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：
- 优化Nginx服务的安全配置
- 优化MySQL数据库的安全配置
- 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
Nginx是模块化设计的软件，需要什么功能与模块以及不需要那些模块，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 $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/s;
server {
listen 80;
server_name localhost;
limit_req zone=one burst=5;
}
}
//备注说明：
//limit_req_zone语法格式如下：
//limit_req_zone key zone=name:size rate=rate;
//上面案例中是将客户端IP信息存储名称为one的共享内存，内存空间为10M
//1M可以存储8千个IP信息，10M可以存储8万个主机连接的状态，容量可以根据需要任意调整
//每秒中仅接受1个请求，多余的放入漏斗
//漏斗超过5个则报错
[root@proxy ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
客户端使用ab软件测试效果：
[root@client ~]# ab -c 100 -n 100 http://192.168.4.5/
4）拒绝非法的请求
网站使用的是HTTP协议，该协议中定义了很多方法，可以让用户连接服务器，获得需要的资源。但实际应用中一般仅需要get和post。
具体HTTP请求方法的含义如表所示。
未修改服务器配置前，客户端使用不同请求方法测试：
[root@client ~]# curl -i -X GET http://192.168.4.5 //正常
[root@client ~]# curl -i -X HEAD http://192.168.4.5 //正常
//curl命令选项说明：
//-i选项：访问服务器页面时，显示HTTP的头部信息
//-X选项：指定请求服务器的方法
通过如下设置可以让Nginx拒绝非法请求方法：
[root@proxy ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http{
server {
listen 80;
#这里，!符号表示对正则取反，~符号是正则匹配符号
#如果用户使用非GET或POST方法访问网站，则retrun返回444的错误信息
if ($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从远程其他主机登录数据库，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
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）从远程登录数据库服务器（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，再从本地登录数据库（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，类似于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/*
