf都不太适合高并发场景，它们和Web Server 耦合太严重。如下图所示，这样的方式比较适合，把WAF检测引擎和web server分开，这样Web server能力不受waf限制，waf也不受Web server限制。

 

怎么测试waf的防御能力

可根据请求方法、请求方式、请求大小、编码、边界等各种维度去测试，判断响应与所期望的结果是否相同。覆盖面、准确率、覆盖类型、性能、异常也都是很重要的测试点。

我是这么做的，核心是第三点：

• 搭建带有漏洞的站点；
• 使用扫描器扫描，覆盖基本盘；
• waf场景绕过技术的总结，变为标准测试，人工测试绕过。

怎么从waf日志中分析出未知攻击威胁？

waf日志里的通常都是已知的攻击威胁了，如果想要知道未知的攻击威胁，可能需要waf支持粗粒度的特征，然后进行关联分析聚合出还未拦截的攻击威胁。

怎么从全量日志中分析出未知威胁( 0day 、APT等)来完善waf规则？

以攻击特征为策略的waf，不可能做到发现未知攻击。
这个需求不应该属于waf，不符合WAF的定位。根据这个需求，完全可以产生一个新的安全产品，威胁感知、态势感知。

WAF是安全防御的一个环节，不能解决所有问题。做WAF产品，一定要弄清楚定位，发现未知攻击，0day不适合放在WAF上。