研究背景

WEB應(yīng)用安全現(xiàn)狀

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，金融網(wǎng)上交易、政府電子政務(wù)、企業(yè)門戶網(wǎng)站、社區(qū)論壇、電子商務(wù)等各類基于HTML文件格式的信息共享平臺（WEB應(yīng)用系統(tǒng)）越發(fā)完善，深入到人們生活中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。然而WEB應(yīng)用共享平臺為我們的生活帶來便利的同時，也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)：WEB應(yīng)用系統(tǒng)直接面向Internet，以WEB應(yīng)用系統(tǒng)為跳板入侵服務(wù)器甚至控制整個內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)的攻擊行為已成為最普遍的攻擊手段。據(jù)Gartner的最新調(diào)查，目前75%以上的攻擊行為都基于WEB應(yīng)用層面而非網(wǎng)絡(luò)層面；同時數(shù)據(jù)顯示，三分之二的WEB站點(diǎn)都相當(dāng)脆弱，易受攻擊。

據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)急中心最新統(tǒng)計顯示，2009年我國大陸地區(qū)政府網(wǎng)頁遭篡改事件呈大幅增長趨勢，被篡改網(wǎng)站的數(shù)量就達(dá)到52225個。2009年8月份，公安部對國內(nèi)政府網(wǎng)站的進(jìn)行安全大檢查，發(fā)現(xiàn)40%存在嚴(yán)重安全漏洞，包括SQL注入、跨站腳本漏洞等。由此導(dǎo)致的網(wǎng)頁篡改、網(wǎng)頁掛馬、機(jī)密數(shù)據(jù)外泄等安全事件頻繁發(fā)生，不但嚴(yán)重影響對外形象，有時甚至?xí)斐删薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失，或者嚴(yán)重的社會問題，嚴(yán)重危及國家安全和人民利益。

網(wǎng)頁篡改：一些不法分子的重點(diǎn)攻擊對象。組織門戶網(wǎng)站一旦被篡改（加入一些敏感的顯性內(nèi)容），引發(fā)較大的影響，嚴(yán)重甚至造成政治事件。

網(wǎng)頁掛馬：網(wǎng)頁內(nèi)容表面上沒有任何異常，實際被偷偷的掛上了木馬程序。網(wǎng)頁掛馬未必會給網(wǎng)站帶來直接損害，但卻會給瀏覽網(wǎng)站的用戶帶來巨大損失。網(wǎng)站一旦被掛馬，其權(quán)威性和公信力將會受到打擊。

機(jī)密數(shù)據(jù)外泄：在線業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，總是需要保存一些企業(yè)、公眾的相關(guān)資料，這些資料往往涉及到企業(yè)秘密和個人隱私，一旦泄露，會造成企業(yè)或個人的利益受損，可能會給單位帶來嚴(yán)重的法律糾紛。

傳統(tǒng)安全防護(hù)方法

企業(yè) WEB 應(yīng)用的各個層面，都已使用不同的技術(shù)來確保安全性。為了保護(hù)客戶端機(jī)器的安全，用戶會安裝防病毒軟件；為了保證用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡髽I(yè) WEB 服務(wù)器的傳輸安全，通信層通常會使用 SSL技術(shù)加密數(shù)據(jù)；防火墻和 IDS/IPS來保證僅允許特定的訪問，不必要暴露的端口和非法的訪問，在這里都會被阻止；同時企業(yè)采用一定的身份認(rèn)證機(jī)制授權(quán)用戶訪問 WEB 應(yīng)用。

但是，即便有防病毒保護(hù)、防火墻和 IDS/IPS，企業(yè)仍然不得不允許一部分的通訊經(jīng)過防火墻，保護(hù)措施可以關(guān)閉不必要暴露的端口，但是 WEB 應(yīng)用所必須的端口，必須開放。順利通過的這部分通訊，可能是善意的，也可能是惡意的，很難辨別。同時，WEB 應(yīng)用是由軟件構(gòu)成的，那么，它一定會包含漏洞，這些漏洞可能被惡意的用戶利用，他們通過執(zhí)行各種惡意的操作，或者偷竊、或者操控、或者破壞 WEB 應(yīng)用中的重要信息。
 本文研究觀點(diǎn)

網(wǎng)站是否存在WEB 應(yīng)用程序漏洞，往往是被入侵后才能察覺；如何在攻擊發(fā)動之前主動發(fā)現(xiàn)WEB應(yīng)用程序漏洞？答案就是：主動防御，即利用WEB應(yīng)用弱點(diǎn)掃描技術(shù)，主動實現(xiàn)對WEB應(yīng)用的安全防護(hù)。

本文主要針對B/S架構(gòu)WEB應(yīng)用系統(tǒng)中典型漏洞、流行的攻擊技術(shù)、AJAX的隱藏資源獲取、驗證碼圖片識別等進(jìn)行研究，提出了一種新的面向WEB的漏洞檢測技術(shù)，能夠較完整得提取出AJAX的資源，有效識別驗證碼。

WEB應(yīng)用風(fēng)險掃描架構(gòu)

WEB應(yīng)用風(fēng)險掃描技術(shù)架構(gòu)主要分為URL獲取層、檢測層、取證與深度評估層三個層次，其中：

URL獲取層：主要通過網(wǎng)絡(luò)爬蟲方式獲取需要檢測的所有URL，并提交至檢測層進(jìn)行風(fēng)險檢測；

風(fēng)險檢測層：對URL獲取層所提交的所有URL頁面進(jìn)行SQL注入、跨站腳本、文件上傳等主流WEB應(yīng)用安全漏洞進(jìn)行檢測，并將存在安全漏洞的頁面和漏洞類型提交至取證與深度評估層；

取證與深度評估層：針對存在安全漏洞的頁面，進(jìn)行深度測試，獲取所對應(yīng)安全漏洞的顯性表現(xiàn)，（如風(fēng)險檢測層檢測出該網(wǎng)站存在SQL注入漏洞，則至少需可獲取該網(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫類型）；作為該漏洞存在的證據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)—URL獲取

網(wǎng)絡(luò)爬蟲是一個自動提取網(wǎng)頁的程序，它通過指定的域名，從一個或若干初始網(wǎng)頁的URL開始，獲得初始網(wǎng)頁上的URL，在抓取網(wǎng)頁的過程中，不斷從當(dāng)前頁面上抽取新的URL放入隊列，直到滿足系統(tǒng)的一定停止條件。

網(wǎng)絡(luò)爬蟲的工作流程較為復(fù)雜，首先根據(jù)一定的網(wǎng)頁分析算法過濾與主題無關(guān)的鏈接，保留有用的鏈接并將其放入等待抓取的URL隊列。然后，根據(jù)搜索策略從隊列中選擇下一步要抓取的網(wǎng)頁URL，并重復(fù)，直到達(dá)到預(yù)設(shè)的停止條件。另外，所有被爬蟲抓取的網(wǎng)頁將會被系統(tǒng)存貯，進(jìn)行一定的分析、過濾，并建立索引，以便之后的查詢、檢索和取證及報表生成時做為源數(shù)據(jù)。

為了更加高速、有效地獲取網(wǎng)站中所有的URL鏈接，在本W(wǎng)EB應(yīng)用風(fēng)險掃描技術(shù)研究中，所采用的網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)著重解決以下三個問題：

(1) 對抓取目標(biāo)的描述或定義；

(2) 對網(wǎng)頁和數(shù)據(jù)的分析與過濾；

(3) 對URL的搜索策略。

網(wǎng)頁抓取目標(biāo)

網(wǎng)頁弱點(diǎn)爬蟲對抓取目標(biāo)的描述或定義基于目標(biāo)網(wǎng)頁特征抓取、存儲并索引，對象是網(wǎng)站的網(wǎng)頁；通過用戶行為確定的抓取目標(biāo)樣例，其中，網(wǎng)頁特征可以是網(wǎng)頁的內(nèi)容特征，也可以是網(wǎng)頁的鏈接結(jié)構(gòu)特征，以及網(wǎng)頁代碼的結(jié)構(gòu)特征等。

網(wǎng)頁分析算法

基于網(wǎng)頁內(nèi)容的分析算法指的是利用網(wǎng)頁內(nèi)容（文本、數(shù)據(jù)等資源）特征進(jìn)行的網(wǎng)頁評價。該算法從原來的較為單純的文本檢索方法，發(fā)展為涵蓋網(wǎng)頁數(shù)據(jù)抽取、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、語義理解等多種方法的綜合應(yīng)用。根據(jù)網(wǎng)頁數(shù)據(jù)形式的不同，將基于網(wǎng)頁內(nèi)容的分析算法，歸納以下三類：第一種針對以文本和超鏈接為主的無結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)很簡單的網(wǎng)頁；第二種針對從結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)源動態(tài)生成的頁面，其數(shù)據(jù)不能直接批量訪問；第三種針對的數(shù)據(jù)界于第一和第二類數(shù)據(jù)之間，具有較好的結(jié)構(gòu)，顯示遵循一定模式或風(fēng)格，且可以直接訪問。

網(wǎng)頁抓取策略

爬蟲的抓取策略目前普遍的采用的方法有：深度優(yōu)先、廣度優(yōu)先、最佳優(yōu)先三種。由于深度優(yōu)先在很多情況下會導(dǎo)致爬蟲的陷入(trapped)問題，網(wǎng)頁弱點(diǎn)爬蟲目前采用的是深度優(yōu)先和最佳優(yōu)先方法組合方法。

深度優(yōu)先搜索策略：指在抓取過程中，在完成當(dāng)前層次的搜索后，才進(jìn)行下一層次的搜索。網(wǎng)頁弱點(diǎn)爬蟲采用深度優(yōu)先搜索方法為覆蓋指定網(wǎng)站存在弱點(diǎn)的網(wǎng)頁。其基本思想是認(rèn)為與初始URL在一定鏈接距離內(nèi)的網(wǎng)頁具有弱點(diǎn)相關(guān)性的概率很大；并采用將深度優(yōu)先搜索與網(wǎng)頁過濾技術(shù)結(jié)合使用，先用深度優(yōu)先策略抓取網(wǎng)頁，再將其中無關(guān)的網(wǎng)頁過濾掉。這些方法的缺點(diǎn)在于，隨著抓取網(wǎng)頁的增多，大量的無關(guān)網(wǎng)頁將被下載并過濾，算法的效率將變低，因此網(wǎng)頁弱點(diǎn)爬蟲采用了最佳優(yōu)先搜索策略來彌補(bǔ)這個缺點(diǎn)。

最佳優(yōu)先搜索策略：最佳優(yōu)先搜索策略采用基于網(wǎng)頁內(nèi)容的網(wǎng)頁分析算法，預(yù)測候選URL與目標(biāo)網(wǎng)頁的相似度，或與主題的相關(guān)性，并選取評價最好的一個或幾個URL進(jìn)行抓取。它只訪問經(jīng)過網(wǎng)頁分析算法預(yù)測為“有用”的網(wǎng)頁。
 漏洞檢測技術(shù)—風(fēng)險檢測

主要WEB應(yīng)用漏洞

OWASP十大安全威脅

開放式WEB應(yīng)用程序安全項目（OWASP，Open Web Application Security Project）是一個組織，它提供有關(guān)計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的公正、實際、有成本效益的信息。其目的是協(xié)助個人、企業(yè)和機(jī)構(gòu)來發(fā)現(xiàn)和使用可信賴軟件。美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會(FTC)強(qiáng)烈建議所有企業(yè)需遵循OWASP所發(fā)布的十大Web弱點(diǎn)防護(hù)守則、美國國防部亦列為最佳實務(wù)，國際信用卡資料安全技術(shù)PCI標(biāo)準(zhǔn)更將其列為必須采用有效措施進(jìn)行針對性防范。

圖1  2010年OWASP十大安全威脅

CWE/SANS 25大危險編程錯誤

一般弱點(diǎn)列舉（Common Weakness Enumeration CWE）是由美國國家安全局首先倡議的戰(zhàn)略行動，該行動的組織最近發(fā)布了《2010年CWE/SANS最危險的程序設(shè)計錯誤(PDF)》一文，其中列舉了作者認(rèn)為最嚴(yán)重的25種代碼錯誤，同時也是軟件最容易受到攻擊的點(diǎn)。OWASP Top 10，所關(guān)注的是WEB應(yīng)用程序的安全風(fēng)險，而CWE的Top 25的覆蓋范圍更廣，包括著名的緩沖區(qū)溢出缺陷。CWE還為程序員提供了編寫更安全的代碼所需要的更詳細(xì)的內(nèi)容。

WEB應(yīng)用漏洞規(guī)則庫

我們經(jīng)過多年WEB應(yīng)用安全領(lǐng)域的研究，結(jié)合國內(nèi)外優(yōu)秀組織的經(jīng)典總結(jié)、描述以及驗證，建立起一套幾乎涵蓋所有可能帶來安全威脅的WEB應(yīng)用安全漏洞的豐富的WEB應(yīng)用漏洞規(guī)則庫，包括各個安全漏洞的產(chǎn)生原理、檢測規(guī)則、可能危害、漏洞驗證等等，通過自動化手段，對網(wǎng)絡(luò)爬蟲所獲取到的網(wǎng)站頁面進(jìn)行逐一檢測。隨著安全漏洞的不斷產(chǎn)生、攻擊手段的不斷演變，WEB應(yīng)用漏洞規(guī)則庫也不斷獲得充實和改進(jìn)。

模擬滲透測試—取證與深度評估

模擬滲透測試

通常我們所理解的滲透測試，是指具有豐富安全經(jīng)驗的安全專家，在對目標(biāo)系統(tǒng)一無所知的情況下，通過收集系統(tǒng)信息，進(jìn)行具有針對性的安全攻擊和入侵，獲取系統(tǒng)管理權(quán)限、敏感信息的一個過程。這包括三個要素：豐富安全經(jīng)驗的安全專家（人）、系統(tǒng)漏洞（漏洞檢測）、權(quán)限獲取或信息獲?。ㄈ∽C）。由于組織內(nèi)部一般并不具備具有專業(yè)滲透技術(shù)的安全專家，所以通常依靠于第三方安全公司。滲透測試的過程中，雖然簽署了一系列的保密協(xié)議，但是不可避免地會發(fā)生組織內(nèi)部信息泄露的風(fēng)險。

結(jié)合大量優(yōu)秀安全專家的滲透測試經(jīng)驗，以及對各類WEB應(yīng)用安全漏洞的顯性分析（即如果存在該漏洞，其具體表現(xiàn)是什么），在完成網(wǎng)站中各個頁面的漏洞檢測后，對所存在的安全漏洞進(jìn)行驗證，即獲取相應(yīng)的權(quán)限或信息，達(dá)到模擬滲透測試的效果，不僅可以大大降低漏洞檢測的誤報率，準(zhǔn)確呈現(xiàn)該漏洞的存在和取證；而且可以在一定程度上替代第三方的滲透測試人員，自主進(jìn)行安全掃描，降低信息泄露的風(fēng)險。

安全漏洞取證分析

對安全漏洞的取證分析，在此以SQL注入漏洞為例進(jìn)行簡要描述。

SQL注入類型根據(jù)原理可以分為以下幾類：數(shù)值型、字符型、搜索型、錯誤型、雜項型。在檢測出相關(guān)注入漏洞后, 根據(jù)不同后臺數(shù)據(jù)庫, 采用不同的數(shù)據(jù)庫注入策略包來進(jìn)行進(jìn)一步的取證和滲透。圖2講述了SQL注入檢測的流程：通過網(wǎng)絡(luò)爬蟲獲取的URL，成為SQL注入檢測的輸入，通過圖2流程完成SQL注入、滲透和審計。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡勇 網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)風(fēng)險評估方法研究 四川大學(xué)，2007.

[2] 程建華 信息安全風(fēng)險管理、評估與控制研究 吉林大學(xué) 2008.

[3] 陳光 信息系統(tǒng)信息安全風(fēng)險管理方法研究 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006.

[4] 安永新 基于風(fēng)險的Web應(yīng)用測試研究 重慶大學(xué) 2002.

[5] 黃明，梁旭 ASP信息系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)實例 機(jī)械工業(yè)出版社 2004

[6] 啟明工作室 ASP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)實用開發(fā)技術(shù) 人民郵電出版社 2004

[7] S.Raghavan and H.Garcia- Molina. Crawling the hidden web [C]. Proceedings of the 27th International Conference on Very Large DataBases (VLDB), 2001.

[8] L.Barbosa and J.Freire. Anadaptive crawler for locating hidden-web entry points [C]. Proc. of the 16th international conference on World Wide Web, 2007:441-450.

[9] Improving Web Application Security Using New 2010 OWASP Top 10 Risk Model: Best Practices for Mitigating Online Vulnerabilities and Threats

[10] 2010 CWE/SANS Top 25 Most Dangerous Programming Errors

杭州安恒信息技術(shù)有限公司總裁 范淵