OpenRestyWAF详解

一、OpenRestyWAF简介

OpenRestyWAF是一个基于OpenResty的高性能Web应用防火墙（WAF）模块，支持常见的SQL注入、XSS、文件包含、目录遍历等攻击，并具备一定的异常请求处理和IP/URL黑白名单功能。

OpenResty基于Tengine，是一个全功能的Web应用服务器，其最大的特点在于可以通过Lua编写配置文件实现以下功能：

①API网关

②静态文件服务

③反向代理和负载均衡

④动态页面和模板引擎支持

⑤Web应用防火墙（WAF）

这使得OpenRestyWAF具备高度的可扩展性和自定义性，同时也能够充分利用Lua语言的灵活性和高效性。

二、OpenRestyWAF特点

1.支持高性能Web应用架构

OpenRestyWAF使用了Nginx作为Web服务器，将WAF通过Lua模块集成进来，在不影响性能的情况下提供了强大的Web应用安全防护措施。

2.多种攻击检测规则

OpenRestyWAF通过内置的安全检测规则，支持多种Web应用安全攻击检测，如SQL注入、跨站脚本（XSS）等常见攻击方式。

3.支持自定义规则

除了内置的安全检测规则外，OpenRestyWAF也支持自定义规则，可以为开发者提供更多的个性化保护和安全扩展。

4.支持白名单和黑名单

OpenRestyWAF支持根据IP、URL等方式维护白名单和黑名单，可以有效的过滤掉非正常请求和恶意请求。

5.良好的日志记录和告警机制

OpenRestyWAF通过丰富的日志记录和告警机制，可以让管理员快速识别Web应用安全威胁，并采取有效的措施。

三、OpenRestyWAF的使用示例

在使用OpenRestyWAF前，需要先安装OpenResty和OpenRestyWAF模块，以Ubuntu系统为例，可以使用以下命令安装：

# 安装OpenResty依赖库
sudo apt-get install libreadline-dev libncurses5-dev libpcre3-dev libssl-dev perl make build-essential
# 下载OpenResty
wget https://openresty.org/download/openresty-1.19.3.1.tar.gz
tar -xzvf openresty-1.19.3.1.tar.gz
cd openresty-1.19.3.1
# 配置、编译和安装
./configure --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module
make -j2
sudo make install
# 下载和安装OpenRestyWAF
wget https://github.com/zhangxiangliang/openresty-waf/archive/master.zip -O openresty-waf-master.zip
unzip openresty-waf-master.zip
cd openresty-waf-master/
cp -r lua /usr/local/openresty/
cd /usr/local/openresty/lualib/
mkdir waf
cp /usr/local/openresty/lua/waf/* waf/

在OpenResty的配置文件中添加如下代码段，启用OpenRestyWAF模块：

http {
    lua_shared_dict waf_cache 10m;
    lua_package_path "/usr/local/openresty/lualib/?.lua;;";
    lua_package_cpath "/usr/local/openresty/lualib/?.so;;";
    
    init_by_lua_block {
        require "waf"
        waf:init()
    }
    
    server {
        listen 80;
        server_name example.com;
     
        location / {
            content_by_lua_block {
                ngx.say("Hello World!")
            }
        }
     
        access_by_lua_block {
            if waf:exec() then
                ngx.exit(ngx.HTTP_FORBIDDEN)
            end
        }
    }
}

以上代码段定义了一个HTTP服务器，其默认端口为80，使用了OpenResty的Lua API实现了一个Hello World程序。最后添加了access_by_lua_block代码块，在其中使用waf:exec()方法检测是否有攻击行为，并对攻击进行拦截。

四、OpenRestyWAF的配置文件

OpenRestyWAF的配置文件是一个以Lua编写的脚本文件，定义了OpenRestyWAF的参数和规则。以下是一个简单的配置文件示例：

-- WAF配置文件入口
local config = {
    debug          = false,
    rule_path      = "/usr/local/openresty/lualib/waf/rules",
    ip_whitelist   = {"127.0.0.1"},
    ip_blocklist   = {},
    uri_whitelist  = {},
    uri_blocklist  = {},
    args_whitelist = {},
    args_blocklist = {},
    ua_whitelist   = {},
    ua_blocklist   = {},
    cookie_whitelist = {},
    cookie_blocklist = {},
}

-- 载入自定义规则
local user_rule = require "user_rule"
user_rule.load_rules(config)

-- 初始化WAF
function init()
    local waf = require "waf"
    waf:init(config)
end

return {
    init = init,
    config = config
}

配置文件中定义了debug、rule_path、ip_whitelist、ip_blocklist、uri_whitelist、uri_blocklist、args_whitelist、args_blocklist、ua_whitelist、ua_blocklist、cookie_whitelist和cookie_blocklist等参数。其中，debug为布尔值，用于开启或关闭调试模式；rule_path指定外部规则库文件的路径；ip_whitelist和ip_blocklist分别指定IP白名单和黑名单等。

值得注意的是，OpenRestyWAF的配置文件具备高度灵活性和可扩展性，可以自由定义参数和规则，以满足不同Web应用安全需求。

五、OpenRestyWAF的安全防护能力

作为一个高性能Web应用防火墙模块，OpenRestyWAF具备多种安全防护能力，以下将从SQL注入、XSS、文件包含和目录遍历等方面进行阐述。

1.SQL注入防护

SQL注入是一种利用Web应用程序中的漏洞，通过恶意注入SQL语句，从而破坏或者修改数据库数据的攻击方式。使用OpenRestyWAF可以轻松的防御SQL注入攻击，以下是一个示例代码：

-- SQL注入检测规则
function check_sql_injection(args)
    if args then
        for key, val in pairs(args) do
            if type(val) == "string" then
                if ngx.re.match(val, "(union%b()%b())") then
                    waflog("[SQL Inject]", "key:", key, ",value:", val)
                    return true
                elseif ngx.re.match(val, "\\bselect\\b%s.+\\bfrom\\b") then
                    waflog("[SQL Inject]", "key:", key, ",value:", val)
                    return true
                elseif ngx.re.match(val, "\\binsert\\b%s+\\binto\\b") then
                    waflog("[SQL Inject]", "key:", key, ",value:", val)
                    return true
                elseif ngx.re.match(val, "\\bupdate\\b%s+\\bset\\b") then
                    waflog("[SQL Inject]", "key:", key, ",value:", val)
                    return true
                elseif ngx.re.match(val, "\\bdelete\\b%s+\\bfrom\\b") then
                    waflog("[SQL Inject]", "key:", key, ",value:", val)
                    return true
                end
            end
        end
    end

    return false
end

-- 在access_by_lua_block中添加如下代码实现SQL注入检测
if check_sql_injection(ngx.req.get_uri_args()) then
    ngx.exit(ngx.HTTP_FORBIDDEN)
end

2.XSS防护

XSS（Cross-site scripting）攻击是指恶意攻击者通过注入恶意脚本，利用网站漏洞在用户的浏览器上执行指定的脚本，盗取用户的信息等。使用OpenRestyWAF可以轻松的防御XSS攻击，以下是一个示例代码：

-- XSS检测规则
function check_xss(args)
    if args then
        for key, val in pairs(args) do
            if type(val) == "string" then
                if ngx.re.match(val, "<%s*[sS][cC][rR][iI][pP][tT].*>") then
                    waflog("[XSS Attack]", "key:", key, ",value:", val)
                    return true
                elseif ngx.re.match(val, "src=[\\\"\\']?(javascript|vbscript|data):") then
                    waflog("[XSS Attack]", "key:", key, ",value:", val)
                    return true
                elseif ngx.re.match(val, "href=[\\\"\\']?(javascript|vbscript|data):") then
                    waflog("[XSS Attack]", "key:", key, ",value:", val)
                    return true
                end
            end
        end
    end

    return false
end

-- 在access_by_lua_block中添加如下代码实现XSS防护
if check_xss(ngx.req.get_uri_args()) then
    ngx.exit(ngx.HTTP_FORBIDDEN)
end

3.文件包含防护

文件包含攻击是指恶意攻击者通过Web应用程序的漏洞，成功的访问到Web服务器的系统文件或命令执行功能，达到控制服务器的目的。使用OpenRestyWAF可以轻松的防御文件包含攻击，以下是一个示例代码：

-- 文件包含检测规则
function check_file_include(args)
    if args then
        for key, val in pairs(args) do
            if type(val) == "string" then
                if ngx.re.match(val, "\\b(include|require)(_once)?\\b%s*\\(") then
                    waflog("[File Include Attack]", "key:", key, ",value:", val)
                    return true
                end
            end
        end
    end

    return false
end

-- 在access_by_lua_block中添加如下代码实现文件包含防护
if check_file_include(ngx.req.get_uri_args()) then
    ngx.exit(ngx.HTTP_FORBIDDEN)
end

4.目录遍历防护

目录遍历攻击是指恶意攻击者通过Web应用程序的漏洞，成功的读取到Web服务器的目录文件或命令执行功能，达到控制服务器的目的。使用OpenRestyWAF可以轻松的防御目录遍历攻击，以下是一个示例代码：

-- 目录遍历检测规则
function check_directory_traversal(args)
    if args then
        for key, val in pairs(args) do
            if type(val) == "string" then
                if ngx.re.match(val, "%.%.[\\/%%]") then
                    waflog("[Directory Traversal Attack]", "key:", key, ",value:", val)
                    return true
                elseif ngx.re.match(val, "[\\/%%]%.%.[\\/%%]") then
                    waflog("[Directory Traversal Attack]", "key:", key, ",value:", val)
                    return true
                end
            end
        end
    end

    return false
end

-- 在access_by_lua_block中添加如下代码实现目录遍历防护
if check_directory_traversal(ngx.req.get_uri_args()) then
    ngx.exit(ngx.HTTP_FORBIDDEN)
end