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NSD SECURITY DAY05

  1. 案例1:部署audit监控文件
  2. 案例2:加固常见服务的安全
  3. 案例3:使用diff和patch工具打补丁

1 案例1:部署audit监控文件

1.1 问题

本案例要求熟悉audit审计工具的基本使用,完成以下任务操作:

  1. 使用audit监控/etc/ssh/sshd_config
  2. 当该文件发生任何变化即记录日志
  3. 通过手动和ausearch工具查看日志内容

1.2 方案

审计的目的是基于事先配置的规则生成日志,记录可能发生在系统上的事件(正常或非正常行为的事件),审计不会为系统提供额外的安全保护,但她会发现并记录违反安全策略的人及其对应的行为。

审计能够记录的日志内容:

1.3 步骤

实现此案例需要按照如下步骤进行。

步骤一:配置audit审计系统

1)安装软件包,查看配置文件(确定审计日志的位置)

[root@proxy ~]# yum -y  install  audit				//安装软件包
[root@proxy ~]# cat /etc/audit/auditd.conf			//查看配置文件,确定日志位置
log_file = /var/log/audit/audit.log				//日志文件路径
[root@proxy ~]# systemctl start auditd				//启动服务
[root@proxy ~]# systemctl enable auditd			//设置开机自启

2)配置审计规则

可以使用auditctl命令控制审计系统并设置规则决定哪些行为会被记录日志。

语法格式如下:

[root@proxy ~]# auditctl  -s						//查询状态
[root@proxy ~]# auditctl  -l						//查看规则
[root@proxy ~]# auditctl  -D						//删除所有规则

定义临时文件系统规则:

#语法格式:auditctl  -w  path  -p  permission  -k  key_name
# path为需要审计的文件或目录
# 权限可以是r,w,x,a(文件或目录的属性发生变化)
# Key_name为可选项,方便识别哪些规则生成特定的日志项

[root@proxy ~]# auditctl  -w  /etc/passwd  -p wa  -k  passwd_change
//设置规则所有对passwd文件的写、属性修改操作都会被记录审计日志
 [root@proxy ~]# auditctl  -w  /etc/selinux/  -p wa  -k  selinux_change
//设置规则,监控/etc/selinux目录
 [root@proxy ~]# auditctl  -w  /usr/sbin/fdisk  -p x  -k  disk_partition
//设置规则,监控fdisk程序

[root@proxy ~]# auditclt  -w  /etc/ssh/sshd_conf  -p warx  -k  sshd_config
//设置规则,监控sshd_conf文件

如果需要创建永久审计规则,则需要修改规则配置文件:

[root@proxy ~]# vim  /etc/audit/rules.d/audit.rules
-w /etc/passwd -p wa -k passwd_changes
-w /usr/sbin/fdisk -p x -k partition_disks

步骤二:查看并分析日志

1)手动查看日志

查看SSH的主配置文件/etc/ssh/sshd_conf,查看audit日志信息:

[root@proxy ~]# tailf  /var/log/audit/audit.log
type=SYSCALL msg=audit(1517557590.644:229228): arch=c000003e 
syscall=2 success=yes exit=3 
a0=7fff71721839 a1=0 a2=1fffffffffff0000 a3=7fff717204c0 
items=1 ppid=7654 pid=7808 auid=0 uid=0 gid=0 euid=0 suid=0 
fsuid=0 egid=0 sgid=0 fsgid=0 tty=pts2 ses=3 comm="cat" 
exe="/usr/bin/cat" 
subj=unconfined_u:unconfined_r:unconfined_t:s0-s0:c0.c1023 key="sshd_config"
.. ..
#内容分析
# type为类型
# msg为(time_stamp:ID),时间是date +%s(1970-1-1至今的秒数)
# arch=c000003e,代表x86_64(16进制)
# success=yes/no,事件是否成功
# a0-a3是程序调用时前4个参数,16进制编码了
# ppid父进程ID,如bash,pid进程ID,如cat命令
# auid是审核用户的id,su - test, 依然可以追踪su前的账户
# uid,gid用户与组
# tty:从哪个终端执行的命令
# comm="cat"    		用户在命令行执行的指令
# exe="/bin/cat"		实际程序的路径
# key="sshd_config"	管理员定义的策略关键字key
# type=CWD		用来记录当前工作目录
# cwd="/home/username"
# type=PATH
# ouid(owner's user id)	对象所有者id
# guid(owner's groupid)	对象所有者id

2)通过工具搜索日志

系统提供的ausearch命令可以方便的搜索特定日志,默认该程序会搜索/var/log/audit/audit.log,ausearch options -if file_name可以指定文件名。

[root@proxy ~]# ausearch -k sshd_config -i	
//根据key搜索日志,-i选项表示以交互式方式操作

2 案例2:加固常见服务的安全

2.1 问题

本案例要求优化提升常见网络服务的安全性,主要完成以下任务操作:

  1. 优化Nginx服务的安全配置
  2. 优化MySQL数据库的安全配置
  3. 优化Tomcat的安全配置

2.2 方案

Nginx安全优化包括:删除不要的模块、修改版本信息、限制并发、拒绝非法请求、防止buffer溢出。

MySQL安全优化包括:初始化安全脚本、密码安全、备份与还原、数据安全。

Tomcat安全优化包括:隐藏版本信息、降权启动、删除默认测试页面.

2.3 步骤

实现此案例需要按照如下步骤进行。

步骤一:优化Nginx服务的安全配置

1) 删除不需要的模块

Nignx是模块化设计的软件,需要什么功能与模块以及不需要哪些模块,都可以在编译安装软件时自定义,使用--with参数可以开启某些模块,使用--without可以禁用某些模块。最小化安装永远都是对的方案!

下面是禁用某些模块的案例:

[root@proxy ~]# tar -xf nginx-1.12.tar.gz
[root@proxy ~]# cd nginx-1.12
[root@proxy nginx-1.12]# ./configure \
>--without-http_autoindex_module \			//禁用自动索引文件目录模块
>--without-http_ssi_module
[root@proxy nginx-1.12]# make
[root@proxy nginx-1.12]# make install

2) 修改版本信息,并隐藏具体的版本号

默认Nginx会显示版本信息以及具体的版本号,这些信息给攻击者带来了便利性,便于他们找到具体版本的漏洞。

如果需要屏蔽版本号信息,执行如下操作,可以隐藏版本号。

[root@proxy ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
… …
http{
     server_tokens off;							//在http下面手动添加这么一行
     … …
}
[root@proxy ~]# nginx -s reload

[root@proxy ~]# curl -I http://192.168.4.5          //查看服务器响应的头部信息

但服务器还是显示了使用的软件为nginx,通过如下方法可以修改该信息。

[root@proxy nginx-1.12]# vim +48 src/http/ngx_http_header_filter_module.c
//注意:vim这条命令必须在nginx-1.12源码包目录下执行!!!!!!
//该文件修改前效果如下:
static u_char ngx_http_server_string[] = "Server: nginx" CRLF;
static u_char ngx_http_server_full_string[] = "Server: " NGINX_VER CRLF;
static u_char ngx_http_server_build_string[] = "Server: " NGINX_VER_BUILD CRLF;
//下面是我们修改后的效果:
static u_char ngx_http_server_string[] = "Server: Jacob" CRLF;
static u_char ngx_http_server_full_string[] = "Server: Jacob" CRLF;
static u_char ngx_http_server_build_string[] = "Server: Jacob" CRLF;

//修改完成后,再去编译安装Nignx,版本信息将不再显示为Nginx,而是Jacob
[root@proxy nginx-1.12]# ./configure
[root@proxy nginx-1.12]# make && make install
[root@proxy nginx-1.12]# killall nginx
[root@proxy nginx-1.12]# /usr/local/nginx/sbin/nginx			//启动服务

[root@proxy nginx-1.12]# curl -I http://192.168.4.5			//查看版本信息验证

3) 限制并发量

DDOS攻击者会发送大量的并发连接,占用服务器资源(包括连接数、带宽等),这样会导致正常用户处于等待或无法访问服务器的状态。

Nginx提供了一个ngx_http_limit_req_module模块,可以有效降低DDOS攻击的风险,操作方法如下:

[root@proxy ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
… …
http{
… …
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/s;
	server {
		listen 80;
		server_name localhost;
		limit_req zone=one burst=5;
	        }
}

//备注说明:
//limit_req_zone语法格式如下:
//limit_req_zone key zone=name:size rate=rate;
//上面案例中是将客户端IP信息存储名称为one的共享内存,内存空间为10M
//1M可以存储8千个IP信息,10M可以存储8万个主机连接的状态,容量可以根据需要任意调整
//每秒中仅接受1个请求,多余的放入漏斗
//漏斗超过5个则报错
[root@proxy ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

客户端使用ab测试软件测试效果:

[root@client ~]# ab -c 100 -n 100  http://192.168.4.5/

4) 拒绝非法的请求

网站使用的是HTTP协议,该协议中定义了很多方法,可以让用户连接服务器,获得需要的资源。但实际应用中一般仅需要get和post。

具体HTTP请求方法的含义如表-1所示。

表-1 HTTP请求方法及含义

未修改服务器配置前,客户端使用不同请求方法测试:

[root@client ~]# curl -i -X GET  http://192.168.4.5			//正常
[root@client ~]# curl -i -X HEAD http://192.168.4.5			//正常
//curl命令选项说明:
//-i选项:访问服务器页面时,显示HTTP的头部信息
//-X选项:指定请求服务器的方法

通过如下设置可以让Nginx拒绝非法的请求方法:

[root@proxy ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http{
       server {
	             listen 80;
#这里,!符号表示对正则取反,~符号是正则匹配符号
#如果用户使用非GET或POST方法访问网站,则retrun返回444的错误信息
              if ($request_method !~ ^(GET|POST)$ ) {
                     return 444;
               }	
        }
}
[root@proxy ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

修改服务器配置后,客户端使用不同请求方法测试:

[root@client ~]# curl -i -X GET  http://192.168.4.5			//正常
[root@client ~]# curl -i -X HEAD http://192.168.4.5			//报错

4) 防止buffer溢出

当客户端连接服务器时,服务器会启用各种缓存,用来存放连接的状态信息。

如果攻击者发送大量的连接请求,而服务器不对缓存做限制的话,内存数据就有可能溢出(空间不足)。

修改Nginx配置文件,调整各种buffer参数,可以有效降低溢出风险。

[root@proxy ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http{
client_body_buffer_size  1K;
client_header_buffer_size 1k;
client_max_body_size 1k;
large_client_header_buffers 2 1k;
 … …
}
[root@proxy ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

步骤二:数据库安全

1) 初始化安全脚本

安装完MariaDB或MySQL后,默认root没有密码,并且提供了一个任何人都可以操作的test测试数据库。有一个名称为mysql_secure_installation的脚本,该脚本可以帮助我们为root设置密码,并禁止root从远程其他主机登陆数据库,并删除测试性数据库test。

[root@proxy ~]# systemctl status mariadb
//确保服务已启动 
[root@proxy ~]# mysql_secure_installation
//执行初始化安全脚本

2)密码安全

手动修改MariaDB或MySQL数据库密码的方法:

[root@proxy ~]# mysqladmin -uroot -predhat password 'mysql'
//修改密码,旧密码为redhat,新密码为mysql
[root@proxy ~]# mysql -uroot -pmysql
MariaDB [(none)]>set password for root@'localhost'=password('redhat');
//使用账户登录数据库,修改密码
MariaDB [(none)]> select user,host,password from mysql.user;
+--------+---------+---------------------------------------------+
| user 	| host     | password                                       |
+--------+---------+---------------------------------------------+
| root 	| localhost 	| *84BB5DF4823DA319BBF86C99624479A198E6EEE9 |
| root 	| 127.0.0.1 	| *84BB5DF4823DA319BBF86C99624479A198E6EEE9 |
| root 	| ::1       	| *84BB5DF4823DA319BBF86C99624479A198E6EEE9 |
+--------+-----------+--------------------------------------------+

修改密码成功,而且密码在数据库中是加密的,有什么问题吗?问题是你的密码被明文记录了,下面来看看明文密码:

[root@proxy ~]# cat .bash_history
mysqladmin -uroot -pxxx password 'redhat'
//通过命令行修改的密码,bash会自动记录历史,历史记录中记录了明文密码

[root@proxy ~]# cat .mysql_history 
set password for root@'localhost'=password('redhat');
select user,host,password from mysql.user;
flush privileges;
//通过mysql命令修改的密码,mysql也会有所有操作指令的记录,这里也记录了明文密码

另外数据库还有一个binlog日志里也有明文密码(5.6版本后修复了)。

怎么解决?

管理好自己的历史,不使用明文登录,选择合适的版本5.6以后的版本,

日志,行为审计(找到行为人),使用防火墙从TCP层设置ACL(禁止外网接触数据库)。

3)数据备份与还原

首先,备份数据库(注意用户名为root,密码为redhat):

[root@proxy ~]# mysqldump -uroot -predhat mydb table > table.sql
//备份数据库中的某个数据表
[root@proxy ~]# mysqldump -uroot -predhat mydb > mydb.sql
//备份某个数据库
[root@proxy ~]# mysqldump -uroot -predhat --all-databases > all.sql
//备份所有数据库

接下来,还原数据库(注意用户名为root,密码为redhat):

[root@proxy ~]# mysql -uroot -predhat mydb  < table.sql			//还原数据表
[root@proxy ~]# mysql -uroot -predhat mydb  < mydb.sql			//还原数据库
[root@proxy ~]# mysql -uroot -predhat < all.sql					//还原所有数据库

4)数据安全

在服务器上(192.168.4.5),创建一个数据库账户:

[root@proxy ~]# mysql -uroot -predhat
//使用管理员,登陆数据库
MariaDB [(none)]> grant all on *.* to tom@'%' identified by '123';
//创建一个新账户tom

使用tcpdump抓包(192.168.4.5)

[root@proxy ~]# tcpdump -w log -i any src or dst port 3306
//抓取源或目标端口是3306的数据包,保存到log文件中

客户端(192.168.4.100)从远程登陆数据库服务器(192.168.4.5)

[root@client ~]# mysql -utom -p123 -h 192.168.4.5
//在192.168.4.100这台主机使用mysql命令登陆远程数据库服务器(192.168.4.5)
//用户名为tom,密码为123
MariaDB [(none)]> select * from mysql.user;
//登陆数据库后,任意执行一条查询语句

回到服务器查看抓取的数据包

[root@proxy ~]# tcpdump -A -r log
//使用tcpdump查看之前抓取的数据包,很多数据库的数据都明文显示出来

如何解决?

可以使用SSH远程连接服务器后,再从本地登陆数据库(避免在网络中传输数据,因为网络环境中不知道有没有抓包者)。

或者也可以使用SSL对MySQL服务器进行加密,类似与HTTP+SSL一样,MySQL也支持SSL加密(确保网络中传输的数据是被加密的)。

步骤三:Tomcat安全性

1) 隐藏版本信息、修改tomcat主配置文件(隐藏版本信息)

未修改版本信息前,使用命令查看服务器的版本信息

注意:proxy有192.168.2.5的IP地址,这里使用proxy作为客户端访问192.168.2.100服务器。

[root@proxy ~]# curl -I http://192.168.2.100:8080/xx		
//访问不存在的页面文件,查看头部信息
[root@proxy ~]# curl -I http://192.168.2.100:8080	
//访问存在的页面文件,查看头部信息
[root@proxy ~]# curl http://192.168.2.100:8080/xx
//访问不存在的页面文件,查看错误信息

修改tomcat配置文件,修改版本信息(在192.168.2.100操作):

[root@web1 tomcat]# yum -y install java-1.8.0-openjdk-devel
[root@web1 tomcat]# cd /usr/local/tomcat/lib/
[root@web1 lib]# jar -xf catalina.jar
[root@web1 lib]# vim org/apache/catalina/util/ServerInfo.properties 
//根据自己的需要,修改版本信息的内容
[root@web1 lib]# /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh		//关闭服务
[root@web1 lib]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh		//启动服务

修改后,客户端再次查看版本信息(在192.168.2.5操作):

[root@proxy ~]# curl -I http://192.168.2.100:8080/xx		
//访问不存在的页面文件,查看头部信息
[root@proxy ~]# curl -I http://192.168.2.100:8080	
//访问存在的页面文件,查看头部信息
[root@proxy ~]# curl http://192.168.2.100:8080/xx
//访问不存在的页面文件,查看错误信息

再次修改tomcat服务器配置文件,修改版本信息,手动添加server参数(在192.168.2.100操作):

[root@web1 lib]# vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"  redirectPort="8443" server="jacob" />
[root@web1 lib]# /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh		//关闭服务
[root@web1 lib]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh		//启动服务

修改后,客户端再次查看版本信息(在192.168.2.5操作):

[root@proxy ~]# curl -I http://192.168.2.100:8080/xx		
//访问不存在的页面文件,查看头部信息
[root@proxy ~]# curl -I http://192.168.2.100:8080	
//访问存在的页面文件,查看头部信息
[root@proxy ~]# curl http://192.168.2.100:8080/xx
//访问不存在的页面文件,查看错误信息

2)降级启动

默认tomcat使用系统高级管理员账户root启动服务,启动服务尽量使用普通用户。

[root@web1 ~]# useradd tomcat
[root@web1 ~]# chown -R tomcat:tomcat /usr/local/tomcat/
//修改tomcat目录的权限,让tomcat账户对该目录有操作权限
[root@web1 ~]# su -c /usr/local/tomcat/bin/startup.sh tomcat
//使用su命令切换为tomcat账户,以tomcat账户的身份启动tomcat服务
[root@web1 ~]# chmod +x /etc/rc.local				//该文件为开机启动文件
[root@web1 ~]# vim /etc/rc.local 					//修改文件,添加如下内容
su -c /usr/local/tomcat/bin/startup.sh tomcat

3)删除默认的测试页面

[root@web1 ~]# rm -rf  /usr/local/tomcat/webapps/*

3 案例3:使用diff和patch工具打补丁

3.1 问题

本案例要求优化提升常见网络服务的安全性,主要完成以下任务操作:

  1. 使用diff对比文件差异
  2. 使用diff生成补丁文件
  3. 使用patch命令为旧版本打补丁

3.2 方案

程序是人设计出来的,总是会有这样那样的问题与漏洞,目前的主流解决方法就是为有问题的程序打补丁,升级新版本。

在Linux系统中diff命令可以为我们生成补丁文件,然后使用patch命令为有问题的程序代码打补丁。

3.3 步骤

实现此案例需要按照如下步骤进行。

步骤一:对比单个文件差异

1) 编写两个版本的脚本,一个为v1版本,一个为v2版本。

[root@proxy ~]# cat test1.sh								//v1版本脚本
#!/bin/bash
echo "hello wrld"

[root@proxy ~]# cat test2.sh								//v2版本脚本
#!/bin/bash
echo "hello the world"
echo "test file"

2) 使用diff命令语法

使用diff命令查看不同版本文件的差异。

[root@proxy ~]# diff  test1.sh test2.sh 					//查看文件差异
@@ -1,3 +1,3 @@
 #!/bin/bash
-echo "hello world"
-echo "test"
+echo "hello the world"
+echo "test file"

[root@proxy ~]# diff -u test1.sh test2.sh 				//查看差异,包含头部信息
--- test1.sh	2018-02-07 22:20:02.723971251 +0800
+++ test2.sh	2018-02-07 22:20:13.358760687 +0800
@@ -1,3 +1,3 @@
 #!/bin/bash
-echo "hello world"
-echo "test"
+echo "hello the world"
+echo "test file"

diff制作补丁文件的原理:告诉我们怎么修改第一个文件后能得到第二个文件。

这样如果第一个版本的脚本有漏洞,我们不需要将整个脚本都替换,仅需要修改有问题的一小部分代码即可,diff刚好可以满足这个需求!

像Linux内核这样的大块头,一旦发现有一个小漏洞,我们不可能把整个内核都重新下载,全部替换一遍,而仅需要更新有问题的那一小部分代码即可!

diff命令常用选项:

-u 输出统一内容的头部信息(打补丁使用),计算机知道是哪个文件需要修改

-r 递归对比目录中的所有资源(可以对比目录)

-a 所有文件视为文本(包括二进制程序)

-N 无文件视为空文件(空文件怎么变成第二个文件)

-N选项备注说明:

A目录下没有txt文件,B目录下有txt文件

diff比较两个目录时,默认会提示txt仅在B目录有(无法对比差异,修复文件)

diff比较时使用N选项,则diff会拿B下的txt与A下的空文件对比,补丁信息会明确说明如何从空文件修改后变成txt文件,打补丁即可成功!

步骤二:使用patch命令对单文件代码打补丁

1)准备实验环境

[root@proxy ~]# cd demo
[root@proxy demo]# vim test1.sh
#!/bin/bash
echo "hello world"
echo "test"
[root@proxy demo]# vim test2.sh 
#!/bin/bash
echo "hello the world"
echo "test file"

2) 生成补丁文件

[root@proxy demo]# diff -u test1.sh test2.sh > test.patch

3)使用patch命令打补丁

在代码相同目录下为代码打补丁

[root@proxy demo]# yum -y install patch
[root@proxy demo]# patch -p0 < test.patch					//打补丁
patching file test1.sh
//patch -pnum(其中num为数字,指定删除补丁文件中多少层路径前缀)
//如原始路径为/u/howard/src/blurfl/blurfl.c
//-p0则整个路径不变
//-p1则修改路径为u/howard/src/blurfl/blurfl.c
//-p4则修改路径为blurfl/blurfl.c
//-R(reverse)反向修复,-E修复后如果文件为空,则删除该文件
[root@proxy demo]# patch -RE < test.patch 					//还原旧版本,反向修复

步骤三:对比目录中所有文件的差异

1) 准备实验环境

[root@proxy ~]# mkdir demo
[root@proxy ~]# cd demo
[root@proxy demo]# mkdir {source1,source2}

[root@proxy demo]# echo "hello world"       > source1/test.sh
[root@proxy demo]# cp /bin/find source1/
[root@proxy demo]#  tree source1/						//source1目录下2个文件
|-- find
`-- test.sh

[root@proxy demo]# echo "hello the world"  > source2/test.sh
[root@proxy demo]# echo "test" > source2/tmp.txt
[root@proxy demo]# cp /bin/find source2/
[root@proxy demo]# echo "1" >> source2/find 
[root@proxy demo]#  tree source2/						//source1目录下3个文件
|-- find
|-- test.sh
`-- tmp.txt
//注意:两个目录下find和test.sh文件内容不同,source2有tmp.txt而source1没有该文件

2)制作补丁文件

[root@proxy demo]# diff -u source1/ source2/
//仅对比了文本文件test.sh;二进制文件、tmp都没有对比差异,仅提示,因为没有-a和-N选项
[root@proxy demo]# diff -Nu source1/ source2/
//对比了test.sh,并且使用source2目录的tmp.txt与source1的空文件对比差异。
[root@proxy demo]# diff -Nua source1/ source2/
//对比了test.sh、tmp.txt、find(程序)。

步骤四:使用patch命令对目录下的所有代码打补丁

1)使用前面创建的source1和source2目录下的代码为素材,生成补丁文件

[root@proxy ~]# cd demo
[root@proxy demo]# diff -Nuar source1/ source2/ > source.patch

2)使用patch命令为代码打补丁

[root@proxy demo]# ls
source1  source2  source.patch
[root@proxy demo]# cat source.patch				//对比的文件有路径信息
--- source1/test.sh 2018-02-07 22:51:33.034879417 +0800
+++ source2/test.sh 2018-02-07 22:47:32.531754268 +0800
@@ -1 +1 @@
-hello world
+hello the world
[root@proxy demo]# cd source1
[root@proxy source1]# patch  -p1 < ../source.patch