0x00 前言
X-WAF是一款适用中、小企业的云WAF系统，让中、小企业也可以非常方便地拥有自己的免费云WAF。
本文从代码出发，一步步理解WAF的工作原理，多姿势进行WAF Bypass。
0x01 环境搭建
官网：https://waf.xsec.io
github源码：https://github.com/xsec-lab/x-waf
X-WAF下载安装后，设置反向代理访问构造的SQL注入点
0x02 代码分析
首先看一下整体的目录结构，
nginx_conf 目录为参考配置（可删除），rules目录存放过滤规则
init.lua 加载规则，access.lua 程序启动，config.lua 配置文件
主要逻辑实现全部在util.lua和waf.lua文件。
代码逻辑很简单，先熟悉一下检测流程，程序入口在waf.lua 第262-274行中：
`-- waf start
function _M.check()
if _M.white_ip_check() then
elseif _M.black_ip_check() then
elseif _M.user_agent_attack_check() then
elseif _M.white_url_check() then
elseif _M.url_attack_check() then
elseif _M.cc_attack_check() then
elseif _M.cookie_attack_check() then
elseif _M.url_args_attack_check() then
elseif _M.post_attack_check() then else
return end`
这个一个多条件判断语句，一旦满足前面的条件就不再进行后面的检测。
白名单
首先判断IP白名单，我们来看一下white_ip_check()函数，同文件下的第50-64行：
`-- white ip check
function _M.white_ip_check()
if config.config_white_ip_check == "on" then
local IP_WHITE_RULE = _M.get_rule('whiteip.rule')
local WHITE_IP = util.get_client_ip()
if IP_WHITE_RULE ~= nil then
for _, rule in pairs(IP_WHITE_RULE) do
if rule ~= "" and rulematch(WHITE_IP, rule, "jo") then
util.log_record(config.config_log_dir, 'White_IP', ngx.var_request_uri, "", "")
return true
end
end
end
end
end`
默认配置IP白名单是开启状态，读取IP白名单规则与获取的客户端IP进行比对，我们再来跟进看一下get_client_ip()函数，在util.lua文件中，第83-96行：
`-- Get the client IP
function _M.get_client_ip()
local CLIENT_IP = ngx.req.get_headers()["X_real_ip"]
if CLIENT_IP == nil then
CLIENT_IP = ngx.req.get_headers()["X_Forwarded_For"]
end
if CLIENT_IP == nil then
CLIENT_IP = ngx.var.remote_addr
end
if CLIENT_IP == nil then
CLIENT_IP = ""
end
return CLIENT_IP
end`
在这段获取客户端IP的代码中，获取的X_real_ip、X_Forwarded_For是用户可控的，存在客户端IP地址可伪造的风险。最后再来看一下，rules目录中whiteip.rule的默认配置：
[{"Id":74,"RuleType":"whiteip","RuleItem":"8.8.8.8"}]
IP白名单规则默认IP：8.8.8.8 为白名单
因此我们可以通过构造HTTP请求Header实现伪造IP来源为 8.8.8.8 ，从而绕过x-waf的所有安全防御。
Bypass 测试
先来一张拦截效果图
伪造客户端IP绕过：
另外有趣的是，在blackip.rule里面，把8.8.8.8放置在黑名单里面，但这并没有什么用，IP白名单已经跳出多条件判断，不会再进行IP黑名单检测。CC攻击的防御也主要是从客户端获取IP，也可以伪造客户端IP轻易绕过限制。
[{"Id":2,"RuleType":"blackip","RuleItem":"8.8.8.8"},{"Id":3,"RuleType":"blackip","RuleItem":"1.1.1.1"}]
同样来看一下url白名单white_url_check()函数：
`function _M.white_url_check()
if config.config_white_url_check == "on" then
local URL_WHITE_RULES = _M.get_rule('writeurl.rule')
local REQ_URI = ngx.var.request_uri
if URL_WHITE_RULES ~= nil then
for _, rule in pairs(URL_WHITE_RULES) do
if rule ~= "" and rulematch(REQ_URI, rule, "joi") then
return true
end
end
end
end
end`
添加了一下URL白名单功能，感觉无效，对比了一下rules文件，可以发现加载的rule文件名不一致。
这里应该是作者的一个笔误，writeurl.rule和whiteUrl.rule。
默认url白名单配置：
[{"Id":73,"RuleType":"whiteUrl","RuleItem":"/news/"}]
另外，这里使用ngx.re.find进行ngx.var.request_uri和rule匹配，只要url中存在/news/，就不进行检测，绕过安全防御规则。比如 : /test/sql,php/news/?id=1、/test/sql,php?id=1&b=/news/ 等形式可绕过。
正则匹配
接下来，我们主要来看一下M.url_args_attack_check()、M.post_attack_check()：
`-- deny url args
function _M.url_args_attack_check()
if config.config_url_args_check == "on" then
local ARGS_RULES = _M.get_rule('args.rule')
for _, rule in pairs(ARGS_RULES) do
local REQ_ARGS = ngx.req.get_uri_args()
for key, val in pairs(REQ_ARGS) do
local ARGS_DATA = {}
if type(val) == 'table' then
ARGS_DATA = table.concat(val, " ")
else
ARGS_DATA = val
end
if ARGS_DATA and type(ARGS_DATA) ~= "boolean" and rule ~= "" and rulematch(unescape(ARGS_DATA), rule, "joi") then util.log_record(config.config_log_dir, 'Get_Attack', ngx.var.request_uri, "-", rule)
if config.config_waf_enable == "on" then
util.waf_output()
return true
end
end
end
end
end
return false
end`
`-- deny post
function _M.post_attack_check()
if config.config_post_check == "on" then
ngx.req.read_body()
local POST_RULES = _M.get_rule('post.rule')
for _, rule in pairs(POST_RULES) do
local POST_ARGS = ngx.req.get_post_args() or {}
for k, v in pairs(POST_ARGS) do
local post_data = ""
if type(v) == "table" then
post_data = table.concat(v, ", ")
elseif type(v) == "boolean" then
post_data = k
else
post_data = v
end
if rule ~= "" and rulematch(post_data, rule, "joi") then
util.log_record(config.config_log_dir, 'Post_Attack', post_data, "-", rule)
if config.config_waf_enable == "on" then
util.waf_output()
return true
end
end
end
end
end
return false
end`
两段函数在一定程度上是类似的，使用ngx.req.get_uri_args、ngx.req.get_post_args 获取数据来源，前者来自 uri 请求参数，而后者来自 post 请求内容，并未对数据进行特殊处理，然后都使用rulematch(data, rule, "joi")来进行匹配。
rule中比较关键SQL注入防御规则如下：
`select.+(from|limit)
(?:(union(.*?)select))
(?:from\W+information_schema\W)`
绕过姿势一：%0a
由于使用的是joi来修饰，我们可以用%0a来进行绕过。
/sql.php?id=1 union%0aselect 1,schema_name,3%0afrom /!12345information_schema.schemata/
绕过姿势二：%u特性
主要利用IIS服务器支持unicode的解析
绕过姿势三：HPP+GPC
使用GPC三种方式可以进行参数传递,利用apsx特性，将获取到参数拼接起来，可成功Bypass
/sql.aspx?id=1 union/*
POST:Id=2*/select null,system_user,null
0x03 总结
这是一款适合用来进行WAF Bypass练手的云WAF，通过代码层面熟悉WAF的工作原理，进一步理解和应用各种服务器特性、数据库特性来进行尝试Bypass，期待与你来交流更多姿势。