打造Linux下超級安全的LAMP伺服器

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包子@鄭州大學網路安全園
http://secu.zzu.edu.cn

本文已經投稿到駭客防線03年11期的文章，講的比較基礎詳細，有興趣的朋友榨乾了看吧:)

謹以此文獻給鄭州大學網路中心的領導和老師

並祝各位朋友、老師和同學們在新的一年裡，身體健康，工作順利，學業有成，新年新氣象！

編前:本文全面細緻的介紹了在Linux下加固apache+php+mysql的方法，通過仔細閱讀本文,你可以快速掌握安全配置apache,php,和mysql的方方面面，還有chroot這個前沿而強悍的技術，依靠這些知識，完全可以讓你的WWW伺服器在層出不窮的SQL注射(SQL Injection)和CSS跨站指令碼攻擊(Cross Site Script)中屹立不倒

   從動網的幾個漏洞到獨孤劍客的網站被黑，指令碼攻擊鬧的沸沸揚揚，可見它在網路攻擊中終於顯現出他的重要性了。由於程式開發人員無意或有意的不小心，用Perl、PHP、ASP等編寫的指令碼就會出現這樣或那樣的錯誤，輕則導致泄露路徑，重則導致整個伺服器被攻陷甚至蔓延到整個網路。難道我們就非得把所用的指令碼讀N遍，認真的分析？我相信不是人人都有這等功力的，就算有這樣的功力也不會枉費那麼多的時間和精力。
   你可能會問：“我既想用網上免費的程式，又不想因此受到重創。難道就沒有一個兩全的辦法？”
    
    針對windows主機，我們可以使用IISLockdown,SecureIIS之類的

    針對*nix主機給大家提出兩個方案，一個就是給apache裝上mod-security模組，另外一個辦法就是把LAMP放置在一個chroot jail環境中。當然，最強的還是把兩個方案結合在一起咯:)
   下面，讓我們一起來分享這兩個方案
前提：我們只需要有普通的linux操作經驗，包括vi的使用等

首先，我們先弄清楚幾個概念

什麼是Debian:一個完全自由的Linux作業系統，他最令我心儀的就是他的apt包管理工具，讓你安裝或者升級軟體無憂！如果你是CERNET使用者的話，推薦你到電子科大http://debian.ustc.edu.cn或者我的網站http://secu.zzu.edu.cn升級，CHINANET使用者可以在http://mirror.gennkbone.org升級

什麼是LAMP:就是Linux Apache MySQL Php的縮寫，幾乎是最強的架站組合

什麼是chroot:是change root的縮寫，就是把一個進程精靈限制在某個特定的root環境中執行，這個被chroot了的程式幾乎接近無法訪問任何超出了這個root的任何檔案或空間，這個root目錄（也就是下面我們說到的jail）包含了執行進程精靈所需要的所有檔案，在你正確配置之後，絕大多數的入侵者是不可能跳出jail而接觸到外面的檔案的。這樣我們就可以最大限度的限制入侵者保護自己。

本文主要涉及到的軟體

makejail     http://www.floc.net/makejail/
是一個自動把建立jail所需要的程式放到jail內的軟體，使用python編寫,他有debian和openbsd的版本

Zend Performance Suit http://www.zend.com
Zend公司開發的一套給PHP加速的東西，包括一個代碼最佳化器(optimizer)和一個加速器(accelerator)

,還有cache功能,很好使的，有了他，php程式跑起來就跟飛一樣！可以申請30天試用版本的，如果你覺得好用的話就買下來吧:)

mod-security http://www.modsecurity.org/
他是apache的一個模組，他有請求過濾，日誌審計等功能，可以防止SQL Injection，跨站指令碼攻擊，很不錯的一個模組

OK，動手
我們假設我們手頭上有一個裝好的debian woody，並且已經正確設定了了apt源

二話不說，先升級到debian sarge,也就是testing版本，我覺得這個版本還是不錯的，因為他的軟體比較新，而且有security支援，最主要這個版本的軟體列表包含makejail這個軟體

首先su到root升級系統並安裝apache,php,mysql,gd
更新apt源，我在教育網，所以使用中科大的apt源debian.ustc.edu.cn速度很快
[root@debian /]apt-get update (update.jpg)
再更新所有軟體包
[root@debian /]apt-get dist-upgrade(upgrade.jpg)

[root@debian /]apt-get install apache php4 php4-gd2 php4-mysql mysql-server mysql-client
並且把extension=gd.so和extension=mysql.so加到php.ini中
你的系統就已經裝上了apache-1.3.27,php-4.1.2,mysql-4.0.13
這樣一個基本的LAMP就起來了，簡單吧。
再加一個系統使用者，這個使用者是我們等會chroot要用的
[root@debian /]adduser --home /chroot/apache --shell /dev/null --no-create-home --system --group chrapax

接著我們編輯httpd.conf檔案並做一些修改，刪除多餘的apache模組並啟用php模組

[root@debian /]vi /etc/apache/httpd.conf

注釋掉除了mod_access,mod_auth,mod_dir,mod_log_config,mod_mime，mod_alias之外的所有模組
去掉注釋LoadModule php4_module /usr/lib/apache/1.3/libphp4.so以支援PHP (apache_mod.jpg )

設定ServerAdmin fatb@zzu.edu.cn
設定ServerName secu.zzu.edu.cn
把
下面的Options Indexes Includes FollowSymLinks MultiViews的Indexes去掉,這樣避免被別人索引目錄
把使用者和組改成chrapax
User chrapax
Group chrapax
在下面加上index.php如下

    DirectoryIndex index.php index.html index.htm index.shtml index.cgi

預設使用中文字元集
AddDefaultCharset gb2312
加出錯重新導向，這樣當出現下面的錯誤的時候，使用者就會被重頂向到到你指定的頁面
ErrorDocument 404 http://secu.zzu.edu.cn/index.php
ErrorDocument 402 http://secu.zzu.edu.cn/index.php
ErrorDocument 403 http://secu.zzu.edu.cn/index.php
ErrorDocument 500 http://secu.zzu.edu.cn/index.php
把signature關掉
ServerSignature Off
如果signature開啟的話,當有人訪問到一個被禁止或者不存在的頁面的話，會出現一些錯誤資訊的
這樣的資訊，不好，去掉他 (403.jpg)
如果不需要cgi支援的話，刪除
ScriptAlias /cgi-bin/ /usr/lib/cgi-bin/

    AllowOverride None
    Options ExecCGI -MultiViews
    Order allow,deny
    Allow from all

這行的注釋去掉，因為我們需要PHP支援
把AddType application/x-httpd-php .php
最後把多餘的Alias,Directory,Location都去掉，儲存退出
OK，apache算是配置完畢，我比較喜歡乾淨的設定檔，下面的命令可以去掉httpd.conf裡#打頭的行
[root@debian /]mv httpd.conf httpd.conf.bak
[root@debian /]grep -v '#' httpd.conf.bak > httpd.conf
到此為止，apache設定檔編輯完畢

接著我們開始加固php,我們開啟php.ini
[root@debian /]vi /etc/php4/apache/php.ini
首先開啟安全模式，開啟他的好處就是PHP檔案只能訪問所有者和PHP檔案所有著一樣的檔案，即使在chroot環境下也無法訪問jail中屬主不一樣的檔案，類似於php shell這樣的後門就沒用武之地了哦，phpshell是很流行的php後門，他可以執行系統命令，就象他的名字一樣，和shell很接近(phpshell.jpg)
safe_mode = On

如果php程式沒有指明需要register_globals的話，最好把register_globals設定為Off,這樣可以避免很多安全問題的
舉個例子吧，我們有一個這樣的PHP檔案片段叫做test.php

// 前面的代碼
if ($authorised) {
// 執行一些受保護的動作
}
// 其餘的代碼
}
?>
如果register_globle是開啟的話，入侵者可以通過提交這樣一個請求來繞過驗證
http://www.test.com/test.php?authorised=1
當然，如果你非得使用register_globle的話，我們在後面同樣可以使用mod-security來限制一下的

open_basedir =/var/www/
上面的設定就限制了fopen(), file()等函數可以操作的目錄範圍,避免了入侵者非法讀取檔案,一定要在/var/www後面加"/",否則/var/wwww下的檔案也能被訪問

禁止使用phpinfo和get_cfg_var函數，這樣可以避免泄露服務資訊
disable_functions = phpinfo,get_cfg_var
如果我們使用了被禁止使用的phpinfo函數的話，我們可以看到這樣的錯誤

Warning: phpinfo() has been disabled for security reasons in /var/www/info.php on line 1

設定php程式錯誤記錄檔，這樣我們可以很清楚的知道程式問題所在
error_reporting  =  E_ALL
log_errors = On
error_log = /var/log/php_err.log

預設display_error是開啟的，我們在jail沒弄好之前還是開啟他，或許出錯資訊可以給我們一點提示的，但是在完工之後記得關閉這個選項啊，因為他顯示出的一些出錯資訊有可能會暴露你的實體路徑的。
在這個過程中，最需要注意的就是不能使用root做為php程式的屬主，否則php程式就可以隨意訪問他的屬主，也就是root所有的檔案了，這樣就完全失去了safe_mode的意義了

禁止開啟遠程地址,記得最近出的php include的那個漏洞嗎？就是在一個php程式中include了變數，那麼入侵者就可以利用這個控制伺服器在本地執行遠端一個php程式，例如phpshell,所以我們關閉這個
allow_url_fopen = Off

OK，儲存退出
到此為止，針對php的安全最佳化基本上完畢,下面我們開始給mysql"做手腳"吧

Debian下用apt裝的mysql預設已經禁止從網路連接mysql了的,我們可以從他的設定檔my.cnf裡看出來，但是得注意一下，RedHat的RPM,FreeBSD的ports安裝，skip-networking是注釋掉了的，也就是監聽3306連接埠了，要是mysql出了什麼問題，別人就可以有機會利用了
[root@debian /]grep net /etc/mysql/my.cnf
# The skip-networkin option will no longer be set via debconf menu.
# You have to manually change it if you want networking i.e. the server
skip-networking
在這個方面Debian做的不錯，但是Debian和Freebsd下系統裝的mysqld是動態連結的，而RedHat的RPM安裝的就是靜態，我們可以通過下面的命令來查看
[root@debian ~]file `which mysqld`
/usr/sbin/mysqld: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), for GNU/Linux 2.2.0, dynamically linked (uses shared libs), stripped
我們可以看到"dynamically linked"字樣,這樣在chroot mysql的時候就比較麻煩了，因為要複製很多的共用庫,不過在debian下我們有makejail:)等會我們就可以看到他的威力了

接著我們修改mysql資料庫裡的東西，不過不管怎麼樣，我們首先得給mysql設定一個密碼並修改管理使用者名(預設是root),但一定得記得，無論怎麼樣修改密碼,都會有記錄的,如果通過mysqladmin修改，shell的記錄會有的，如果登陸了mysql之後再修改，在~/.mysql_history會記錄的，所以我們一定得處理這兩個記錄檔案，我們把他們刪了，再從/dev/null做個軟串連過來就可以解決問題了
[root@debian /]cd ~
[root@debian ~]ll
total 13K
-rw-------    1 root     root         1.8K Sep 28 21:05 .bash_history
-rw-------    1 root     root           14 Sep 29 09:29 .mysql_history
我們可以看到這兩個檔案裡面都記錄了東西的，下面我們處理他們
[root@debian ~]rm .bash_history
[root@debian ~]rm .mysql_history
[root@debian ~]ln -s /dev/null .bash_history
[root@debian ~]ln -s /dev/null .mysql_history
我們再看看
[root@debian ~][root@debian ~]ll
total 10K
lrwxrwxrwx    1 root     root            9 Sep 29 09:29 .bash_history -> /dev/null
lrwxrwxrwx    1 root     root            9 Sep 29 09:29 .mysql_history -> /dev/null
現在可以放心的設定密碼了
[root@debian ~]mysqladmin -u root password mypasswd
這樣我們以後root就得通過"mypasswd"這個密碼來訪問mysql資料庫了

然後我們刪除多餘的資料庫並去掉匿名帳號
[root@debian ~]mysql -u root -p
Enter password:XXXXXX

mysql> drop database test;
mysql> use mysql;
mysql> delete from db;
mysql> delete from user where not (host="localhost" and user="root");
mysql> flush privileges;

然後修改預設的管理員帳號root為你喜歡的,我這裡改成fatb

mysql> update user set user="fatb" where user="root";
mysql> flush privileges;
以後我們就得通過fatb帳號訪問mysql資料庫了
[root@debian ~]mysql -u root -p
Enter password:
ERROR 1045: Access denied for user: 'root@localhost' (Using password: YES)
[root@debian ~]mysql -u fatb -p
Enter password:
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or g.
Your MySQL connection id is 14 to server version: 4.0.13-log
到這裡,mysql的安全設定基本上完畢了

現在我們安裝mod-security，debian下同樣很簡單，並且自動把模組加到httpd.conf裡
[root@debian /]apt-get install libapache-mod-security
預設這個模組是沒啟用的，編輯一下httpd.conf檔案並去掉下面這行的注釋
LoadModule security_module /usr/lib/apache/1.3/mod_security.so
接著在httpd.conf的末尾加上

    # 開啟或者關閉過濾引擎
    SecFilterEngine On
    # 設定預設的動作    
    SecFilterDefaultAction "deny,log,status:404"
    # 把設定傳遞給字目錄
    SecFilterInheritance Off
    # 檢測URL編碼是否正確
    SecFilterCheckURLEncoding On
    # 檢測內容長度以避免堆溢出攻擊
    SecFilterForceByteRange 32 126
    # 記錄檔的位置和名字
    SecAuditLog logs/audit_log
    # debug設定
    SecFilterDebugLog logs/modsec_debug_log
    SecFilterDebugLevel 0
    # 檢測POST資料
    SecFilterScanPOST On
    # 當匹配sh的時候,重新定向到一個特殊的頁面,讓攻擊者知難而退
    SecFilter sh redirect:http://secu.zzu.edu.cn/hack/fu.htm
    # Only check the body of the POST request
    #過濾一些敏感的東西，我們使用*是為了攻擊者使用/etc/./passwd來繞開檢測
    SecFilter /etc/*passwd
    SecFilter /bin/*sh
    # 防止double dot攻擊,也就是類似http://www.test.com/openfile.php?path=/../../..,雖然這個漏洞看似弱智，但是很多網站都有的，比如CERNET某大學某圖片站:)
    SecFilter "../"
    # 防止跨站指令碼(CSS)攻擊
    SecFilter "<( | )*script"
    SecFilter "<(.| )+>"
    # 防止SQL插入(SQL Injection)攻擊
    SecFilter "delete(空格| )+from"
    SecFilter "insert(空格| )+into"
    SecFilter "select(空格| )+from"
    SecFilter "union(空格| )+from"
    # 下面是限制了upload.php檔案只能用來上傳jpeg.bmp和gif的圖片
    
        SecFilterInheritance Off
        SecFilterSelective POST_PAYLOAD "!image/(jpeg|bmp|gif)"
    

用好了mod-security,可以使你的網站的安全性大大的提高的，在他帶的manual裡你可以找到更多的設定的,在光碟片中附帶了更加詳細的規則
(mod-security.rule.txt)

然後我們裝Zend Performance Suit，在安裝的時候，他問你使用的使用者的時候，記得寫chrapax而不是www-data

order allow,deny
allow from 211.43.125.63(你的IP)
deny from all
Options All

下面重頭戲到了,chroot，非常重要的一步，但可能還是比較簡單的一步，先把幾個python寫的設定檔複製到/etc/makejail下
[root@debian /etc/makejail]cp /usr/share/doc/makejail/examples/apache.py ./
然後編輯apache.py檔案添加修改相應的資訊
users=["chrapax"]
groups=["chrapax"]
packages=["apache","apache-common","php4","php4-gd","mysql-common","libapache-mod-security"]
然後執行makejail命令
[root@debian /etc/makejail]makejail apache.py
完成之後，我們得先做個軟串連並把chrapax從passwd和group檔案分離出來
[root@debian /etc/makejail]ln -s /var/chroot/apache /apache
[root@debian /etc/makejail]grep chrapax /etc/passwd > /apache/etc/passwd
[root@debian /etc/makejail]grep chrapax /etc/group > /apache/etc/group
[root@debian /etc/makejail]cp /etc/mime.types /apache/etc/
然後在/etc/init.d裡建一個叫chrapax的檔案並讓他可執行，內容詳見光碟片中的chrapax
[root@debian /etc/makejail]cat > /etc/init.d/chrapax
[root@debian /etc/makejail]chmod +x /etc/init.d/chrapax
接著使用rcconf命令讓他在系統啟動的時候啟動(rcconf.bmp)
[root@debian /etc/makejail]rcconf
啟動chroot的apache
[root@debian /etc/makejail]/etc/init.d/chrapax start
先測試一下php和mysql串連是否有問題
[root@debian /etc/makejail]cat > /apache/var/www/mysql.php
    $conn = mysql_connect("localhost", "fatb", "urpassword")
      or die;
    print "php can work with mysql now";
    mysql_close($conn);
    phpinfo();
?>
結果瀏覽器返回
Warning: Can't connect to local MySQL server through socket '/var/run/mysqld/mysqld.sock' (2) in /var/www/mysql.php on line 2

但是我們可以看到在/var/run/mysqld/下的確有mysqld.sock檔案,其實就是因為我們已經chroot apache了，他只能訪問apache root jail裡的東西，也就是/var/chroot/apache下面的東西,而mysqld.sock明顯在jail外面,所以串連不上當然是很正常的了，解決這個問題的方法也很簡單，做個硬串連就是了
[root@debian /apache/var/run/mysqld]ln /var/run/mysqld/mysqld.sock mysqld.sock
再訪問一下mysql.php看看，果然OK了吧(ok.bmp)

做硬串連很麻煩，而且在訪問mysqld的時候導致apache用資源好厲害，解決的辦法就是在mysqld的設定檔裡加上bind-address 127.0.0.1這樣就通過tcp串連而不是通過socket串連了

經過我們這樣一弄，整個LAMP伺服器就安全的多了，就算萬一php程式編寫的不安全或者apache,php出了什麼漏洞，想入侵進來並且跳出root jail還是非常困難的

參考:
security apache step by step
security php step by step
security mysql step by step
(不知道為什麼在家裡上網搜尋不到這三個文章了，在www.securityfosuc.com的，有興趣的可以去看看)
mod-security manual

san的php安全配置
http://www.xfocus.net/articles/200111/304.html

版本資訊
v1@2003.11 初始版
v2@2004.1  解決chroot後php程式串連mysql的時候apache耗用大量資源的問題
           修正ustc.edu.cn為電子科大而不是中科大:)
v3@2004.9  增加allow_url_fopen = Off
           增加mod-security對sql injection的過濾