Web application-security

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 defense2. Modsecurity (mod_sec)

Web Application attack and Defense

Web Application Security

Nền tảng Website phổ biến:

• Apache (httpd)

• Nginx

• IIS

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

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

Client – Side

Server - Side

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

+ +

Web services: Databases:Languages:


1 Website có thể bị tấn công như thế nào?

• 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 Web Application

• 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)


Lổ hổng Web Application

1. Injection (SQLi, LDAPi, OS command injection,…)2. Cross Site Scripting (XSS)3. Broken Authentication and Session Management (Nguy cơ về quản lý

phiên/session)4. Insecure Direct Object References (Các lổ hổng trong tham chiếu)5. Cross Site Request Forgery (CSRF)6. Security Misconfiguration (Lổ hổng trong cấu hình, triển khai dịch vụ web,…)7. Insecure Cryptographic Storage (Lổ hổng trong mã hoá dữ liệu nhạy cảm)8. Failure to Restrict URL Access (Các lổ hổng quyền hạn truy cập url nhạy cảm)9. Insufficient Transport Layer Protection (Lổ hổng đường truyền)10. Unvalidated Redirects and Forwards (Các lổ hổng chuyển hướng)

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


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)• …..


Định nghĩa:

1. SQL injection

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


Ví dụ:

1. SQL injection

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

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

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 chuyenmucÞ 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.


Định nghĩa:

2. XSS

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.


Định nghĩa:

2. XSS


Ví dụ:

2. XSS

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 Truyềngiá trị trực tiếp cho biến name:<script>alert(“Crazykid”)</script>Lúc này được javascript được gán cho biến name và in raNhư một câu lệnh chứ không phải là 1 truy vấn bình thường đoạn javascript độc hại của attacker được thực thi


Định nghĩa:

3. LFI

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


Ví dụ:

3. LFI

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

Nếu code trang view có dạng:<?php

$Bien=$_GET[‘page’];Include $Bien; ?>

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

Lúc này trở thành giống như là ta code như sau:<?php

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

Attacker có thể đọc được nội dung của tập tin passwd trong đường dẫn ../../etc/ trên server ngay chính tại trang view.

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


Định nghĩa:

3. RFI

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.vnNếu ceh.vn bị lỗi RFI thì nội dung trang vietnamnet.vn sẽ hiển hị trên ceh.vnNếu attacker đặt backdoor trên vietnamnet.vn dạng: http://www.vietnamnet.vn/shell.phpTại ceh.vn attacker truy vấn: http://ceh.vn/page?=www.vietnamnet.vn/shell.phpThì nội dung backdoor shell.php sẽ được include vào source code của ceh.vn ta cắm backdoor trưc tiếp trên ceh.vn

http://ceh.vn/page?=http://www.vietnamnet.vn

http://www.vietnamnet.vn/shell.php

http://ceh.vn/page?=www.vietnamnet.vn/shell.php


Ví dụ:

3. RFI

Code: <?php

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

Và register_globals = off

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

Input:

Out:


Định nghĩa:

3. LFD

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


Ví dụ:

3. LFD

Đoạn code sau: <?php $test=$_GET['test']; readfile($test); ?>

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


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:

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,…

Sử dụng phương pháp tự động

Sử dụng các công cụ Scan, tìm kiếm lổ hổngVí dụ: OpenSource: W3AF, Paros (Andiparos và Zed attack Proxy), Skipfish, Grabber, Zero Day Scan,…CloseSource: Acunetix, N-stalker, NeXpose, Retina, AppScan, ParosPro, ….


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

• Sử dụng Web Application Firewall


Tại sao cần Web Application Firewall?

Nếu 1 Server chứa hàng trăm website 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

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


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 gianThựcMột số sản phẩm WAF cung cấp nhiều tính năng mở rộng như: Kiểm soát Cookies, Fake port, Fake Comment, Fake Compoment, …….


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

Web Server

DatabaseServer

ReverseProxy-----WAF

(mod_sec)

User

Chú ý: WAF (Trong bài này là Mod_sec) và các luật chính của firewall tầng dưới sẽ triển khai tại ReverseProxy. 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 triểnKhai như một Server AD Backup hoặc gỡ bỏ để tiết kiệm chi phí.


Một vài thắc mắc:

Tại sao triển khai WAF trên Reverse Proxy? Để bảo toàn Web Server và các Server bên trong khi cuộc tấn công nặng nề. Attacker tiếp xúc trựcTiếp với reverse proxy. Giảm thiểu tài nguyên tiêu tốn cho Web server vì các WAF cần 1 lượng tài nguyên không nhỏ. 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 firewallApplication: 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 iptablesThực hiện các action khi cần thiết thông qua module hỗ trợ.


ModSecurity

Web Application SecurityModsecurity

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


Hoạt động ra sao?

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

Web

ResponseBody

RequestHeader

ResponseHeader

Logging

RequestBody


Hoạt động ra sao?

Modsecurity có thể kiểm soát request và reponse trong cả header và body, nếu phát hiện các dấuHiệu tấn công theo rules, Mod_sec sẽ thực hiện hoạt động đã được định sẵn theo từng Rules và ghiLogs lại các hành động đóVí 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.


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



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”



Tạo tập tin config mod_sec ví dụ modsec.conf và include tập tin này trong file cấu hình apacheTạo tập tin chứa rules cho Mod_sec ví dụ rulesmod.confTrong tập tin modsec.conf ta gõ:<IfModule mod_security2.c>

SecRuleEngine OnSeDefaultAction

“phase:1,deny,log,status:406,id:60008”Include “/etc/httpd/conf.d/rulesmod.conf”

</IfModule>

Khởi động Apache.

Sẽ giải thích rõ từng dòng khi Demo.



Tạo tập tin config mod_sec ví dụ modsec.conf và include tập tin này trong file cấu hình apacheTạo tập tin chứa rules cho Mod_sec ví dụ rulesmod.confTrong tập tin modsec.conf ta gõ:<IfModule mod_security2.c>

SecRuleEngine OnSeDefaultAction

“phase:1,deny,log,status:406,id:60008”Include “/etc/httpd/conf.d/rulesmod.conf”

</IfModule>

Khởi động Apache.

Sẽ giải thích rõ chức năng từng dòng khi Demo.


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 directorymlogc.c:2232: error: âCURL_GLOBAL_ALLâ undeclared (first use in this function)make[2]: *** [mlogc-mlogc.o] Error 1make[2]: Leaving directory `/usr/src/modsecurity-apache_2.6.0/mlogc'make[1]: *** [all-recursive] Error 1make[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.


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

SecRule VARIABLES OPERATOR [ACTIONS]

VARIABLE: (WHERE?) Vị trí So sánh

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

[ACTIONS]: (WHAT?) Xử lý ra sao

Trong đó:


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

SecRule ARGS kidSecRule ARGS|REQUEST_HEADERS:User-Agent kidSecRule 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 "

Sẽ giải thích từng dòng rules khi Demo


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

VARIABLE: (WHERE?) Vị trí So sánh



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

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



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,….



[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



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)…..


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 mộtHệ thống cụ thể nào Tính tuỳ biến, linh hoạt và bảo mật không đảm bảo bằng tự thiết kế rules


Một số tính năng mở rộng khác của Modsecurity

Fake port:



Fake robots.txt Disallow Entries



Fake hidden form fields



Làm chậm các công cụ scan lổ hổng tự động


Modsecurity Logs


Giải pháp Gui logs cho Modsecurity

Một số giải pháp nguồn mởCho việc monitor mod_secBằng giao diện đồ hoạ:Ví dụ: WAF-FLE


Và còn rất nhiều tính năng khác……


DemoQ&A

THANK YOU

Education

Web application-security