WAF解決Web安全問(wèn)題的探討與研究

蔡澤利

瓊臺(tái)師范高等專(zhuān)科學(xué)校信息技術(shù)系，海南?？?571100

0 引言

目前Web 已成為一種普適平臺(tái)，很多政府部門(mén)、高校、企業(yè)都將大量應(yīng)用架設(shè)在 Web 平臺(tái)上，如電子政務(wù)，電子商務(wù)、教學(xué)管理系統(tǒng)、網(wǎng)上銀行等。Web 業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展引起了黑客的關(guān)注，從而將注意力從以往對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的攻擊逐步轉(zhuǎn)移到了對(duì)Web業(yè)務(wù)的攻擊上。WAF的出現(xiàn)，能很好的解決Web應(yīng)用的安全問(wèn)題。

1 入侵防御系統(tǒng)（IPS）防護(hù)原理

IPS根據(jù)報(bào)頭和流信息，對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類(lèi)，然后利用相關(guān)的過(guò)濾器檢查數(shù)據(jù)包的流狀態(tài)信息，如果符合事先設(shè)定好的安全策略，該數(shù)據(jù)包將會(huì)被標(biāo)為命中并丟棄。

IPS通過(guò)使用深包檢測(cè)的技術(shù)檢查網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中的應(yīng)用層流量，和攻擊特征庫(kù)進(jìn)行匹配，從而識(shí)別出已知的網(wǎng)絡(luò)攻擊，達(dá)到對(duì)應(yīng)用層攻擊的防護(hù)。但是對(duì)于未知攻擊，以及通過(guò)靈活編碼和報(bào)文分割來(lái)實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用層攻擊，IPS不能有效的防護(hù)。

2 Web應(yīng)用防火墻簡(jiǎn)介

Web應(yīng)用防火墻（Web Application Firewall，簡(jiǎn)稱(chēng)：WAF），有硬件Web應(yīng)用防火墻和軟件Web應(yīng)用防火墻之分，一些是基于網(wǎng)絡(luò)的，另一些則是嵌入Web服務(wù)器中的。用以解決諸如防火墻一類(lèi)傳統(tǒng)設(shè)備束手無(wú)策的Web應(yīng)用安全問(wèn)題。與傳統(tǒng)防火墻不同，Web應(yīng)用防火墻工作在應(yīng)用層（傳統(tǒng)防火墻工作在網(wǎng)絡(luò)層)(如圖2），通過(guò)對(duì)來(lái)自Web應(yīng)用程序客戶端的各類(lèi)請(qǐng)求進(jìn)行內(nèi)容檢測(cè)和驗(yàn)證，確保其安全性與合法性，對(duì)非法的請(qǐng)求予以實(shí)時(shí)阻斷。

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)攻擊事件，我們可以分為三個(gè)時(shí)間段：事前、事中、事后。傳統(tǒng)的IPS通常只能對(duì)事中進(jìn)行有效的檢查和防護(hù)，WAF不僅能對(duì)事中進(jìn)行防護(hù)，還能對(duì)事前進(jìn)行預(yù)防和事后防篡改、數(shù)據(jù)恢復(fù)。（如圖1）

圖1

WAF在事前通過(guò)主動(dòng)掃描檢測(cè)Web服務(wù)器來(lái)發(fā)現(xiàn)漏洞并修復(fù)漏洞或在防護(hù)設(shè)備上添加防護(hù)規(guī)則等預(yù)防事件的發(fā)生。事后通過(guò)網(wǎng)頁(yè)防篡改功能，保護(hù)網(wǎng)站數(shù)據(jù)的完整性。

WAF在事中對(duì)Web應(yīng)用流量進(jìn)行全部層面的監(jiān)管，針對(duì)IPS存在無(wú)法對(duì)報(bào)文編碼做多重轉(zhuǎn)換的問(wèn)題，WAF能對(duì)不同的編碼方式做強(qiáng)制多重轉(zhuǎn)換還原成攻擊明文，把變形后的字符組合后再分析。所以WAF在實(shí)時(shí)防護(hù)方面，相對(duì)IPS而言更有針對(duì)性。

3 WAF在解決Web安全問(wèn)題中的典型應(yīng)用

3.1 防止跨站腳本攻擊

跨站腳本攻擊（也稱(chēng)為XSS）是指攻擊者利用網(wǎng)站漏洞在鏈接中插入JavaScript、VBScript、 ActiveX或Flash等惡意代碼，然后將該鏈接進(jìn)行編碼欺騙用戶，當(dāng)用戶在網(wǎng)站中點(diǎn)擊該鏈接時(shí)，通過(guò)發(fā)送一個(gè)包含惡意代碼的頁(yè)面給用戶，盜取用戶信息。跨站腳本攻擊主要針對(duì)動(dòng)態(tài)站點(diǎn)，不影響靜態(tài)站點(diǎn)。針對(duì)XSS攻擊惡意代碼大量出現(xiàn)，WAF通過(guò)驗(yàn)證所有輸入數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度、類(lèi)型、語(yǔ)法以及業(yè)務(wù)規(guī)則，阻止各種惡意的腳本插入,防范XSS攻擊。

3.2 防護(hù)SQL注入

SQL注入是指通過(guò)把惡意的SQL命令插入到Web表單遞交或頁(yè)面請(qǐng)求的查詢字符串中，欺騙服務(wù)器執(zhí)行，從而竊取或修改數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。

WAF通過(guò)檢查應(yīng)用流量，偵測(cè)HTTP請(qǐng)求中是否混雜著有危險(xiǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)命令或查詢語(yǔ)句被插入到URL, header及form中，并過(guò)濾惡意SQL命令，如果發(fā)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行任何形式的非法操作，如添加、修改、刪除等。則立即進(jìn)行保護(hù)和恢復(fù)數(shù)據(jù)，并形成詳細(xì)的日志信息，然后對(duì)管理員進(jìn)行短信告警，并且對(duì)外仍顯示篡改前的正常頁(yè)面，用戶可正常訪問(wèn)網(wǎng)站。由于程序員在編寫(xiě)代碼時(shí)，沒(méi)有對(duì)用戶輸入的合法性進(jìn)行判斷，所以用戶可以通過(guò)提交一段數(shù)據(jù)庫(kù)查詢的代碼，然后根據(jù)程序返回的結(jié)果，獲得一些敏感的信息，WAF通過(guò)中止所有的會(huì)話，讓用戶無(wú)法直接連接到web服務(wù)器上，無(wú)法直接訪問(wèn)服務(wù)器和操作系統(tǒng)。針對(duì)應(yīng)用的異常信息WAF可以使用自定義的錯(cuò)誤信息對(duì)原始錯(cuò)誤信息進(jìn)行包裝，阻止后端服務(wù)器的出錯(cuò)信息直接返回給用戶，避免攻擊者從返回的錯(cuò)誤信息中獲得敏感信息。

3.3 防止緩沖溢出攻擊

緩沖區(qū)溢出是指當(dāng)計(jì)算機(jī)向緩沖區(qū)內(nèi)填充數(shù)據(jù)位數(shù)時(shí)超過(guò)了緩沖區(qū)本身的容量，溢出的數(shù)據(jù)覆蓋在合法數(shù)據(jù)上。緩沖區(qū)溢出攻擊就是利用緩沖區(qū)溢出漏洞所進(jìn)行的攻擊。緩沖區(qū)溢出中，最為危險(xiǎn)的是堆棧溢出，攻擊者可以利用堆棧溢出，在函數(shù)返回時(shí)改變返回程序的地址，讓其跳轉(zhuǎn)并且執(zhí)行一段惡意代碼，甚至可以取得系統(tǒng)特權(quán)，進(jìn)行各種非法操作。WAF可以根據(jù)用戶應(yīng)用需求設(shè)定和限制數(shù)據(jù)邊界條件，確保WEB服務(wù)器安全。

3.4 防止日志篡改

攻擊者在完成攻擊后，都會(huì)通過(guò)刪除日志以掩蓋其攻擊痕跡或改變Web處理日志。WAF可以通過(guò)檢查應(yīng)用流量，防止帶有日志篡改的應(yīng)用訪問(wèn)。

3.5 防止HTTPS類(lèi)攻擊

由于現(xiàn)在大多數(shù)主流電子郵件服務(wù)和網(wǎng)上銀行程序都是依靠HTTPS來(lái)確保用戶瀏覽器和服務(wù)器之間的安全通信。攻擊者可以通過(guò)對(duì)SSL連接進(jìn)行劫持，實(shí)施中間人攻擊。WAF通過(guò)支持用戶上傳HTTPS證書(shū)，在WAF進(jìn)行第一輪認(rèn)證，并對(duì)應(yīng)用流量進(jìn)行解密和偵測(cè)，對(duì)HTTPS類(lèi)的所有攻擊進(jìn)行有效的攔截和防御。

4 結(jié)論

Web應(yīng)用層威脅正在日益加劇，WAF在具體防護(hù)方面的優(yōu)勢(shì)十分明顯，各企業(yè)為Web服務(wù)器部署Web應(yīng)用防火墻也越來(lái)越多，但是只有根據(jù)自身的Web應(yīng)用定制符合自己的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)策略，并且定期檢查更新策略，才能確保Web應(yīng)用得到最完善的保護(hù)。

[1]Web應(yīng)用防火墻(WAF)的安全原理與技術(shù)分析[EB/OL].http://netsecurity.51cto.com/.

[2]秦波.WAF vs IPS 誰(shuí)更適合防護(hù)Web應(yīng)用[EB/OL].http://netsecurity.51cto.com/.