Question

12.2. WAF

12.2.1. 简介

12.2.1.1. 概念

WAF（Web Application Firewall，Web应用防火墙）是通过执行一系列针对HTTP/HTTPS的安全策略来专门为Web应用提供加固的产品。

在市场上，有各种价格各种功能和选项的WAF。在一定程度上，WAF能为Web应用提供安全性，但是不能保证完全的安全。

12.2.1.2. 常见功能

• 检测异常协议，拒绝不符合HTTP标准的请求
• 对状态管理进行会话保护
• Cookies保护
• 信息泄露保护
• DDoS防护
• 禁止某些IP访问
• 可疑IP检查

• 安全HTTP头管理

  • X-XSS-Protection
  • X-Frame-Options

• 机制检测

  • CSRF token
  • HSTS

12.2.1.3. 布置位置

按布置位置，WAF可以分为云WAF、主机防护软件和硬件防护。云WAF布置在云上，请求先经过云服务器而后流向主机。主机防护软件需要主机预先安装对应软件，如mod_security、ngx-lua-waf等，对主机进行防护。硬件防护指流量流向主机时，先经过设备的清洗和拦截。

12.2.2. 防护方式

WAF常用的方法有关键字检测、正则表达式检测、语法分析、行为分析、声誉分析、机器学习等。

基于正则的保护是最常见的保护方式。开发者用一些设定好的正则规则来检测载荷是否存在攻击性。基于正则的防护较为简单，因此存在一些缺点。例如只能应用于单次请求，而且正则很难应用到一些复杂的协议上。

基于语法的分析相对正则来说更快而且更准确，这种分析会把载荷按照语法解析成的符号组，然后在符号组中寻找危险的关键字。这种方式对一些载荷的变式有较好的效果，但是同样的，对解析器要求较高。

基于行为的分析着眼的范围更广一些，例如攻击者的端口扫描行为、目录爆破、参数测试或者一些其他自动化或者攻击的模式都会被纳入考虑之中。

基于声誉的分析可以比较好的过滤掉一些可疑的来源，例如常用的VPN、匿名代理、Tor节点、僵尸网络节点的IP等。

基于机器学习的WAF涉及到的范围非常广，效果也因具体实现和场景而较为多样化。

除了按具体的方法分，也可以根据白名单和黑名单的使用来分类。基于白名单的WAF适用于稳定的Web应用，而基于黑名单则适合处理已知问题。

12.2.3. 扫描器防御

• 基于User-Agent识别
• 基于攻击载荷识别
• 验证码

12.2.4. WAF指纹

• 额外的Cookie
• 额外的Header
• 被拒绝请求时的返回内容
• 被拒绝请求时的返回响应码
• IP

12.2.5. 绕过方式

12.2.5.1. 基于架构的绕过

• 站点在WAF后，但是站点可直连
• 站点在云服务器中，对同网段服务器无WAF

12.2.5.2. 基于资源的绕过

• 使用消耗大的载荷，耗尽WAF的计算资源
• 提供大量的无效参数

12.2.5.3. 基于解析的绕过

• 字符集解析不同

• 协议覆盖不全

  • POST的JSON传参 / form-data / multipart/form-data

• 协议解析不正确
• 站点和WAF对https有部分不一致

• WAF解析与Web服务解析不一致

  • 部分ASP+IIS会转换 %u0065 格式的字符
  • Apache会解析畸形Method
  • 同一个参数多次出现，取的位置不一样
  • HTTP Parameter Pollution (HPP)
  • HTTP Parameter Fragmentation (HPF)

12.2.5.4. 基于规则的绕过

• 等价替换

  • 大小写变换

    • select => sEleCt
    • <sCrIpt>alert(1)</script>

  • 字符编码

    • URL编码
    • 十六进制编码
    • Unicode解析
    • Base64
    • HTML
    • JSFuck
    • 其他编码格式

  • 等价函数
  • 等价变量
  • 关键字拆分
  • 字符串操作

• 字符干扰

  • 空字符

    • NULL (x00)
    • 空格
    • 回车 (x0d)
    • 换行 (x0a)
    • 垂直制表 (x0b)
    • 水平制表 (x09)
    • 换页 (x0c)

  • 注释

• 特殊符号

  • 注释符
  • 引号（反引号、单引号、双引号）

• 利用服务本身特点

  • 替换可疑关键字为空

    • selselectect => select

• 少见特性未在规则列表中

12.2.6. 参考链接

• WAF攻防研究之四个层次Bypass WAF
• 我的WafBypass之道 SQL注入篇
• WAF through the eyes of hackers