使用Nginx+Lua实现的WAF

waf

使用Nginx+Lua实现自定义WAF（Web application firewall）

##版权声明 严重参考（照抄）https://github.com/loveshell/ngx_lua_waf

###需求产生 由于原生态的Nginx的一些安全防护功能有限，就研究能不能自己编写一个WAF，参考（照抄）Kindle大神的ngx_lua_waf，自己尝试写一个了，使用两天时间，边学Lua，边写。不过不是安全专业，只实现了一些比较简单的功能：

####功能列表：

1. 支持IP白名单和黑名单功能，直接将黑名单的IP访问拒绝。
2. 支持URL白名单，将不需要过滤的URL进行定义。
3. 支持User-Agent的过滤，匹配自定义规则中的条目，然后进行处理（返回403）。
4. 支持CC攻击防护，单个URL指定时间的访问次数，超过设定值，直接返回403。
5. 支持Cookie过滤，匹配自定义规则中的条目，然后进行处理（返回403）。
6. 支持URL过滤，匹配自定义规则中的条目，如果用户请求的URL包含这些，返回403。
7. 支持URL参数过滤，原理同上。
8. 支持日志记录，将所有拒绝的操作，记录到日志中去。
9. 日志记录为JSON格式，便于日志分析，例如使用ELKStack进行攻击日志收集、存储、搜索和展示。

####WAF实现 WAF一句话描述，就是解析HTTP请求（协议解析模块），规则检测（规则模块），做不同的防御动作（动作模块），并将防御过程（日志模块）记录下来。所以本文中的WAF的实现由五个模块(配置模块、协议解析模块、规则模块、动作模块、错误处理模块）组成。

####Nginx + Lua部署

环境准备 [root@nginx-lua ~]# cd /usr/local/src 首先，现在Nginx安装必备的Nginx和PCRE软件包。

[root@nginx-lua src]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.9.4.tar.gz
[root@nginx-lua src]# wget ftp://ftp.csx.cam.ac.uk/pub/software/programming/pcre/pcre-8.37.tar.gz

其次，下载当前最新的luajit和ngx_devel_kit (NDK)，以及春哥（章）编写的lua-nginx-module

  [root@nginx-lua src]# wget http://luajit.org/download/LuaJIT-2.0.4.tar.gz
  [root@nginx-lua src]# wget https://github.com/simpl/ngx_devel_kit/archive/v0.2.19.tar.gz
  [root@nginx-lua src]# wget https://github.com/openresty/lua-nginx-module/archive/v0.9.16.tar.gz

最后，创建Nginx运行的普通用户 [root@nginx-lua src]# useradd -s /sbin/nologin -M www

解压NDK和lua-nginx-module

    [root@openstack-compute-node5 src]# tar zxvf v0.2.19 解压后为ngx_devel_kit-0.2.19
    [root@openstack-compute-node5 src]# tar zxvf v0.9.10解压后为lua-nginx-module-0.9.16

安装LuaJIT Luajit是Lua即时编译器。

  [root@openstack-compute-node5 src]# tar zxvf LuaJIT-2.0.3.tar.gz 
  [root@openstack-compute-node5 src]# cd LuaJIT-2.0.3
  [root@openstack-compute-node5 LuaJIT-2.0.3]# make && make install

安装Nginx并加载模块

  [root@openstack-compute-node5 src]# tar zxvf nginx-1.9.4.tar.gz 
  [root@openstack-compute-node5 src]# cd nginx-1.9.4
  [root@openstack-compute-node5 nginx-1.9.4]# export LUAJIT_LIB=/usr/local/lib
  [root@openstack-compute-node5 nginx-1.9.4]# export LUAJIT_INC=/usr/local/include/luajit-2.0
  [root@openstack-compute-node5 nginx-1.9.4]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=www --group=www     --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --with-file-aio --with-http_dav_module --add-module=../ngx_devel_kit-0.2.19/ --add-module=../lua-nginx-module-0.9.16/ --with-pcre=/usr/local/src/pcre-8.37 
  [root@openstack-compute-node5 nginx-1.5.12]# make -j2 && make install

  [root@openstack-compute-node5 ~]# ln -s /usr/local/lib/libluajit-5.1.so.2 /lib64/libluajit-5.1.so.2

如果不创建符号链接，可能出现以下异常： error while loading shared libraries: libluajit-5.1.so.2: cannot open shared object file: No such file or directory

#####测试安装 安装完毕后，下面可以测试安装了，修改nginx.conf 增加第一个配置。

        location /hello {
                default_type 'text/plain';
                content_by_lua 'ngx.say("hello,lua")';
        }
    
[root@openstack-compute-node5 ~]# /usr/local/nginx-1.9.4/sbin/nginx –t
[root@openstack-compute-node5 ~]# /usr/local/nginx-1.9.4/sbin/nginx

然后访问http://xxx.xxx.xxx.xxx/hello 如果出现hello,lua。表示安装完成,然后就可以。

注意：也可以直接部署春哥的开源项目：https://github.com/openresty

OpenResty部署

安装依赖包
# yum install -y readline-devel pcre-devel openssl-devel
# cd /usr/local/src
下载并编译安装openresty
# wget https://openresty.org/download/ngx_openresty-1.9.3.2.tar.gz
# tar zxf ngx_openresty-1.9.3.2.tar.gz
# cd ngx_openresty-1.9.3.2
# ./configure --prefix=/usr/local/openresty-1.9.3.2 \
--with-luajit --with-http_stub_status_module \
--with-pcre --with-pcre-jit
# gmake && gmake install
# ln -s /usr/local/openresty-1.9.3.2/ /usr/local/openresty

测试openresty安装
# vim /usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf
server {
    location /hello {
            default_type text/html;
            content_by_lua_block {
                ngx.say("HelloWorld")
            }
        }
}
# /usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx -t
nginx: the configuration file /usr/local/openresty-1.9.3.2/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/openresty-1.9.3.2/nginx/conf/nginx.conf test is successful
# /usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx
Hello World
# curl http://192.168.199.33/hello
HelloWorld

####WAF部署

#git clone https://github.com/unixhot/waf.git
#cp -a ./waf/waf /usr/local/openresty/nginx/conf/

修改Nginx的配置文件，加入以下配置。注意路径，同时WAF日志默认存放在/tmp/日期_waf.log
#WAF
    lua_shared_dict limit 50m;
    lua_package_path "/usr/local/openresty/nginx/conf/waf/?.lua";
    init_by_lua_file "/usr/local/openresty/nginx/conf/waf/init.lua";
    access_by_lua_file "/usr/local/openresty/nginx/conf/waf/access.lua";

[root@openstack-compute-node5 ~]# /usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx –t
[root@openstack-compute-node5 ~]# /usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx