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網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)介紹

網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)作為防范和應(yīng)對(duì)網(wǎng)頁(yè)篡改攻擊的技術(shù)手段,對(duì)于保護(hù)網(wǎng)站安全和信息安全具有重要意義。本文主要介紹了四種典型的網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)的基本原理,并分析對(duì)比了各技術(shù)的優(yōu)劣。

  • 發(fā)布時(shí)間:2022-08-30

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我想評(píng)論

1 網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)因何而生

在信息高速流通的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下,網(wǎng)站在各行各業(yè)以及人們的日常生活中均發(fā)揮著重要作用,與此同時(shí),其也成為了黑客攻擊的主要對(duì)象之一——黑客常常利用網(wǎng)站應(yīng)用程序或操作系統(tǒng)的安全漏洞對(duì)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行篡改,修改網(wǎng)頁(yè)展示內(nèi)容或在網(wǎng)頁(yè)中植入色情、詐騙等非法信息的暗鏈,以傳播惡意信息或謀取非法經(jīng)濟(jì)利益。

根據(jù)國(guó)家計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急技術(shù)處理協(xié)調(diào)中心(CNCERT/CC)發(fā)布的《2020年中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全報(bào)告》顯示,2020年我國(guó)境內(nèi)約10萬(wàn)個(gè)網(wǎng)站受到了篡改,其中包括近500個(gè)政府網(wǎng)站,可見網(wǎng)頁(yè)篡改攻擊十分猖獗。網(wǎng)頁(yè)一旦被篡改,由于閱讀人群多、傳播速度快、內(nèi)容易復(fù)制等特點(diǎn),往往影響深遠(yuǎn)且事后難以消除。面對(duì)網(wǎng)頁(yè)篡改攻擊可能帶來(lái)的不可估量的危害,如何有效防范和應(yīng)對(duì)網(wǎng)頁(yè)篡改成為信息安全的重要課題之一,各類網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

2 網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)介紹
2.1   網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)有哪些

網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)對(duì)網(wǎng)頁(yè)篡改的應(yīng)對(duì)思路主要集中于篡改的檢測(cè)和恢復(fù)。“在網(wǎng)頁(yè)發(fā)布前后及時(shí)、高效且準(zhǔn)確地檢測(cè)出網(wǎng)頁(yè)篡改并快速恢復(fù)”是網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)不斷提升的目標(biāo)。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,目前網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了三代革新,在篡改檢測(cè)和恢復(fù)性能上不斷提升,下面介紹一下四種典型的網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)。

圖2-1 網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)發(fā)展歷程
    
2.1.2  時(shí)間輪詢技術(shù)
時(shí)間輪詢技術(shù)又稱外掛輪詢技術(shù)或定時(shí)循環(huán)掃描技術(shù),其原理是使用網(wǎng)頁(yè)監(jiān)測(cè)程序,按照固定的周期將監(jiān)控的目標(biāo)網(wǎng)頁(yè)與事先備份好的正確網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行比較,判斷網(wǎng)頁(yè)的完整性,發(fā)現(xiàn)篡改后及時(shí)使用備份文件恢復(fù)網(wǎng)頁(yè)。
從時(shí)間輪詢技術(shù)開始,針對(duì)網(wǎng)頁(yè)防篡改的研究擺脫了以人力檢測(cè)恢復(fù)為主體的原始方式,開始了自動(dòng)化方式的探索。時(shí)間輪詢技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是易于實(shí)現(xiàn),但其劣勢(shì)也很明顯:
●隨著網(wǎng)站的規(guī)模化發(fā)展,網(wǎng)站頁(yè)面數(shù)量成倍提升,每次掃描需要耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間,并大量消耗服務(wù)器的CPU和硬盤I/O資源,影響服務(wù)器性能。
●由于輪詢掃描存在時(shí)間間隔,篡改檢測(cè)的實(shí)時(shí)性無(wú)法得到保障,黑客仍然有機(jī)會(huì)篡改網(wǎng)頁(yè)并使網(wǎng)頁(yè)訪問(wèn)者瀏覽到被篡改的網(wǎng)頁(yè)。
時(shí)間輪詢技術(shù)由于效率低、資源消耗高,在實(shí)際應(yīng)用中具有較大的局限性,目前已基本被淘汰。
2.1.3  事件觸發(fā)技術(shù)
事件觸發(fā)技術(shù)的基本原理是利用操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)或驅(qū)動(dòng)程序接口監(jiān)聽網(wǎng)站目錄下的文件修改,在網(wǎng)頁(yè)文件被修改時(shí)進(jìn)行合法性檢查,對(duì)于非法操作進(jìn)行告警和恢復(fù)。
相較于時(shí)間輪詢技術(shù),事件觸發(fā)技術(shù)基于事件觸發(fā)的篡改檢測(cè)機(jī)制不僅能夠使被篡改的網(wǎng)頁(yè)在短時(shí)間內(nèi)被發(fā)現(xiàn)和恢復(fù),進(jìn)而減小篡改網(wǎng)頁(yè)流出帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),而且?guī)缀醪幌南到y(tǒng)資源,不會(huì)對(duì)服務(wù)器性能造成影響。
然而,單獨(dú)依靠事件觸發(fā)技術(shù)往往難以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)頁(yè)篡改的有效防護(hù),主要原因如下:
●事件觸發(fā)技術(shù)的篡改檢測(cè)機(jī)制建立在“攻擊者不可能繞過(guò)操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)或驅(qū)動(dòng)程序接口對(duì)網(wǎng)頁(yè)文件進(jìn)行修改”的假設(shè)上,在對(duì)篡改行為的捕獲上完全依賴于已知的文件系統(tǒng)或驅(qū)動(dòng)程序接口。然而“敵暗我明”,攻擊者往往不會(huì)從正面進(jìn)攻,而是選擇通過(guò)其他不易被發(fā)現(xiàn)的方式(例如直接寫磁盤)進(jìn)行篡改攻擊,因此目前的檢測(cè)機(jī)制存在被繞過(guò)的風(fēng)險(xiǎn)。此外,被篡改的網(wǎng)頁(yè)一旦成功繞過(guò)檢測(cè),后續(xù)就再也沒有機(jī)會(huì)對(duì)其進(jìn)行檢查和恢復(fù)。
●在對(duì)疑似受到篡改的網(wǎng)頁(yè)文件的合法性檢查上,事件觸發(fā)技術(shù)通常將文件大小、修改時(shí)間、格式等文件屬性作為判斷是否被篡改的標(biāo)準(zhǔn),而不對(duì)文件內(nèi)容的完整性進(jìn)行校驗(yàn),因此無(wú)法確保網(wǎng)頁(yè)文件內(nèi)容未被篡改,可能出現(xiàn)誤判、漏判的情況。
●由于事件觸發(fā)技術(shù)本質(zhì)上仍是在非法網(wǎng)頁(yè)篡改發(fā)生之后才進(jìn)行檢測(cè)恢復(fù),當(dāng)攻擊者發(fā)起連續(xù)的篡改攻擊,檢測(cè)恢復(fù)速度無(wú)法追趕上篡改發(fā)生的速度,會(huì)使用戶持續(xù)訪問(wèn)到被篡改的網(wǎng)頁(yè)。
因此,在實(shí)際應(yīng)用中,事件觸發(fā)技術(shù)通常作為篡改檢測(cè)的觸發(fā)機(jī)制,和其他網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)結(jié)合使用。
2.1.4  核心內(nèi)嵌技術(shù)
核心內(nèi)嵌技術(shù)是以數(shù)字水印技術(shù)為基礎(chǔ),能夠有效阻斷篡改網(wǎng)頁(yè)流出的一種網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù),其基本原理為:對(duì)受保護(hù)網(wǎng)頁(yè)定期進(jìn)行數(shù)字水印的計(jì)算和存儲(chǔ),當(dāng)服務(wù)器接收到訪問(wèn)請(qǐng)求時(shí),通過(guò)內(nèi)嵌于Web服務(wù)器軟件的篡改檢測(cè)模塊,從訪問(wèn)請(qǐng)求中提取被訪問(wèn)的頁(yè)面并計(jì)算數(shù)字水印,并與之前存儲(chǔ)的數(shù)字水印進(jìn)行比對(duì),以判斷網(wǎng)頁(yè)文件是否受到篡改。若網(wǎng)頁(yè)文件受到篡改,則阻止其流出并對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)。
核心內(nèi)嵌技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要包括:
●對(duì)每一個(gè)流出的網(wǎng)頁(yè)做完整性校驗(yàn),被篡改網(wǎng)頁(yè)無(wú)法繞過(guò)檢測(cè)機(jī)制,基本可以避免被篡改網(wǎng)頁(yè)被用戶訪問(wèn)到,確保了網(wǎng)頁(yè)防篡改的有效性。
●以密碼學(xué)為理論基礎(chǔ),提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性,并支持對(duì)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的防護(hù)。
●將篡改檢測(cè)模塊與Web服務(wù)進(jìn)程融合,處理效率高,穩(wěn)定性強(qiáng)。由于不存在獨(dú)立的模塊運(yùn)行進(jìn)程,黑客無(wú)法中止檢測(cè)模塊的運(yùn)行。
核心內(nèi)嵌技術(shù)的局限性則主要在于數(shù)字水印的計(jì)算和比對(duì)過(guò)程需要消耗服務(wù)器的CPU和內(nèi)存資源,在網(wǎng)站訪問(wèn)量大的情況下,可能會(huì)給服務(wù)器造成一定壓力,影響網(wǎng)頁(yè)響應(yīng)時(shí)間。此外,該技術(shù)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)在篡改發(fā)生時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng),若被篡改網(wǎng)頁(yè)持續(xù)未被訪問(wèn),則網(wǎng)站管理者無(wú)法察覺到篡改攻擊的發(fā)生。
2.1.5  文件過(guò)濾驅(qū)動(dòng)技術(shù)
與上文介紹的幾種網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)不同,文件過(guò)濾驅(qū)動(dòng)技術(shù)改變了“在篡改發(fā)生后再進(jìn)行恢復(fù)”的被動(dòng)防御方式,實(shí)現(xiàn)了在篡改寫入文件之前就進(jìn)行阻斷。其原理是:通過(guò)操作系統(tǒng)提供的文件底層驅(qū)動(dòng)技術(shù),將篡改檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用到Web服務(wù)器,攔截并分析所有對(duì)文件實(shí)體進(jìn)行修改的系統(tǒng)調(diào)用。若修改請(qǐng)求來(lái)自合法的進(jìn)程或用戶,則向下層驅(qū)動(dòng)傳遞,根據(jù)細(xì)粒度的文件防護(hù)策略和規(guī)則進(jìn)行進(jìn)一步的判斷;若請(qǐng)求非法,直接阻斷修改操作。
該技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)包括:
●通過(guò)對(duì)IRP(I/O request packets,輸入輸出請(qǐng)求包)流的攔截與分析,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)頁(yè)面的監(jiān)控。
●基于底層文件驅(qū)動(dòng)技術(shù),對(duì)網(wǎng)頁(yè)文件的監(jiān)測(cè)和恢復(fù)過(guò)程可以達(dá)到毫秒級(jí)。
●資源代價(jià)小,占用服務(wù)器系統(tǒng)資源極少,不會(huì)對(duì)服務(wù)器性能造成影響。
綜合來(lái)說(shuō),文件過(guò)濾驅(qū)動(dòng)技術(shù)在準(zhǔn)確性、檢測(cè)實(shí)時(shí)性、資源占用率等方面都明顯優(yōu)于前幾種技術(shù),是一種高效而安全的網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)。
然而該技術(shù)也并非毫無(wú)破綻。操作系統(tǒng)內(nèi)核底層往往存在多種可以讀寫文件的方式,文件過(guò)濾驅(qū)動(dòng)存在被繞過(guò)的可能。此外,由于該技術(shù)不具備已篡改網(wǎng)頁(yè)的檢測(cè)和恢復(fù)能力,作為單一的技術(shù)手段部署時(shí)依然具有風(fēng)險(xiǎn)。
2.2   網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)對(duì)比
表2-1從篡改檢測(cè)性能、安全性、應(yīng)用范圍等維度,對(duì)比了時(shí)間輪詢技術(shù)、事件觸發(fā)技術(shù)、核心內(nèi)嵌技術(shù)和文件過(guò)濾驅(qū)動(dòng)技術(shù)這四種較為典型的網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)。
表2-1 典型網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)比較
對(duì)比特性 時(shí)間輪詢技術(shù) 事件觸發(fā)技術(shù) 核心內(nèi)嵌技術(shù) 文件過(guò)濾驅(qū)動(dòng)技術(shù)
訪問(wèn)篡改頁(yè)面 可能 可能 不可能 不可能
保護(hù)動(dòng)態(tài)內(nèi)容 不能 不能
服務(wù)器負(fù)載 較低 極低
帶寬占用 無(wú) 無(wú) 無(wú)
檢測(cè)響應(yīng)時(shí)間 分鐘級(jí) 秒級(jí) 實(shí)時(shí) 實(shí)時(shí)
繞過(guò)檢測(cè)機(jī)制 不可能 可能 不可能 可能
抵御連續(xù)篡改攻擊 不能 不能
保護(hù)所有網(wǎng)頁(yè) 不能
動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)腳本 不支持 支持 支持 支持
適用操作系統(tǒng) 所有 受限 所有 受限
斷線時(shí)保護(hù) 不能 不能
   
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說(shuō)明
“斷線時(shí)保護(hù)”是指能否在中斷了Web服務(wù)器和備份網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器連接的情況下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)防篡改。
----------------------------------------------------------------------------------------------
 
3 網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)的應(yīng)用
隨著網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)的不斷革新,各大廠商也在網(wǎng)頁(yè)防篡改領(lǐng)域刻苦鉆研,推出了各類集成了網(wǎng)頁(yè)防篡改功能的Web安全防護(hù)產(chǎn)品,如銳捷RG-WG-E WebGuard應(yīng)用保護(hù)系統(tǒng)。
RG-WG-E WebGuard應(yīng)用保護(hù)系統(tǒng)所集成的網(wǎng)頁(yè)防篡改功能模塊采用底層文件過(guò)濾驅(qū)動(dòng)技術(shù),結(jié)合事件觸發(fā)式的監(jiān)測(cè)機(jī)制,為網(wǎng)站目錄中的網(wǎng)頁(yè)、電子文檔、圖片、數(shù)據(jù)庫(kù)等各種類型的文件提供了全方位的保護(hù)。其優(yōu)勢(shì)主要包括:
●判斷準(zhǔn)確,資源占用少:集合文件過(guò)濾驅(qū)動(dòng)技術(shù)與事件觸發(fā)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)非法篡改事件,并在篡改寫入文件之前就進(jìn)行阻斷,有效保護(hù)網(wǎng)頁(yè)文件,抵御網(wǎng)頁(yè)篡改攻擊。
●部署靈活:支持“單防篡改端”和“防篡改端+發(fā)布端”兩種部署場(chǎng)景,部署過(guò)程既不依賴于原有Web系統(tǒng)架構(gòu),也不影響網(wǎng)站整體結(jié)構(gòu)。
●安全性高:支持網(wǎng)頁(yè)防篡改客戶端與WAF的實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng),即使在斷線狀態(tài)下也能實(shí)現(xiàn)篡改防護(hù);同時(shí),防篡改客戶端具備自我保護(hù)機(jī)制,有效防止黑客從根源上對(duì)防御模塊進(jìn)行破壞。
●統(tǒng)一管理,運(yùn)維高效:支持對(duì)所有安裝防篡改客戶端的服務(wù)器進(jìn)行集中管理,能夠可視化地能監(jiān)控服務(wù)器狀態(tài)和防篡改信息。
除了網(wǎng)頁(yè)防篡改外,RG-WG-E WebGuard應(yīng)用保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)進(jìn)出Web服務(wù)器的HTTP/HTTPS流量相關(guān)內(nèi)容的實(shí)時(shí)分析檢測(cè)、過(guò)濾,精確判定并阻止其他Web應(yīng)用入侵行為,阻斷各種對(duì)Web服務(wù)器的惡意訪問(wèn)與非法操作。其內(nèi)置的IDP入侵檢測(cè)防護(hù)引擎和威脅情報(bào)管理中心,不僅能夠在攻擊發(fā)生的時(shí)候做到準(zhǔn)確地檢測(cè)和防護(hù),還能為攻擊溯源和安全分析提供依據(jù),確保了Web應(yīng)用安全的最大化,提高了網(wǎng)絡(luò)安全的整體水平。

4 總結(jié)
為了應(yīng)對(duì)層出不窮的網(wǎng)頁(yè)篡改攻擊,網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù)經(jīng)歷了三代革新,從時(shí)間輪詢技術(shù)發(fā)展到了基于事件觸發(fā)機(jī)制的文件過(guò)濾驅(qū)動(dòng)技術(shù),在防護(hù)性能上不斷提升。銳捷RG-WG-E WebGuard應(yīng)用保護(hù)系統(tǒng)基于第三代網(wǎng)頁(yè)防篡改技術(shù),實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)防范黑客對(duì)網(wǎng)頁(yè)的惡意篡改,降低了網(wǎng)頁(yè)篡改引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn),對(duì)保障網(wǎng)站平穩(wěn)安全運(yùn)行具有重要意義。
 

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