基于Python的Web漏洞掃描器

徐貴江 黃媛媛 陳子豪 殷旭東 錢振江

摘? 要：當(dāng)下Web安全問題頻發(fā)，很多Web網(wǎng)站代碼設(shè)計(jì)時(shí)安全問題考慮不足，而市面上的漏洞掃描器存在掃描速度慢、軟件臃腫、可擴(kuò)展性不強(qiáng)等問題，我們基于Python設(shè)計(jì)了一個Web漏洞掃描器，在參考其他同類產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，采用注入分析、字典掃描等方法提高了掃描器性能，并增加了開放性的插件接口等一些實(shí)用且獨(dú)特的功能。本文介紹了其工作原理，具體實(shí)現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)測試。

關(guān)鍵詞：Web漏洞檢測;掃描器設(shè)計(jì);Python;插件

中圖分類號：TP309? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract：The web security problems are frequent at present，and many website code designs do not have sufficient consideration for security problems.By contrast，the vulnerability scanners on the market have issues such as slow scanning speed，bloated designs，and poor scalability.Therefore，we designed a web vulnerability scanner based on Python，considering the designs of other similar products.This research used injection analysis，dictionary scanning，and other methods to improve scanner performance and added some practical and unique features like open plug-in interface.The working principle，specific implementation，and experimental testing are described.

Keywords：web vulnerability detection;scanner design;python;plug-in

1? ?引言（Introduction）

如何保障Web產(chǎn)品的安全是當(dāng)下移動互聯(lián)網(wǎng)一個重要的研究課題，現(xiàn)如今雖然市面上有了幾款[1-3]較為成熟的漏洞掃描檢查工具，但是大部分工具都不具備動態(tài)加載模塊的功能，對部分漏洞的檢查與修復(fù)不夠準(zhǔn)確，從而延誤安全人員及時(shí)處理與修復(fù)漏洞。提升移動互聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)安全性，迫切需要構(gòu)建面向各種Web安全漏洞的收集和掃描系統(tǒng)[4]。

為了使得用戶獲得更好的掃描體驗(yàn)，需要加強(qiáng)對Web安全漏洞本身的研究，更加有效地分析及掃描Web應(yīng)用安全漏洞，我們先分析了當(dāng)下Web網(wǎng)頁中主要存在的安全問題[5，6]，近而提出了一種基于Python的漏洞掃描器，該掃描器目前具備對SQL注入、XSS攻擊、文件上傳、弱口令、后門五類高危高頻率出現(xiàn)的漏洞的掃描功能。

2? ?思路與工作原理（Idea and working principle）

針對SQL注入漏洞，本掃描器會在SQL注入模塊采用注入點(diǎn)分析和SQL注入實(shí)現(xiàn)判定的方法掃描漏洞;針對XSS攻擊漏洞，本掃描器的XSS攻擊模塊會利用爬蟲板塊來分析Web站點(diǎn)，尋找切入點(diǎn)，然后對切入點(diǎn)進(jìn)行測試，判斷是否存在XSS攻擊漏洞;針對文件上傳漏洞，本掃描器會在文件上傳模塊對文件的具體內(nèi)容、拓展名、大小，以及上傳路徑四個方面使用不同的方法進(jìn)行檢測;針對弱口令漏洞，本掃描器會在弱口令模塊通過弱口令字典對所在表單信息進(jìn)行爆破，然后分析返回的頁面，從而達(dá)到掃描漏洞的目的;針對后門漏洞，本掃描器會在后門模塊根據(jù)網(wǎng)頁的腳本語言類型來選擇相應(yīng)的字典進(jìn)行掃描，然后對于返回的應(yīng)答狀態(tài)來判斷是否存在后門漏洞;針對用戶后期漏洞維護(hù)和更新的需求，本掃描器在拓展模塊提供一套模塊標(biāo)準(zhǔn)，使用戶可以自主編寫或者移植別的模塊。

本掃描器的基本工作原理如圖1所示分為四層：第一層輸入層：提示用戶輸入一個需要檢測的URL;第二層掃描控制層：調(diào)用多線程、深度選擇和字典爆破模塊，根據(jù)URL地址發(fā)送請求，獲取服務(wù)器相應(yīng)頁面，嘗試模擬對這些URL的訪問以獲取盡可能多的URL;第三層模塊控制層：采用一定策略獲得并且重新組織需要的鏈接地址，將其添加到掃描進(jìn)程列表中。將按照深度提煉的子URL返回到相對應(yīng)的功能模塊進(jìn)行更深一步的分析;第四層輸出層：深度解析之后在掃描結(jié)果列表中輸出相對的掃描結(jié)果，以及相應(yīng)的修復(fù)建議。

3? ?具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（Specific design and implementation）

本掃描器是由SQL注入漏洞掃描模塊、XSS攻擊掃描模塊、文件上傳檢測模塊、弱口令爆破檢測模塊、后門掃描檢測模塊和功能拓展模塊六個模塊組成的。

3.1? ?SQL注入掃描模塊

在SQL注入[7]掃描模塊中，我們設(shè)計(jì)了四個工作流程對目前的SQL注入安全問題進(jìn)行檢測：獲取網(wǎng)站鏈接（完成對網(wǎng)站URL及其相關(guān)信息的管理）→SQL注入點(diǎn)分析[8]（構(gòu)造注入判斷語句，將URL帶上判斷語句進(jìn)行訪問，存在注入點(diǎn)，則保存，否則丟棄）→SQL注入實(shí)現(xiàn)判定（帶上可能的惡意代碼，進(jìn)行訪問，訪問成功則表示該注入點(diǎn)可以利用）→提供修復(fù)建議。

3.2? ?XSS攻擊掃描模塊

XSS漏洞[9]檢測模板由URL信息板塊、爬蟲板塊、測試板塊和數(shù)據(jù)庫四大部分組成。URL信息板塊來完成對網(wǎng)站URL及其相關(guān)信息的管理，其有用信息存放到數(shù)據(jù)庫中。爬蟲板塊來分析Web站點(diǎn)，尋找切入點(diǎn)，并記錄相關(guān)信息。測試板塊提取出數(shù)據(jù)庫中的信息，對其進(jìn)行切入點(diǎn)的測試工作，完成之后將含有漏洞的URL，以及相關(guān)記錄信息輸出作為提供修復(fù)建議的一部分，并處理所有輸出類型的XSS漏洞。

3.3? ?文件上傳檢測模塊

在文件上傳漏洞[10]掃描模塊中，我們主要針對上傳文件的具體內(nèi)容、文件的拓展名、文件的大小，以及文件上傳的路徑四個方面進(jìn)行檢測。

（1）文件內(nèi)容檢測方法分為兩步，一是獲取行為數(shù)據(jù)，調(diào)取那些敏感的行為數(shù)據(jù)（如eval、system、exec），二是檢測隱藏的執(zhí)行數(shù)據(jù)，比如發(fā)現(xiàn)某個函數(shù)執(zhí)行了，代碼中卻找不到這個函數(shù)名，則認(rèn)為這是個異常行為，可能存在文件上傳漏洞。

（2）文件拓展名檢測，是使用pathinfo函數(shù)和substr函數(shù)實(shí)現(xiàn)的，為防止黑客在文件名中插入“‘＼0”符號繞過檢測，因此，在使用擴(kuò)展名對文件類型進(jìn)行檢查時(shí)需要先將文件名中的“‘＼0”進(jìn)行替換，接著使用getimagesize函數(shù)對上傳文件的MIME類型進(jìn)行檢查。

（3）文件大小檢測，是通過使用filesize函數(shù)判斷實(shí)現(xiàn)的，如果超過了預(yù)設(shè)值則存在文件上傳漏洞。

（4）文件上傳路徑檢測，上傳一個Webshell腳本，對保存臨時(shí)文件名的參數(shù)進(jìn)行修改，如果成功了，那么就存在文件上傳漏洞。

3.4? ?弱口令爆破檢測模塊

在弱口令爆破模塊中，主要是通過弱口令字典對所在表單信息進(jìn)行爆破，從而獲取信息。我們首先通過URL掃描目錄，檢測網(wǎng)站的form表單，再檢查表單里面的關(guān)鍵字。比如指定關(guān)鍵字類似“user”“pass”的視為登錄頁面，根據(jù)表單的提交方法，跑字典爆破，再根據(jù)返回的包的大小來判斷是否正確登錄，進(jìn)而進(jìn)一步判斷是否存在弱口令漏洞。

3.5? ?后門檢測掃描模塊

在后門掃描模塊中，首先是讓用戶輸入一個有效地URL，系統(tǒng)后臺在URL頂級域名后加/index.xx（xx表示腳本語言，如PHP、asp等）并訪問，根據(jù)返回服務(wù)器腳本語言判斷腳本類型來選擇相應(yīng)的字典進(jìn)行掃描，通過掃描返回的服務(wù)器的應(yīng)答狀態(tài)來判斷是否有可能存在后門。

上述五個模塊在檢測到漏洞后，本掃描器會針對漏洞所在位置、漏洞數(shù)量和漏洞特點(diǎn)，給出相對應(yīng)的修復(fù)建議。

3.6? ?功能拓展模塊

在功能拓展模塊中，我們給本掃描器規(guī)范了一套模塊標(biāo)準(zhǔn)，這里以SQL注入掃描模塊的框架為例具體如圖2所示。

這些使本掃描器可以提供拓展支持，用戶可以輕松移植其他Python腳本工具來滿足自身的漏洞掃描需求，同時(shí)用戶也可以根據(jù)需求，自定義腳本。本掃描器具有較大的移植性。

4? ?測試和驗(yàn)證（Testing and verification）

4.1? ?測試過程

將本掃描器和其他同類別的產(chǎn)品做對比測試。首先是功能上，將本掃描器與其他四款同類產(chǎn)品（WebInspect、Whisker/libwhisker、Acunetix Web Vulnerability Scanner、椰樹Web漏洞掃描器）相比;其次是性能上，測試內(nèi)容是DVWA三種不同漏洞等級下的SQL漏洞，漏洞識別率方面依舊對比了上面提到的四種同類產(chǎn)品，漏洞掃描效率方面對比了業(yè)內(nèi)老牌的Acunetix Web Vulnerability Scanner。

4.2? ?測試結(jié)果

在功能方面，如表1所示，本掃描器的漏洞可掃描種類和功能特性與WebInspect、Whisker/libwhisker、Acunetix Web Vunerability Scanner（下簡稱為AWVS）和椰樹Web漏洞掃描器四款產(chǎn)品相比，具備很大的優(yōu)勢。

4.3? ?結(jié)果分析

經(jīng)過我們的測試，我們開發(fā)的WebScan漏洞掃描系統(tǒng)已經(jīng)具備了針對網(wǎng)頁在組件、權(quán)限、數(shù)據(jù)、代碼和通信系統(tǒng)等方面運(yùn)行過程中產(chǎn)生的可能存在的安全漏洞問題的檢測分析與修復(fù)功能，并顯示出我們的系統(tǒng)具有較好的網(wǎng)頁漏洞檢測效果和不錯的修復(fù)能力。且相對于目前市場上同類競爭產(chǎn)品來講，我們開發(fā)的WebScan漏洞掃描系統(tǒng)的靈活性與便攜性都更勝一籌。

5? ?結(jié)論（Conclusion）

目前本作品提供了一些面向特定漏洞的掃描修復(fù)模塊，因此能夠較好地覆蓋主要的漏洞問題。同時(shí)本作品的各個模塊提供有擴(kuò)展接口，方便使用者對代碼進(jìn)行完善和二次開發(fā)，并且該作品是以Python作為開發(fā)語言，由于Python的普適性和輕量性的兩大特點(diǎn)，使得該程序幾乎可以在任何平臺快速運(yùn)行。

此外，我們的漏洞掃描器，針對Web網(wǎng)頁進(jìn)行了深入的

研究，能夠提出相應(yīng)的切實(shí)有效地修補(bǔ)建議，可以切實(shí)提高網(wǎng)站的自身安全級，并具有重要的實(shí)用價(jià)值，促進(jìn)Web的應(yīng)用安全，擁有較為可觀的市場發(fā)展前景。

本作品目前還存在一些改進(jìn)的空間，比如穩(wěn)定性還可以進(jìn)一步加強(qiáng)，可設(shè)計(jì)為瀏覽器插件以方便進(jìn)一步使用等。

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作者簡介：

徐貴江（1999-），男，本科生.研究領(lǐng)域：網(wǎng)絡(luò)安全，WEB系統(tǒng)開發(fā).

黃媛媛（1999-），女，本科生.研究領(lǐng)域：信息安全，軟件開發(fā).

陳子豪（1997-），男，本科生.研究領(lǐng)域：信息安全，軟件開發(fā).

殷旭東（1970-），男，碩士，工程師，實(shí)驗(yàn)師.研究領(lǐng)域：網(wǎng)絡(luò)安全，移動計(jì)算.本文通訊作者.

錢振江（1982-），男，博士，副教授.研究領(lǐng)域：信息安全，信息物理融合系統(tǒng)和定理證明.