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百度讲师:以struts2 为例,教你打造一款互联网思维的安全防御 | 硬创公开课(附讲稿全文和PPT)

本文作者:李勤 2017-03-16 15:54 专题:硬创公开课
导语:百度安全资深安全工程师小灰灰告诉你,如何建立一个有效的企业级安全防御。

小明和小红是邻居。

小明会点儿技术,他暗恋小红。

但是情商低的小明在小红不知情的情况下,入侵了邻居小红的网络,顺手从小红电脑里偷出了小红的各种生活照,并做了轰天动地的表白网站,配上了这些图,自以为特别成功地发给了小红。

小明,卒。

表白不成功不是啥事。世界上最痛苦的事儿,莫过于有人入侵了你家的网络,你却不知道。互联网早已经变成了一个没有硝烟的战场。

对个人用户而言,可能是隐私信息、电子财产被盗等,对企业网络而言,形势可能更严峻。

无时无刻,有成千上万的扫描器在不停地扫,有各种各样的系统、中间件、web 程序被曝出漏洞。有那么一群人,为了盗取用户数据、发动 DDoS 攻击、勒索等,疯狂发起攻击。

其实攻击并不可怕,有数据显示,98%的攻击都是试探性的。可怕的是攻击成功——入侵。如何抵抗入侵、及早发现入侵,甚至在萌芽阶段就能阻止入侵,对一个企业网络异常重要。

3月15日,百度安全资深安全工程师小灰灰在雷锋网硬创公开课中,按照自己的实操经验,详细讲解了如何建立一个有效的企业级安全防御。

嘉宾简介

小灰灰,百度安全资深安全工程师,主要负责百度业务应急响应、入侵排查、0Day 分析等,同时是百度安全监控体系建设技术负责人。主要技术攻关方向为 Web 安全及硬件安全。

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视频讲稿

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由于曾就职在乙方安全公司,现在负责甲方安全,所以对整体的国内安全状态、各方优势以及存在的一些不足都有一些理解&感触。

百度讲师:以struts2 为例,教你打造一款互联网思维的安全防御 | 硬创公开课(附讲稿全文和PPT)整体上来看,国内以BAT为首的互联网公司,安全地位都比较高,整体研发能力也很强,基本上各大的安全系统都是自研,灵活性、效果、性能方面都有较大的优势。而国内一些中小型企业,由于整体人员分配、资金投入、业务安全风险等各方面原因吧,处于想做安全但是人力不足、专业技能人员不足,主要靠大量的购买盒子类产品、安全服务等保障公司网络安全。

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上图是我亲身经历的很多 case 挑了几个典型代表。可以看见,针对这些安全研发能力一般的(估计这方面研发能力强的,也只有大型互联网公司+一些金融机构了)公司,看起来像是投入了很多资源,也很重视安全(一些定期汇报之类的),但是实际效果其实很差。不是他们不想做好,只是可能缺少了正确的方法。

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那么试想下,当前两天的struts2 远程命令漏洞来了,可以预见到,这些企业大多都会被无情的入侵。工程师早上上班一来,发现页面被人改了、数据被人偷了、还搞了个locky病毒:要想赎回数据,请交钱。

所以我希望我能通过介绍互联网公司的,包含理念和具体方法的最佳实践,能够帮助这些企业在安全建设方面开拓些思路,改善下当前买了安全、做了安全但又经常处处挨打的处境。

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知己知彼,百战不殆。首先我们来看看黑客们都是如何入侵到企业网络中的,以及他们都做了什么恶事儿。

看起来,他们还是有几个主要途径的,这里面最重要的 莫过于web系统了。暴露的服务越多,遭受攻击的可能性就越大。而且黑客获取服务器权限后还会进一步漫游内网,获取更多资源。

说到web系统,不得不提扫描器。其实黑客大多数也很忙,没有时间针对每个网站一点点人工测试,大多数是这么做的:开一堆扫描器,任其疯狂扫描,坐等最终结果。如果结果中有了一些中高危漏洞,他们便尝试去利用,这时候才开始针对性测试。所以,扫描算是一个重要入口了吧,如果能挡住点扫描行为,扰乱扫描器这群傻机器,其实也可以很大程度上增强安全性了。

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对webserver进行些加固、用个效果不错的waf抵挡扫描器的探测、同时自己也用扫描器提前扫一下,针对已知漏洞还是有很大效果的。

但是针对struts2 s2-045 这样的0day漏洞,效果就很有限了。那如何在0day下,也有一部分的防御&感知能力呢?

由于是0day,第一时间:

Ø 没有规则,无法拦截

Ø 没有poc详情,无法扫描

但是,利用漏洞必定会 有攻击路径

Ø 特征(主要是 已入侵,得到shell的方法)

Ø 行为(主要是进一步攻击,漫游,扩大战果)

所以这时,用安全监控作为弥补,感知已入侵的入侵特征和行为,及时发现黑客入侵并应急处置,将变得异常重要和有效。

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下面,我会从这三个方面给大家介绍下互联网公司一般是如何做的,以及需要注意的问题。着重讲下安全监控的思路。其中的一些实践经验总结来自于大量的攻防对抗、入侵排查、0day应急处理。

关于扫描器,我们需要明白,扫描器并不是万能的,他主要的作用有两个:

  • 已知问题提前发现,先于黑客发现并修复漏洞,防止被外界利用 

  • 新问题 快速review(0day、SRC、其他公司等近期多发高危case)

扫描器只能是一个公司安全整体情况的晴雨表,通过扫描结果反馈不足并不断改进。而这个晴雨表的效果来自于整体扫描能力的构建。

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如何评判一个扫描系统是否优秀呢?Poc的数量、质量、是否有智能识别是一个很重要的指标。数量代表了能扫到的漏洞范围(但切记范围要本地化、实用,一些老旧、无大风险的漏洞其实并没有必要),质量代表了扫描效果(例如sql注入扫描poc,是否覆盖了各种注入类型等),智能识别能极大的降低由于“傻扫”带来的资源占用、任务时间延长。

另一个常见问题是大多数扫描器资产发现能力很弱,单靠爬虫等会使得扫描输入源(访问url和参数)很有限,输入源少了,自然整体扫到的漏洞也少。一种有效的方法是通过流量中、浏览器插件、access日志等获取更多的输入源补充到扫描任务中。

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如果不满足商业扫描器的功能&灵活性,或者希望更深入了解扫描器的原理,或者干脆自己实现一款扫描器,那么可以参考下W3AF(如上图所示)W3AF是一款很优秀的开源扫描器,使用python语言实现。其中的audit模块包含了常见漏洞的检测及判断方法。而crawl模块包含了爬虫、google hacking、dictionary list等多种资产发现方式。整体上来看,很具有参考价值。

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WAF通常是放在了一些中小型企业DMZ区域的最外侧。同样的,WAF也不是万能的,别指望有了WAF就一切万事大吉了(这是大家一直的误区)。它所解决的问题,其一是让扫描器得不到想要的结果,混淆扫描器;其二是在拦截0day方面,由于是最外侧入口,有着不可比拟的优势,在业务没有统一修复之前,针对性利用代码,防范0day。

同时WAF也可以作为一些数据产出,比方说根据近期攻击情况做防御调整,比方说收集最新的POC等。

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上面第一个是我们从WAF收集到的具有攻击性的POC(poc放出当天就发现了)。下面的两个是我们收集到的构造十分精巧的POC,后来放在我们一部分扫描规则中。

既然我已经说了,WAF在0day拦截方面有着非常好的效果,那么大家就跟随我一起,实际做下这次的struts2 0day在waf上的防御吧。

首先让我们先对struts2进行下漏洞分析。

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首先diff代码,发现删除了LocalizedTextUtil.findText(......);。由于这次poc也很快放出来了,时间原因我们取个巧,一会,边触发poc边单步调试。

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以上我们只通过diff代码向上回溯LocalizedTextUtil.findText函数的调用关系,便找到了重要信息:该漏洞的触发是在content type中,而且包含multipart/form-data时。

但是跟进了下findText寻找触发命令执行的关键点,并没有发现什么有价值信息(分支条件很多,不知道走到哪了)。这时候,poc上场(如果没有poc,这个分析将会技术要求很高了)。

Poc如下:

header["Content-Type"]="aaa_multipart/form-data %{#_memberAccess=@ognl.OgnlContext@DEFAULT_MEMBER_ACCESS,@java.lang.Runtime@getRuntime().exec('calc')};"

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单步调试,发现走到evaluator.evaluate(var),弹出计算器。

分析之后,漏洞成因已经很清晰了。

Content type中包含multipart/form-data 而且内容包含%{….}  、 ${….} 的,中间内容会被当做 ognl 表达式执行,从而引发命令执行。 

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上图是做 %{….}  、 ${….}的判断。

通过分析后,把相关规则上到WAF上,保证了WAF拦截的有效性和防绕过。

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关于监控,主要的思路是数据采集+数据分析。而采集方面,包含的内容非常之多,我们这里只看下通过hook大法实现的安全监控。这一类监控通常是在漏洞发生的最根本位置进行恶意识别,所以其获取到的报警通常效果最好。

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例如常见的SQL注入漏洞,好一点的情况是最外层有waf做拦截,但是waf存在各种各样的绕过&误伤等等,况且很多公司根本没有没有部署WAF。同时扫描器针对这种漏洞扫描起来也比较困难,需要考虑多种注入方式。那么如何有效的对SQL注入进行识别,做到:如果存在注入攻击便及时报警呢?hook 数据库拿到查询日志并进行分析是一个很有效的方案。为了简化,这里直接取数据库的查询日志log做分析(实际场景采用DB Proxy类技术会有更好的性能和稳定性)

由于每次的请求(包括攻击请求)已经转化为对应的数据库查询操作,故已经无需考虑编码解码、引号闭合等问题,只需要关注是否存在异常的查询。例如:如果存在 union all select null,null 这样的查询操作,便为明显的数据库注入测试行为,并且关键的是,这种行为已经完成了引号闭合等动作,是一次成功查询。

那么现在要做的,就是格式化查询,最终匹配出恶意查询行为并报警。

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在演示例子中,我们实现了对查询进行语法解析并且替换字符串的功能。

图上第一行为原始查询,第二行是经过解析和字符串替换后的查询,可以清楚的看到,

第一次查询为正常的业务请求

第二次查询被解析成了select xx from xx where name =’s’ union all select null,null --。这是一个明显的注入测试操作并且匹配了union all select null,null的规则

第三次 实际上仍然是黑客在做注入测试,只不过没有成功闭合引号,一大串查询测试仅是被当做成了一个长字符串。

通过这种方法,仅需要预定义几种注入攻击特征,便能很高效的对SQL这种攻击进行监控识别。

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PHP引擎的hook以及redis的hook也是类似原理,从最根本层面发现入侵行为,排除其他干扰因素。

篇幅的关系,这里不详细介绍。

我们再来看看基于流量的监控。其实这一块很早大家就在做,传统的IPS、IDS就是做的这块,也有很多人搭建开源的snort等系统。但是实际效果来看,这些硬件、软件系统都没有发挥太大的价值,究其原因,有可能一个是规则方面的问题,数量大而又老旧;一个是理念方面的问题,只着眼于一个方向的特征识别(请求或返回)。

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其实基于流量方面的监控(这里指外部流量,非IDC内部),能做的事情非常的多,但是还是那个问题,覆盖的太多 or 太宽泛,都会导致报警指数级增加,真正有用信息被淹没。另一方面,外界的各种扫描是无时无刻的,这些信息触发的报警实际上是无价值的。

如果只关注有效入侵&攻击成功的高危漏洞,整体量级就会小很多,而且这些才是我们真正需要处理的。

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在基于流量的监控方面,大带宽下数据包捕获是一个很棘手的问题。好在现在有PF_RING、DPDK等高性能数据包捕获方案做支持。这两种方案,都能达到线速收发,而新的瓶颈,似乎放到了如何快速解析4层or 7层协议的问题上了。

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而在入侵行为的识别上,现在普遍的一种观点是识别请求与响应报文,通过匹配两个方向,找出已经入侵成功反弹shell 上传shell等,或者利用高危漏洞(例如redis 远程命令执行、代理漏洞等)成功的情况,这种报警一般非常准确并且不像是传统IDS那样量级巨大。

最后,我们来看一下以这次的struts2 为例,应急响应的流程该如何做。

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如上只是一种推荐的应急响应流程,具体实施还得看企业的安全能力、漏洞种类等多种情况。

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最后,其实一个企业能不能做好安全,技术只是一方面,同时还要看公司整体的支持、公司领导的支持、体系架构的建设等很多管理因素。但是不管现阶段如何,总有方法可以改善并且做的更好。

公开课视频

读者问答

1.发现被黑客利用 ST2-045 漏洞攻击,如何第一时间修补漏洞降低损失?

百度小灰灰:我们经常遇到的case是,当一台机器被入侵后,黑客有可能会将这台机器种植后门,当做跳板,进行内网漫游,进一步入侵,时间通常很快。这台机器如果不停,一条鱼会搅得一锅腥味,影响到期他机器,影响将扩大。

所以,建议先下线服务,或至少把外网先下了,再进行安全排查,看是否有可疑进程和网络链接,如果判断确认没有问题,就可重新部署服务,强烈建议重装系统再部署服务。

对于修复,建议替换成官网最新的 struts2 的 jar 包。经常遇到的问题是,业务线系统非常久远,老的 jar包替换成新的 jar 包,会遇到很多不可预知的问题,这时建议使用 filter拦截器拦截content type中的恶意内容。

2.对于类似漏洞,企业今后应该做好哪些方面的防护体系?

百度小灰灰:把问题扼杀在萌芽中通常效果最好,也就是说,在编码阶段,就要防止很多漏洞。比如,SQL 注入,要求开发者强制使用参数化查询,不使用拼接的方式。同时,大多数企业有很多安全设备,这些设备的最大问题是没有对规则进行精细化设置,导致很多设备报警过多,都不知道哪些是真实有效的,处于无法运维状态。所以,要优化规则,高优关注攻击行为。

如果企业自身安全能力有限,做一些外界的众测,也比较有效。但是做众测不是单单为了找漏洞,更重要的是反馈企业的应用存在哪类问题。比如,众测发现企业存在两三个 SQL 注入的漏洞,就需要告诉我们的开发人员,可能有大量这些漏洞的存在,我们需要排查,解决类似问题,同时设定相应标准,以后用安全的方式避免问题再次发生。

3.对系统漏洞怎么进行评估风险,确定修复的必要性?漏洞修复的流程步骤如何?对于像大规模主机的漏洞修复又该如何进行修复更科学或快速?

百度小灰灰:如何评估?比如,linux 有些系统组件存在存在溢出问题,有安全风险,这种漏洞通常在入侵到内网后才能触发,修与不修,安全整体收益不大。但是,如果修复,产生的不可控性比漏洞更严重,甚至会引发中断业务,这种业务就不能接受。

比如,glibc版本过低,使用gethostbyname()可能会造成安全风险。但是贸然升级glibc会导致大量的依赖风险,对业务可能造成巨大影响。推荐的方法是,排查对外业务,如果使用了gethostbyname(),需要进行升级。否则内网中大量系统,不升级风险也不是太大。

漏洞的修复步骤,我只说下 WEB 漏洞的修复,系统漏洞方法类似。建议安全人员指导研发人员来修复,比如,SQL 注入,安全人员会对开发人员说,xxx 处存在 xx 类型的 SQL 注入漏洞,使用参数化查询,不要用拼接的方式,同时告知该漏洞的具体风险。而开发人员对参数查询很清晰,修复起来很容易。对方需要知道的是漏洞的类别、危害和修复方法的方向,如果能给他代码级的修复方法更好。所以我们也可以写文档,总结常见漏洞的修复方法,让他学习和修复,但是他修复完你必须进行复测,如果复测没有问题,工单或者流程就可以关闭。

针对大规模主机的漏洞修复,如果规模很大,势必会有统一的运维系统去进行操作、部署,不会让你一个一个去安装。所以,你要和运维人员沟通,为什么必须修复,给出必要性,让运维人员进行灰度测试,比如,有 20 万台机器,先对2000台机器进行灰度测试没有问题,,再上一些机器测试,按部就班地进行。

4.请您推荐下比较好用的开源扫描器。

百度小灰灰:其实,我之前也推荐了 W3AF 的扫描器。为什么选它,一则是用Python语言写的,安全工程师一般对python上手很容易。其次,这是开源扫描器,我们主要是借鉴扫描思路,甚至可以自己写一个扫描器。比方说他的audit审计模块,会包含大量常见漏洞的检测和判断方式和规则,参考这些规则就知道如何去实现一个扫描器了。

5.怎么才能成为您的同事?(实习生、正式员工)

百度小灰灰:

  •  实习生:要求有安全背景、大量攻防对抗经验。

  • 正式员工:要求更高,需要是在攻防领域比较牛的人。

一句话:能力强就ok。有兴趣的同学可以发简历到 security@baidu.com 。

以上就是本次雷锋网(公众号:雷锋网)硬创公开课的全部总结文,如果想看到更多网络安全干货,请关注雷锋网宅客频道,多多参与雷锋网硬创公开课。如果你有特别期待的嘉宾,也可在雷锋网宅客频道公众号里留言,或许,你的男神/女神就会来讲课啦!

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