在云环境下搭建WAF系统

过去会我们多次去介绍过WAF系统的构成,这次我们将分享一下云WAF具体在云上实施。我们利用云平台提供的容器技术,快速实现一个WAF防护系统。将设计图上的系统落地成实际可运行的系统。

0×01 概要

过去会我们多次去介绍过WAF系统的构成,这次我们将分享一下云WAF具体在云上实施。我们利用云平台提供的容器技术,快速实现一个WAF防护系统。将设计图上的系统落地成实际可运行的系统。现实生产中基于物理机和负载均衡设备,具体设定各种网络配置才能完成的系统,在云环境上实施可以大幅度的降低了系统运维和部署的成本,我们用一个简单的图来画出流量流向,展示我们的系统的大体工作流。

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0×02 WAF又那些基础软件构成?

上图的重点是流量镜像、docker快速部署、容器的负载均衡。然而如何实现这套系统呢?我们通过在云市场上上架了三款软件,其中两款与我们这次实践息息相关,这两款软件是基础,我们用这两款软件,扩展实现了上面的系统,这两个软件一个是框架LOR,另一个Orange:基于Openresty的应用网关,正是基于这个网关,来搭建我们演示用的WAF系统。

1.Lapis:一款基于Openresty的LUA语言WEB框架。这个框架可以和其它两款一样,做到一键部署到云上,部署后的容器自动安装了Openresty、luarocks、luajit、lapis、moonscript等软件。

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2.LOR框架:是一款轻量级的WEB框架, 这个框架是Orange网关的基础,Orange正是基于Lor框架的基础上编码实现的。

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3.Orange网关WAF:Orange是一款基于Openresty的网关,提供本文重点核心要使用的一个功能WAF,其实只是网关的一个插件。

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0×03 流量镜像

对WAF系统来说,有两个关键的指标:误报率与漏报率。 还有一个就是回退状态的跟踪统计。

漏报率的统计与策略的制定有关系,策略制定的完备性决定了漏报率。 这个不讨论,还有一个因为升级WAF或是变更策略,可能统计跟踪WAF的功能回退状态。策略的条数是一个积累的过程,如何保证不误拦是我们要考虑的一个问题,基于这种考虑,我们通过对正式环境中的流量进行镜像,再对镜像流量生效策略加以应用测试。WAF在云上都是集群部署的,我们在生产结点和测试结间,通过数据库进行策略的通信和分享,将测试过有效的策略由测试系统推送到生产系统。

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对于HTTP7层镜像,最简单的工具是Nginx的http-mirror功能,可以用他轻松的做流量镜像,配置也相对简单。


location / {

default_type text/html;

mirror /mirror;

mirror_request_body off;

proxy_pass http://lord.applinzi.com;

}

location /mirror {

internal;

proxy_pass http://lapis.applinzi.com$request_uri;

proxy_set_header X-Original-URI $request_uri;

}

0×04 负载均衡

负载均衡用于缓解和并行分解大流量的请求, 降低用户请求响应的时间。负载均衡实现有很多种,运行模式也有很多种,如果在物理机上搭建成本并不低,在云上的负载均衡部署有时是隐藏出现的,因为云上使用了docker技术,对WAF结点的扩展非常的便利。

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如果之前是在云商店上直接部署安全了Lapis实例 ,可以在云上将一个容器实例,扩展成你想要N个实例的结点,这些结点共同承接流量。

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如果设置多个实例的话,流量就会将原始的请求负载到不同的实例上,实际当中我们安装了一个Orange应用,但可以克隆运行多个实例,同个源的请求,被多个WAF分担。

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调整实例数据是一件很容易的事。基于这种部署的方式,如果我们的容器不是一般的Openresty实例,而是有具体防护功能的WAF系统,这样由生产环境镜像过来的流量,可以负载到后端的多个WAF容器应用上进行处理,基于这种方式可以快速扩展WAF结点。

0×05 WAF的实现方式

前对于一般的WAF来说,基于Nginx和Openresty实现方式是很流行的,而的扩展功的实现,由可以分成两种:一种就是直接写C扩展,实现有一定门槛,C语言的实现复杂难度要比Lua复杂一些。另外一种方式就是使用Lua扩展写的WAF的扩展功能。

C扩展方式:我们这里只介绍基于Lua的Orange网关WAF,之后会上架一版初版的C版WAF。基于C模块的方式有一点可以先说的是,为了不影响生产环境的正常运行,我们采用把WAF模块编译成.so的方式进行管理,在Nginx、Openresty、tengine中动态进行动态加载。

在编译动态的.so时,基于DSO的方式相对就很方便,Tengine提供了这种方式管理.so,这样如果一个模块发生变更,不会重新编译整Tengine服务, Openresty与Nginx类似的技术也是同理。

静态方式的.o文件:

?./configure –add-module=/root/candylab/ngx-http-candylab-module?

动态方式的.so文件:

sudo ./dso_tool -a=/root/candylab/ngx-http-candylab-module?

Lua扩展方式:针对Lua的方式实现,我们也可以将Lua编成.o文件实现WAF的功能扩展,这种在二进制打包WAF功能时具有保密性,对于私用环境来说,直接用明文的Lua文件也可以。

0×06 网关型WAF

Orange是一款网关产品,在他的众多的功能中,WAF是其中的一个子功能,因为在编译Openresty和nginx时加入–with-http_stub_status_module选项,我们可以在orange方便的看到整体镜像流量的状态。

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实际我们扩展WAF结点时, 有这个的控制面板监控方板很方便,可以清楚的知道,各个结点的WAF开启状态,因为云容器技术的便利性,让多结点管理变的很方便,但Orange没有针对多结点时的WAF,提供一个中央控制面板,在一个界面上显示所以结点的状态,这个在后续的使用过程中可以自己定制。

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进入WAF管理界面,就可以可视化的创建拦截规则。

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对于Orange来说,说创建一个拦截器过滤器是很方便的事,其它的功能也统一使用了这种配置操作模式,一看就会。


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0×07 总结

这篇主要讲如何在云环境下,快速的部署一个容器型的WAF系统,就是依赖之前已经在云商店上上架的WAF应用,并利用云环境下的一键安装部署功能,轻松落地WAF系统。云环境对于一些特定场景的用户来说,运维的成本低,效率高。用于应用站长来说,可以通过架设这么一个拦截系统,对自己的服务进行防护,如果想在非云的环境下部署这套系统也是可以。针对后期的策略推送、结点管理、回退测试,误报率统计等功能,还有很多要做的工作,后续篇幅继续介绍。

三款应用的链接入口:

Lapis框架:进入

Lor框架:进入

Orange网关WAF:进入

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