类编程的WAF（下）

一、编程语言的要素

天存信息的iWall3应用防火墙是一种创新式的类编程 WAF，它包含了编程语言的一些基本要素。

1. 变量

iWall3 中广义的变量包括报文变量、环境变量和用户变量：报文变量和环境变量相当于编程语言中的常量或传入的参数，用户变量则是真正编程语言意义上的变量，即用户可以自行创建、使用和维护变量。

2. 条件判断

iWall3 支持编程语言标准的条件判断：即可以包含无限嵌套的 if - then - else 条件，每个 if 条件又可以使用 and - or - not 逻辑运算符连接多个子条件。

3. 表达式

iWall3 支持与通用编程语言一致的表达式：表达式由常量、变量、运算符和内置函数组成，以模板字符串方式内嵌书写，可在条件判断、变量赋值、模式匹配、日志输出等任意位置使用。

4. 语句

条件执行部分，iWall3 允许用户书写任意语句：这些语句不限于 WAF 常规的阻止访问和记录日志，它可以实现更复杂的功能，如：改变其他规则的行为，修改 HTTP 报文的特定部分，输出指定变量等。

二、数据方式的语言表达

天存信息的 iWall3 包含了编程语言的设计思想，但独创性地以数据方式呈现。

1. JSON格式

安全产品的使用者通常是非程序员，他们习惯于面对配置文件而非一段代码。因此，iWall3 的配置依旧以规则文件的形式出现，只是这里的规则不是纯文本格式，而是可以体现出层次结构的 JSON 格式。

充分利用 JSON 格式的名-值对 (对象) 和序列表 (数组) 结构，将语言要素和业务逻辑用 JSON 格式表达出来，兼顾规则的人机可读性和高度灵活性。

JSON 格式的每个元素都具有明确的名 (name)，这就给了书写者一个基本的框架和自说明的参数指引，既方便了自己书写规则，也便于其他人对规则的维护。

iWall3 规则具有明确细致的语法定义，从而能够使用成熟的 JSON schema 方式来校验 (validate) 规则的正确性，例如可以细致检查动作的必选参数、可选参数以及拼写错误。

2. 规则结构

一个规则即为一个 if-then-else 结构，在 JSON 格式中表现为一个名为 if 的对象和一个名为 then 的对象，以及可选的一个名为 else 的对象——

if - 变量经选择和整形后，与表达式模式的运算进行匹配。支持用逻辑运算符连接多个条件。

then - 匹配后执行的一般语句和裁决语句，还可以包含子 if-then 结构。

else - 不匹配时执行的语句和可选的子 if-then 结构。

以下是规则的一个举例：

{ "if": { "variable": "REQUEST_FILENAME_EXT", "operator": "inFromFile", "pattern": "restricted_file_exts.lst" }, "then": { "if": { "variable": "REMOTE_ADDR", "operator": "begin", "pattern": "192.168" }, "then": { "verdict": { "log": true, "action": "pass" }, "actions": [{ "action": "alterArgGet", "op": "set", "name": "iwall_rule_id", "value": "${RULE.id}" }], }, "else": { "verdict": { "log": true, "action": "deny" } } } }

上述规则实现的功能为： 遇到访问敏感文件类型时，记录日志，并对不同访问来源作不同响应：来自内网的，放行且将规则 id 作为参数传给后端应用；来自外网的，则拒绝。

3. 自动循环

一般编程语言中都有名为 for 的循环语句，用来对可迭代数据进行逐个元素处理。HTTP 协议中的请求参数 (args)、头 (header) 都是可迭代数据，在 iWall3 中表现为集合或者数组的数据类型。如果按照编程语言的惯例，用 for 循环去显式地获取数据，会让规则写得很繁琐。

iWall3 则实现了对可迭代变量类型的自动循环，只需列出变量名，即可自动进行循环迭代，简化了书写。而对于不需要参与循环的元素，也提供了成员筛选的手段，直接在变量名后列出白名单或黑名单成员即可。

{ "if": { "variable": "REQUEST_COOKIES:!cnzz_*", "transform": "urlDecodeUni", "operator": "detectSQLi" } }

上述规则对请求 cookie 中的每个成员进行 SQL 注入检查，但排除掉 cnzz_ 开头的成员。

4. 动态修改

规则并非是静态孤立的，它不仅可以自身执行动作，还可以在 HTTP 会话过程中去改变其他规则的属性，称为元属性覆写。元属性覆写功能实现了运行时的检测和动作分离，通过动态调整其他规则的输入和响应，满足用户复杂的需求。

{ "if": [{ "variable": "REQUEST_FILENAME", "operator": "=", "pattern": "admin.php" }, { "variable": "TIME.hour", "operator": "<", "pattern": "8" }], "then": { "actions": [{ "action": "alterRuleMeta", "rules": "10001,30001-30999", "meta": { "severity": "warning", "abnormal_weight": 15 } }] } }

上述规则的功能是： 在 0:00am-8:00am 这一时间段内访问 admin.php 时，部分规则的紧急度将被设为 critical，异常权值则被设为 15。

三、针对HTTP协议的定制

天存信息的 iWall3 的目标是实现 Web 应用防护，因此在语言设计上也有与 HTTP 协议密切相关的因素。

1. 数据类型

与编程语言中的变量一样，iWall3 的变量也具有多种数据类型。其中有些数据类型是专门针对 HTTP 协议而设计的，如：

2. 持久变量

iWall3 的用户变量具有自己的生命期。在语言层面，iWall3 不仅提供了 HTTP 会话期内有效的事务内变量，也提供了跨越 HTTP 会话的持久变量。

持久变量提供了跨越 HTTP 事务的保存、计算和读取数据的机制。这样，Web 应用防护的逻辑就不局限于单个 HTTP 会话，而是可以在多个 HTTP 会话间建立联系。

3. 状态维护

HTTP 协议本身是无状态的，这意味着没有“用户”的概念。但在防护功能上，我们又需要有一个“用户”的概念，这样才能将多个 HTTP 事务关联起来，制定针对“用户”的防护措施。

iWall3 提供了主体的概念，它是 HTTP 事务的发起端和访问者。对于每个 HTTP 事务，可以从设备、网络和报文等不同层面采集信息，得到多个类型的主体。如此，书写者能够对多个 HTTP 事务中的同一主体应用规则 (如长时间拦截) 和共享数据 (如权重计算)。

四、有什么用

使用类编程 WAF，安全人员不再是规则的使用者，而变成了规则的生产者。针对应用的细致和独立的安全需求，基本上都可以用编程的方式实现出来，不再受限于 WAF 产品提供的内置功能。

如本文开头所述的功能需求，即使仅仅在防范注入方面：

某个域名或某些特定的 URL 不需要注入检查；

对来自外网的注入访问进行拦截，来自内网的注入访问只记录，不拦截；

对特定的请求参数名或特定特征的请求参数不进行注入检查；

非工作时段不仅拦截还阻止该用户一段时间访问；

对 admin 等管理账号登录后的访问不进行注入检查；

对于只记录不拦截的请求，附加一个特别的请求头发往应用；

对某些 URL 的注入访问，记录下 HTTP 请求的全部报文；

HTTP 响应码为 500 的注入的日志紧急度设为 alert；

对疑似的注入企图不做一次拦截，而是进行加权计算。

无论是上述某一条还是更复杂的组合，安全人员都可以在用户现场通过高度灵活的类编程 iWall3 来实现。

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