ngx_lua_waf防火墙针对性改写完善

定位

当初选择ngx_lua_waf作为自己的WAF，主要原因就是因为其可扩展性与性能上有一个很好的平衡。

lua语言的灵活性与效率是很多脚本层WAF无可匹及的。

ngx_lua_waf自身是比较简单的，而且存在很多误报、漏报、绕过的现象，我整理如下，来改进自己的waf。

1.debug函数

预备一个debug函数，方便以后调试。因为waf运行在后台，所以看不到输出，最好以日志的形式写到文件中。

1. function debug(info)
   
2.   local file = io.open("/tmp/debug.log","a")
   
3.   file:write(info.."\n")
   
4.   file:close()
   
5. end

复制代码

2.waf可以用hpp进行绕过

后面会发出来的，待定

3.利用白名单绕过

wafconf/whiteurl中，白名单URL直接是/123/

然后在函数whiteurl中

1. function whiteurl()
   
2.     if WhiteCheck then
   
3.         if wturlrules ~=nil then
   
4.             for _,rule in pairs(wturlrules) do
   
5.                 if ngxmatch(ngx.var.request_uri,rule,"ijom") then
   
6.                     return true
   
7.                  end
   
8.             end
   
9.         end
   
10.     end
    
11.     return false
    
12. end

复制代码

用的是ngx.var.request_uri和这个"/123/"进行比较，只要uri中存在/123/就作为白名单不进行检测，这样我们可以通过/waf.php?a=/123/&b=../etc/passwd 绕过防御规则。

所以，将/123/改成^/123/

这样只有以/123/开头的uri才能进入白名单。

4.正则是m还是s

WAF绕的多的人一定知道正则里“.”代表什么意义。

正常情况下，.匹配的是“不含换行”的所有字符。所以有些WAF用这样的正则：

1. union.*select

复制代码

来拦截注入。我们就可以通过union%0aselect，中间一个换行来绕过。

所以，现在一般的WAF都会用s来修饰正则。s的意思就是single，也就是单行模式。

说白了，加了s修饰，则“.”就会匹配换行了。

而我们的ngx_lua_waf中，所有的正则都用的m来修饰的，m的意思是multiple，多行的意思，也就是默认的.不匹配换行。~~ （注：这样理解是错的，详见评论。）

而我们的ngx_lua_waf中，并没有使用i修饰正则，所以默认.是匹配多行的，也就是默认的.不匹配换行。

比如对GET变量的拦截：

1. function args()
   
2.     for _,rule in pairs(argsrules) do
   
3.         local args = ngx.req.get_uri_args()
   
4.         for key, val in pairs(args) do
   
5.             if type(val)=='table' then
   
6.                 if val == false then
   
7.                     data=table.concat(val, " ")
   
8.                 end
   
9.             else
   
10.                 data=val
    
11.             end
    
12.             if data and type(data) ~= "boolean" and rule ~="" and ngxmatch(unescape(data),rule,"imjo") then
    
13.                 log('GET',ngx.var.request_uri,"-",rule)
    
14.                 say_html()
    
15.                 return true
    
16.             end
    
17.         end
    
18.     end
    
19.     return false
    
20. end

复制代码

可见ngxmatch(unescape(data),rule,"imjo")，用的是imjo来修饰。我们用union%0aselect就能绕过WAF：

5.误杀误杀！上传文件的误杀。

对HTTP协议了解的同学一定心里清楚，POST的类型是分两种的：application/x-www-form-urlencoded和multipart/form-data
前一种是默认POST数据的时候使用的，服务器获取了数据后会进行url解码。后一种一般是上传的时候才会使用，服务器获取数据后不会进行url解码，所以我们能直接上传二进制文件。

php在上传过程中，上传文件的表单会放进$_FILES变量，其他POST表单会放进$_POST变量，和直接application/x-www-form-urlencoded的效果一样。

这部分POST变量在lua中需要特殊处理，原ngx_lua_waf的作者也考虑了，具体拦截代码可见waf.lua。
但作者处理的太草率，直接把整个数据包，一点一点丢进body函数里检测。这样造成了两个问题：

• 数据包一部分一部分发过来，他就一部分一部分丢进body里检测。那么如果union、select两个连在一起的关键词正好从中间某位置分开，比如"unio"和"n select"，这两个包分别检测都是正常的。但实际发送到php里的时候是连在一起的，导致绕过WAF。
• 文件里的特殊字符也被拦截了，所谓的误杀。有时候我们要上传一些文件，文件里可能会有html标签，或SQL语句，这里他将上传表单的内容也放入body检测了，导致很多文件上传不了。
  

我对上述问题做了修改与处理，不过代码太多我就不写在文章里了。思路就是这样：

首先将完整的数据包获取下来，并用boundary将他们分割成数组。遍历数组，只对进入POST变量的值进行拦截，不拦截FILE内容。但需要拦截FILE表单中的"filename=xxx"的部分。

6.人性化提示信息

虽然我的WAF拦截的80%是攻击者，但也可能有正常访客。这时候我就需要告诉访客，你输入了哪些东西不合理被我拦截（误杀）了，你可以换个方式输入或通知我。

我在init.lua靠前的位置加入如下代码：

1. local fd = io.open(file403,"r")
   
2. if fd == nil then
   
3.     html = [[403 error!!]]
   
4. else
   
5.     html = fd:read("*a")
   
6.     fd:close()
   
7. end

复制代码

file403是我自己写的403页面，读取之。并将say_html函数改成这个：

1. function say_html(reason)
   
2.     if Redirect then
   
3.         local nowhtml = html
   
4.         ngx.header.content_type = "text/html"
   
5.         nowhtml = string.gsub(nowhtml, "{ip}", ngx.var.remote_addr)
   
6.         nowhtml = string.gsub(nowhtml, "{host}", ngx.var.host)
   
7.         nowhtml = string.gsub(nowhtml, "{reason}", reason)
   
8.         ngx.say(nowhtml)
   
9.         ngx.exit(200)
   
10.     end
    
11. end

复制代码

将html里的{ip}、{host}、{reason}改成具体的信息。即可在用户被拦截后发出提示：

如果需要优化SEO，我将ngx.exit(200)改成403，避免搜索引擎收录这个页面。但后来发现status code并没有改变。

研究了一会，发现如果在ngx.exit之前输出了内容，则这个exit里的参数403就会失效。需要在exit前，先用ngx.status = ngx.HTTP_FORBIDDEN，将status设置成ngx.HTTP_FORBIDDEN，也就是403才可。

7.利用lua_ngx_waf防御盗链

以前防盗链都是用nginx自己的模块进行配置，但有时候灵活性不高。
有了lua waf，就可以灵活地防御盗链了。

我大概写了个简陋的雏形，需要更精细化的配置，就得各位日后再慢慢修改了。

1. function check_referer()
   
2.     local referer = ngx.var.valid_referers
   
3.     local ua = string.lower(ngx.var.http_user_agent)
   
4.     local exts = [[\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|js|css|swf)$]]
   
5.     local http = "http"
   
6.     if ngx.var.https == "on" then http = "https" end
   
7.     local white_referer = {[0] = [[^]]..http..[[://[^/]*]]..ngx.var.host..[[[^/]*/.*]], [1] = [[^https?://[^/]*google\.com[^/]*/.*]], [2] = [[^https?://[^/]*baidu\.com[^/]*/.*]]}
   
8.     local white_ua = {[0] = "googlebot", [1] = "spider"}
   
9.     if referer ~= nil and ngxmatch(ngx.var.request_filename, exts,"ijos") then
   
10.         for rex in white_referer do
    
11.             if ngxmatch(referer, rex, "ijos") then return true end
    
12.         end
    
13.         for rex in white_ua do
    
14.             if ngxmatch(ua, rex, "ijos") then return true end
    
15.         end
    
16.         ngx.exit(403)
    
17.     end
    
18. end

复制代码

8.尾声

通过这几日对ngx_lua_waf的研究，WAF这块的攻击与防御，我也初步接触到了。我也知道有时候我们研究者说绕过WAF，似乎总在指责WAF的开发者，某某没考虑到，某某可以绕过了。实际上做WAF也不容易，往往是因为要考虑到业务效率、兼容性等各种原因，写出来的代码才被绕过去。

安全有时候不得不为业务让道，有时候明知这么写是不安全的，但某些用户就需要这样的数据包，我们不能抛弃这部分用户，那么只能尽全力改变这些用户的习惯，写出兼容性更好的代码。

我希望的是，通过自己的研究，让更多人知道WAF都是怎么做出来的，会遇到哪些问题，有哪些绕过方法。

攻防，也不过就是那句老话：知己知彼，百战不殆。