NG+WAF实现应用安全访问
一、基本概念
什么是waf？
Web应用防火墙（waf）是通过执行一系列针对HTTP/HTTPS的安全策略来专门为Web应用提供保护的一款产品，WAF是一种工作在应用层的、通过特定的安全策略来专门为Web应用提供安全防护的产品。
什么是ngx_lua_waf？
ngx_lua_waf是一个基于ngx_lua的web应用防火墙，Nginx支持开启waf模块，主要功能有：
支持IP白名单和黑名单功能，直接将黑名单的IP访问拒绝（新增cdip功能支持ip段）
支持URL白名单，将不需要过滤的URL进行定义
支持User-Agent的过滤，匹配自定义规则中的条目，然后进行处理
支持CC攻击防护，单个URL指定时间的访问次数，超过设定值（新增针对不同域名）
支持Cookie过滤，匹配自定义规则中的条目，然后进行处理
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
支持URL参数过滤，原理同上
支持日志记录，将所有拒绝的操作，记录到日志中去
新增支持拉黑缓存（默认600秒）
二、为啥要做NG+WAF
原有网络架构中硬件waf是侧挂在防火墙上,在现网防护过程中，请求中https解析,攻击防护等操作会经常出现大量的占用cpu的使用情况,导致waf的cpu利用率居高不下,严重时甚至会影响正常业务的使用。
Nginx加载waf插件后，客户端流量先经防火墙，再到LVS四层负载均衡分发到应用层Nginx上 ，然后将请求流量先传到WAF，WAF通过检测后，再允许Web节点的响应返回 。Nginx还可根据地址端口配置，分发到不同的WAF上；不同Nginx流量也可以分发到同一个WAF。如果WAF发生故障超时后Nginx直接响应，不会造成业务中断 。
三、安装加载ngx_lua_waf模块
1、安装系统依赖软件包
yum -y install gcc gcc-c++ autoconf automake make unzip
yum -y install zlib zlib-devel openssl openssl-devel pcre pcre-devel
2、下载ng支持模块
安装过程中需要的LuaJIT、lua-nginx-module和ngx_dev_kit模块、以及nginx和waf模块放在资源中，可下载离线安装。
https://download.csdn.net/download/vincent0920/88752133
3、将下载的离线包拷贝至/usr/local/src目录中
4、安装LuaJIT2.0
LuaJIT是Lua的即时编译器，简单来说，LuaJIT是一个高效的Lua虚拟机。
# 进入目录
cd /usr/local/src/
# 解压
tar xf LuaJIT-2.0.5.tar.gz && cd LuaJIT-2.0.5
# 编译
make
# 安装
make install PREFIX=/usr/local/lj2
# 建立软连接
ln -s /usr/local/lj2/lib/libluajit-5.1.so.2 /lib64/
# 添加环境变量
export LUAJIT_LIB=/usr/local/lj2/lib/
export LUAJIT_INC=/usr/local/lj2/include/luajit-2.0/
5、安装ngx_devel_kit
kit模块是一个拓展nginx服务器核心功能的模块，第三方模块开发可以基于它来快速实现。
# 进入目录
cd /user/local/src/
# 解压
unzip xf ngx_devel_kit.gz
6、安装lua-nginx-module
ngx_lua_module 是一个nginx http模块，它把 lua 解析器内嵌到 nginx，用来解析并执行lua 语言编写的网页后台脚本。
安装
# 进入目录
cd /user/local/src/
# 解压
unzip lua-nginx-module.gz
7、 安装Nginx
# 进入目录
cd /user/local/src/
# 解压
tar xf nginx-1.21.0.tar.gz
# 进入nginx目录
cd nginx-1.21.0
# 编译
./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_ssl_module --with-http_flv_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-http_realip_module --with-pcre --add-module=/usr/local/src/lua-nginx-module --add-module=/usr/local/src/ngx_devel_kit --with-stream
# 安装
make && make install
# 添加nginx配置，在server块里添加下面内容
# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
location /lua {
default_type 'text/plain';
content_by_lua 'ngx.say("hello, lua")';
}
# 检查语法
# /usr/local/nginx/sbin/nginx -t
# 启动
# nginx
# 测试
curl 127.0.0.1:80/lua
8、安装ngx_lua_waf
# 进入目录
cd /user/local/src/
#解压目录
unzip master.zip -d /usr/local/nginx/conf/
# 更改目录名
mv /usr/local/nginx/conf/ngx_lua_waf-master /usr/local/nginx/conf/waf
# 在nginx.conf的http段添加
lua_package_path "/usr/local/nginx/conf/waf/?.lua";
lua_shared_dict limit 10m;
init_by_lua_file /usr/local/nginx/conf/waf/init.lua;
access_by_lua_file /usr/local/nginx/conf/waf/waf.lua;
# 在nginx.conf最外层添加用户运行
user www;
#操作系统新增www用户
#useradd www
# 创建日志目录
mkdir /usr/local/nginx/logs/hack
chown www /usr/local/nginx/logs/hack
9、waf规则文件介绍
/usr/local/nginx/conf/waf/wafconf
args里面的规则get参数进行过滤的
cookie是对请求过滤的cookie过滤
url是只在get请求url过滤的规则
post是只在post请求过滤的规则
whiteurl是白名单，里面的url匹配到不做过滤
user-agent是对user-agent的过滤规则
/usr/local/nginx/conf/waf/ config.lua
# 规则存放路径
RulePath = "/usr/local/nginx/conf/waf/wafconf/"
# 是否开启攻击信息记录，需要配置logdir
attacklog = "on"
# log存储目录，该目录需要用户自己新建，切需要nginx用户的可写权限
logdir = "/usr/local/nginx/logs/hack/"
# 是否拦截url访问
UrlDeny="on"
# 是否拦截后重定向
Redirect="on"
# 是否拦截cookie攻击
CookieMatch="on"
# 是否拦截post攻击
postMatch="on"
# 是否开启URL白名单
whiteModule="on"
# 填写不允许上传文件后缀类型
black_fileExt={"php","jsp"}
# ip白名单，多个ip用逗号分隔
ipWhitelist={"127.0.0.1"}
# ip黑名单，多个ip用逗号分隔
ipBlocklist={"192.168.10.1"}
# 是否开启拦截cc攻击(需要nginx.conf的http段增加lua_shared_dict limit 10m;)
CCDeny="off"
# 设置cc攻击频率，单位为秒.
# 默认1分钟同一个IP只能请求同一个地址100次
CCrate="100/60"
# 告警内容
html= []
10、启动测试验证
# 加载Nginx
# nginx -s reload
#访问带有参数的URL
四、经验总结
在NG+WAF使用过程中,可以做到接收方向的流量全检测,但是响应方向的流量暂不支持检测,也不支持防篡改功能, http flood功能，无法做反向探测。改造后的架构对性能影响较小,默认1秒超时,若超时waf依然没有响应,nginx自动转发.对nginx的压力暂时未达到瓶颈,且在当前架构中nginx支持横向扩容,所以不会影响nginx的并发。
同时nginx和waf之间的交互对http/1.1流量利用率有了提高,且所有的流量解析工作都是nginx完成,大大降低了waf的工作量。另外通过XXF头来记录源地址,保证了溯源的顺利进行。