從2008年開始，大量企業(yè)、政府的網(wǎng)站遭遇Web攻擊，甚至有黑客通過(guò)攻擊企業(yè)網(wǎng)站勒索錢財(cái)。眾多的事例使企業(yè)逐漸認(rèn)識(shí)到，由于很多攻擊已經(jīng)轉(zhuǎn)向應(yīng)用層，傳統(tǒng)的防火墻、IPS、網(wǎng)頁(yè)防篡改設(shè)備都無(wú)法徹底阻止此類攻擊，必須要安裝Web應(yīng)用防火墻(以下簡(jiǎn)稱WAF)來(lái)保護(hù)Web應(yīng)用。
保護(hù)應(yīng)用的“墻”
只要有網(wǎng)絡(luò)的地方就會(huì)有防火墻，但傳統(tǒng)的防火墻只是針對(duì)一些底層(網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層)的信息進(jìn)行阻斷，而WAF則深入到應(yīng)用層，對(duì)所有應(yīng)用信息進(jìn)行過(guò)濾，這是二者的本質(zhì)區(qū)別。
WAF的運(yùn)行基礎(chǔ)是應(yīng)用層訪問(wèn)控制列表。整個(gè)應(yīng)用層的訪問(wèn)控制列表所面對(duì)的對(duì)象是網(wǎng)站的地址、網(wǎng)站的參數(shù)、在整個(gè)網(wǎng)站互動(dòng)過(guò)程中所提交的一些內(nèi)容，包括HTTP協(xié)議報(bào)文內(nèi)容，由于WAF對(duì)HTTP協(xié)議完全認(rèn)知，通過(guò)內(nèi)容分析就可知道報(bào)文是惡意攻擊還是非惡意攻擊。IPS只是做部分的掃描，而WAF會(huì)做完全、深層次的掃描。
梭子魚中國(guó)區(qū)技術(shù)總監(jiān)谷新說(shuō)：“區(qū)別于IDS/IPS，WAF的技術(shù)特點(diǎn)在于，能夠完全代理服務(wù)器的應(yīng)用層協(xié)議(HTTP/HTTPS)，包括對(duì)應(yīng)用層請(qǐng)求的審查，以及對(duì)請(qǐng)求響應(yīng)的代理，既能提供被動(dòng)安全模式，也能提供主動(dòng)安全模式進(jìn)行防御。”
綠盟科技產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理趙旭向記者介紹，WAF定位為網(wǎng)站安全防護(hù)設(shè)備，全面防范網(wǎng)站面臨的具有較高風(fēng)險(xiǎn)的安全問(wèn)題。從降低網(wǎng)站安全風(fēng)險(xiǎn)角度來(lái)看，WAF產(chǎn)品應(yīng)以一個(gè)可閉環(huán)又可循環(huán)的方式去影響導(dǎo)致網(wǎng)站安全問(wèn)題的各種因素(包括攻擊者因素、漏洞因素、技術(shù)影響性因素)，從而降低潛在的風(fēng)險(xiǎn)。
從攻擊發(fā)生的時(shí)間軸來(lái)看，WAF應(yīng)具備事前預(yù)防、事中防護(hù)及事后補(bǔ)償?shù)木C合能力。對(duì)最為核心的事中防護(hù)能力而言，WAF作為一種專業(yè)的Web安全防護(hù)工具，基于對(duì)HTTP/HTTPS流量的雙向解碼和分析，可應(yīng)對(duì)HTTP/HTTPS應(yīng)用中的各類安全威脅，如SQL注入、XSS、跨站請(qǐng)求偽造攻擊(CSRF)、Cookie篡改以及應(yīng)用層DDoS等，能有效解決網(wǎng)頁(yè)篡改、網(wǎng)頁(yè)掛馬、敏感信息泄露等安全問(wèn)題，充分保障Web應(yīng)用的高可用性和可靠性。
對(duì)于事中疏漏的攻擊，可用事前的預(yù)發(fā)現(xiàn)和事后的彌補(bǔ)，形成環(huán)環(huán)相扣的動(dòng)態(tài)安全防護(hù)。事前是用掃描方式主動(dòng)檢查網(wǎng)站，而事后的防篡改可以保證即使出現(xiàn)疏漏也讓攻擊的步伐止于此，不能進(jìn)一步修改和損壞網(wǎng)站文件，對(duì)于要求高信譽(yù)和完整性的用戶來(lái)說(shuō)，這是尤為重要的環(huán)節(jié)。
WAF的核心技術(shù)在于對(duì)HTTP本質(zhì)的理解以及Web攻擊防護(hù)的能力。前者要求WAF能完整地解析HTTP，包括報(bào)文頭部、參數(shù)及載荷;支持各種HTTP編碼(如chunked encoding);提供嚴(yán)格的HTTP協(xié)議驗(yàn)證;提供HTML限制;支持各類字符集編碼;具備HTTPResponse過(guò)濾能力。從降低安全風(fēng)險(xiǎn)的角度而言，后者要求WAF能有效影響攻擊者因素中的機(jī)會(huì)、群體因子以及漏洞因素中的發(fā)現(xiàn)難易度、利用難易度、入侵檢測(cè)與覺察度因子。
下面我們來(lái)看看WAF是如何防御Web攻擊的。CSRF是一類被廣泛利用的Web應(yīng)用安全漏洞，該攻擊通過(guò)偽造來(lái)自受信任用戶的服務(wù)請(qǐng)求，誘使用戶按照攻擊者的意圖訪問(wèn)網(wǎng)站信息，或者執(zhí)行一些惡意的操作，比如登出網(wǎng)站，購(gòu)買物品，改變賬戶信息，獲取賬號(hào)，或其他任何網(wǎng)站授權(quán)給該用戶的操作等。
谷新表示，WAF利用數(shù)字加密、簽名，或時(shí)間戳Cookie，來(lái)保護(hù)信息不被篡改，同時(shí)將會(huì)話Cookie與源客戶端請(qǐng)求進(jìn)行綁定，來(lái)阻止他人利用受信用戶進(jìn)行CSRF攻擊。
趙旭介紹說(shuō)，相對(duì)于使用特征集的靜態(tài)防護(hù)，WAF所采用的動(dòng)態(tài)防護(hù)機(jī)制更具智能性和靈活性?；舅悸肥峭ㄟ^(guò)WAF隨機(jī)產(chǎn)生的隱含表單來(lái)打斷一個(gè)不變的會(huì)話，也就是說(shuō)即使攻擊者獲取到了用戶身份，但是隨機(jī)變化的驗(yàn)證碼讓攻擊者無(wú)法構(gòu)造一個(gè)不變的報(bào)文。
除了上述用戶輸入類型的攻擊，還有一類影響Web應(yīng)用可用性的攻擊也比較典型，即應(yīng)用層DDoS攻擊，在國(guó)內(nèi)更習(xí)慣稱為CC攻擊。不同于網(wǎng)絡(luò)層帶寬耗盡型的DDoS攻擊，此類攻擊構(gòu)思更為精巧，意在以相對(duì)較小的代價(jià)耗盡Web服務(wù)器側(cè)的系統(tǒng)資源，如磁盤存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)連接、線程等。2009年6月18日，國(guó)際安全組織SANS報(bào)導(dǎo)了一種新型Apache HTTP DoS工具。運(yùn)用此工具，一個(gè)帶寬很小的用戶都可能對(duì)一臺(tái)高速服務(wù)器發(fā)起攻擊。該工具對(duì)Apache 1.x和 Apache 2.x版本以及Squid都有效。攻擊原理為：如果向服務(wù)器發(fā)送不完整的HTTP請(qǐng)求報(bào)文，會(huì)讓HTTP連接一直處于開放狀態(tài)。工具可在Web服務(wù)器超時(shí)時(shí)間內(nèi)頻繁發(fā)起這樣的連接，導(dǎo)致連接耗盡。其構(gòu)思精巧之處還在于，GET請(qǐng)求是不帶數(shù)據(jù)的，而攻擊者惡意構(gòu)造了Content-Length字段、表示后續(xù)有數(shù)據(jù)，哄騙Web服務(wù)器持續(xù)等待后續(xù)數(shù)據(jù)的到達(dá)，從而占用連接。
基于規(guī)則的DoS防護(hù)或者調(diào)整Apache配置(如增加MaxClients值，只是增加攻擊的難度)均很難應(yīng)對(duì)這種攻擊工具。而應(yīng)用了多種防護(hù)技術(shù)(重定向、HTTP頭部解析會(huì)話超時(shí)機(jī)制以及請(qǐng)求方法識(shí)別等)的WAF產(chǎn)品，可天然應(yīng)對(duì)基于這類工具的攻擊。
學(xué)習(xí)讓W(xué)AF進(jìn)步
面對(duì)日趨精細(xì)化和復(fù)雜化的Web攻擊手法，廠商對(duì)Web攻擊的持續(xù)研究實(shí)力將充分體現(xiàn)在WAF的防護(hù)能力上，同時(shí)對(duì)WAF提出了需要與業(yè)務(wù)結(jié)合更為緊密的要求。WAF需要了解數(shù)據(jù)流向、應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯、用戶訪問(wèn)習(xí)慣等，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行安全建模，采用一種白名單的方式，即只有符合此安全建模的輸入，WAF才予以放行。另一方面，WAF與其他安全產(chǎn)品的有效結(jié)合也是一種很好的思路，如WAF與Web掃描工具結(jié)合，Web掃描工具的掃描結(jié)果可以形成WAF的防護(hù)規(guī)則;WAF與蜜罐結(jié)合，由蜜罐捕獲到的新型惡意行為特征，同樣可以轉(zhuǎn)化為WAF的防護(hù)規(guī)則，從而在這類攻擊廣為流行之前，WAF能預(yù)先提供有效的應(yīng)對(duì)措施。
云安全是現(xiàn)有安全架構(gòu)的自然發(fā)展和有利補(bǔ)充。作為可能的發(fā)展方向，將WAF集成于云安全體系中，會(huì)讓W(xué)AF提前對(duì)Web安全威脅進(jìn)行響應(yīng)，同時(shí)，開放和實(shí)時(shí)的云安全服務(wù)也將顯著改善最終用戶體驗(yàn)。
應(yīng)對(duì)Web安全威脅與滿足合規(guī)要求(如PCI DSS合規(guī)要求)是目前客戶采購(gòu)WAF的主要驅(qū)動(dòng)力。與前幾年相比，2009年WAF技術(shù)有兩方面的變化。一方面，核心技術(shù)的加強(qiáng)、功能的橫向擴(kuò)展以及產(chǎn)品性能的提升，如正向安全模型(白名單)及反向安全模型(黑名單)相結(jié)合、雙向內(nèi)容檢測(cè)、集成Web掃描功能、單一平臺(tái)整合Web應(yīng)用安全與交付功能，采用具備應(yīng)用層高吞吐能力的平臺(tái)。另一方面體現(xiàn)為降低管理開銷，提供集中管理、面向特定應(yīng)用的策略模板、自學(xué)習(xí)模型、簡(jiǎn)單易用且功能強(qiáng)大的報(bào)表系統(tǒng)(體現(xiàn)網(wǎng)站合規(guī)狀態(tài)及安全狀態(tài))等。
WAF在保護(hù)云計(jì)算的安全方面也可盡一份力。趙旭認(rèn)為，云計(jì)算服務(wù)架構(gòu)自上而下包括SaaS(軟件作為服務(wù))、PaaS(平臺(tái)作為服務(wù))及IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù))。WAF可以應(yīng)用于解決云計(jì)算服務(wù)架構(gòu)的自身安全問(wèn)題，如在SaaS層面提供應(yīng)用及數(shù)據(jù)安全，保護(hù)數(shù)據(jù)中心，確保云計(jì)算服務(wù)的質(zhì)量。另一方面，WAF本身也可以融于云安全平臺(tái)，以靈活的產(chǎn)品形態(tài)(不拘泥于現(xiàn)今市場(chǎng)比較主流的硬件盒子)提供Web應(yīng)用安全服務(wù)。
“為了給云計(jì)算提供安全保護(hù)，必須將WAF對(duì)應(yīng)用服務(wù)器的防護(hù)擴(kuò)展到云系統(tǒng)中的大型數(shù)據(jù)中心，允許在托管的應(yīng)用間靈活地分配資源(包括網(wǎng)絡(luò)帶寬、服務(wù)請(qǐng)求等)，并且能夠根據(jù)每個(gè)托管應(yīng)用程序提供完整的虛擬化服務(wù)(包括安全、日志、審計(jì)、應(yīng)用交付等)。”谷新說(shuō)。
Internet計(jì)算環(huán)境出現(xiàn)了這樣的矛盾：業(yè)務(wù)資源集中化，資源端計(jì)算能力強(qiáng);在網(wǎng)絡(luò)邊界訪問(wèn)業(yè)務(wù)資源的客戶端通常帶寬、計(jì)算能力都較弱，同時(shí)客戶端也經(jīng)常成為安全威脅的宿主。這種矛盾導(dǎo)致了客戶端的體驗(yàn)差，業(yè)務(wù)資源無(wú)法充分發(fā)揮效能。未來(lái)，Web安全和Web應(yīng)用交付融合的趨勢(shì)日趨明顯，對(duì)于機(jī)構(gòu)的IT決策者來(lái)說(shuō)，面臨的最大挑戰(zhàn)在于如何緩解針對(duì)Web業(yè)務(wù)的各類安全威脅，高效保障Web應(yīng)用的可用性和可靠性、優(yōu)化業(yè)務(wù)資源和提高應(yīng)用系統(tǒng)敏捷性。
從技術(shù)發(fā)展來(lái)說(shuō)，WAF需要確保Web業(yè)務(wù)在安全和性能兩方面的收益最大化。一方面，WAF需提供增強(qiáng)的安全功能，應(yīng)對(duì)日趨復(fù)雜且針對(duì)性強(qiáng)的高風(fēng)險(xiǎn)Web攻擊，另一方面，WAF還需要確保Web應(yīng)用的可用性、可伸縮性、高性能，降低服務(wù)響應(yīng)時(shí)間、顯著改善終端用戶體驗(yàn)，優(yōu)化業(yè)務(wù)資源和提高應(yīng)用系統(tǒng)敏捷性，提高數(shù)據(jù)中心的效率和服務(wù)器的投資回報(bào)率。
此外，從產(chǎn)品向服務(wù)的演變也是一種趨勢(shì)。下一步，WAF廠商可與MSSP(托管安全服務(wù)提供商)合作，面向用戶按需提供基于網(wǎng)絡(luò)的WAF服務(wù)或者虛擬化的WAF服務(wù)。
編看編想
WAF不能Plug and Play
由于WAF和應(yīng)用的結(jié)合很緊密，因此WAF的安裝并不是插上網(wǎng)線，接上電源這么簡(jiǎn)單。用戶購(gòu)買WAF后，除了上線之前要做一些簡(jiǎn)單的配置之外，還要進(jìn)行更復(fù)雜的設(shè)置，例如配置與應(yīng)用密切相關(guān)的高級(jí)屬性策略(內(nèi)容安全、CSRF防護(hù)、網(wǎng)頁(yè)盜鏈等)。管理員還要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用靈活地調(diào)整具體特征規(guī)則，以實(shí)現(xiàn)模型或基于協(xié)議的規(guī)則不能或不方便實(shí)現(xiàn)的安全策略。
架設(shè)WAF可能會(huì)對(duì)網(wǎng)站訪問(wèn)產(chǎn)生意外的影響，應(yīng)用某個(gè)不當(dāng)?shù)囊?guī)則也可能影響當(dāng)前應(yīng)用的正常訪問(wèn)，因此不少管理員都在猶豫要不要使用最高安全等級(jí)的過(guò)濾策略。
WAF的審計(jì)模式可以幫助用戶解決這個(gè)擔(dān)憂。用戶在購(gòu)買WAF后，首先選擇采用審計(jì)模式進(jìn)行部署。在審計(jì)模式下，用戶可以對(duì)網(wǎng)站的訪問(wèn)流量進(jìn)行觀測(cè)，WAF會(huì)將所有偵測(cè)到的異常和入侵、攻擊等行為記錄到日志中，但對(duì)這些流量本身不作任何限制和阻斷，所有的業(yè)務(wù)流量將透明通過(guò)WAF。通過(guò)審計(jì)模式，用戶可以充分了解網(wǎng)站的狀態(tài)和行為，對(duì)針對(duì)該網(wǎng)站的異常行為進(jìn)行分析，然后對(duì)WAF的防護(hù)策略進(jìn)行合理配置。最后再將WAF中配置的服務(wù)逐一激活。
在激活模式下，WAF將根據(jù)防護(hù)策略對(duì)業(yè)務(wù)流量進(jìn)行分析，對(duì)于違背策略的異常行為(入侵、攻擊等)進(jìn)行阻斷。阻斷的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生日志，用戶可以根據(jù)對(duì)日志的分析不斷調(diào)整和完善防護(hù)策略，以減少WAF的誤判、漏判或其他副作用。