打造Linux下超级安全的LAMP服务器

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包子@郑州大学网络安全园
http://secu.zzu.edu.cn

本文已经投稿到黑客防线03年11期的文章，讲的比较基础详细，有兴趣的朋友榨干了看吧:)

谨以此文献给郑州大学网络中心的领导和老师

并祝各位朋友、老师和同学们在新的一年里，身体健康，工作顺利，学业有成，新年新气象！


编前:本文全面细致的介绍了在Linux下加固apache+php+mysql的方法，通过仔细阅读本文,你可以快速掌握安全配置apache,php,和mysql的方方面面，还有chroot这个前沿而强悍的技术，依靠这些知识，完全可以让你的WWW服务器在层出不穷的SQL注射(SQL Injection)和CSS跨站脚本攻击(Cross Site Script)中屹立不倒

   从动网的几个漏洞到独孤剑客的网站被黑，脚本攻击闹的沸沸扬扬，可见它在网络攻击中终于显现出他的重要性了。由于程序开发人员无意或有意的不小心，用Perl、PHP、ASP等编写的脚本就会出现这样或那样的错误，轻则导致泄露路径，重则导致整个服务器被攻陷甚至蔓延到整个网络。难道我们就非得把所用的脚本读N遍，认真的分析？我相信不是人人都有这等功力的，就算有这样的功力也不会枉费那么多的时间和精力。
   你可能会问：“我既想用网上免费的程序，又不想因此受到重创。难道就没有一个两全的办法？”
    
    针对windows主机，我们可以使用IISLockdown,SecureIIS之类的

    针对*nix主机给大家提出两个方案，一个就是给apache装上mod-security模块，另外一个办法就是把LAMP放置在一个chroot jail环境中。当然，最强的还是把两个方案结合在一起咯:)
   下面，让我们一起来分享这两个方案
前提：我们只需要有普通的linux操作经验，包括vi的使用等

首先，我们先弄清楚几个概念

什么是Debian:一个完全自由的Linux操作系统，他最令我心仪的就是他的apt包管理工具，让你安装或者升级软件无忧！如果你是CERNET用户的话，推荐你到电子科大或者我的网站http://secu.zzu.edu.cn升级，CHINANET用户可以在升级

什么是LAMP:就是Linux Apache MySQL Php的缩写，几乎是最强的架站组合

什么是chroot:是change root的缩写，就是把一个进程守护程序限制在某个特定的root环境中执行，这个被chroot了的程序几乎接近无法访问任何超出了这个root的任何文件或空间，这个root目录（也就是下面我们说到的jail）包含了执行进程守护程序所需要的所有文件，在你正确配置之后，绝大多数的入侵者是不可能跳出jail而接触到外面的文件的。这样我们就可以最大限度的限制入侵者保护自己。



本文主要涉及到的软件

makejail    
是一个自动把建立jail所需要的程序放到jail内的软件，使用python编写,他有debian和openbsd的版本

Zend Performance Suit
Zend公司开发的一套给PHP加速的东西，包括一个代码优化器(optimizer)和一个加速器(accelerator)


,还有cache功能,很好使的，有了他，php程序跑起来就跟飞一样！可以申请30天试用版本的，如果你觉得好用的话就买下来吧:)

mod-security http://www.modsecurity.org/
他是apache的一个模块，他有请求过滤，日志审计等功能，可以防止SQL Injection，跨站脚本攻击，很不错的一个模块

OK，动手
我们假设我们手头上有一个装好的debian woody，并且已经正确设置了了apt源

二话不说，先升级到debian sarge,也就是testing版本，我觉得这个版本还是不错的，因为他的软件比较新，而且有security支持，最主要这个版本的软件列表包含makejail这个软件

首先su到root升级系统并安装apache,php,mysql,gd
更新apt源，我在教育网，所以使用中科大的apt源debian.ustc.edu.cn速度很快
[root@debian /]apt-get update (如图update.jpg)
再更新所有软件包
[root@debian /]apt-get dist-upgrade(如图upgrade.jpg)


[root@debian /]apt-get install apache php4 php4-gd2 php4-mysql mysql-server mysql-client
并且把extension=gd.so和extension=mysql.so加到php.ini中
你的系统就已经装上了apache-1.3.27,php-4.1.2,mysql-4.0.13
这样一个基本的LAMP就起来了，简单吧。
再加一个系统用户，这个用户是我们等会chroot要用的
[root@debian /]adduser --home /chroot/apache --shell /dev/null --no-create-home --system --group chrapax


接着我们编辑httpd.conf文件并做一些修改，删除多余的apache模块并激活php模块

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

注释掉除了mod_access,mod_auth,mod_dir,mod_log_config,mod_mime，mod_alias之外的所有模块
去掉注释LoadModule php4_module /usr/lib/apache/1.3/libphp4.so以支持PHP (如图apache_mod.jpg )


设置ServerAdmin [e-mail]
设置ServerName secu.zzu.edu.cn
把
下面的Options Indexes Includes FollowSymLinks MultiViews的Indexes去掉,这样避免被别人索引目录
把用户和组改成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

默认使用中文字符集
AddDefaultCharset gb2312
加出错重定向，这样当出现下面的错误的时候，用户就会被重顶向到到你指定的页面
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关掉
ServerSignature Off
如果signature打开的话,当有人访问到一个被禁止或者不存在的页面的话，会出现一些错误信息的
这样的信息，不好，去掉他 (如图403.jpg)
如果不需要cgi支持的话，删除
ScriptAlias /cgi-bin/ /usr/lib/cgi-bin/

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

这行的注释去掉，因为我们需要PHP支持
把AddType application/x-httpd-php .php
最后把多余的Alias,Directory,Location都去掉，保存退出
OK，apache算是配置完毕，我比较喜欢干净的配置文件，下面的命令可以去掉httpd.conf里#打头的行
[root@debian /]mv httpd.conf httpd.conf.bak
[root@debian /]grep -v '#' httpd.conf.bak > httpd.conf
到此为止，apache配置文件编辑完毕



接着我们开始加固php,我们打开php.ini
[root@debian /]vi /etc/php4/apache/php.ini
首先打开安全模式，打开他的好处就是PHP文件只能访问所有者和PHP文件所有着一样的文件，即使在chroot环境下也无法访问jail中属主不一样的文件，类似于php shell这样的后门就没用武之地了哦，phpshell是很流行的php后门，他可以执行系统命令，就象他的名字一样，和shell很接近(如图phpshell.jpg)
safe_mode = On

如果php程序没有指明需要register_globals的话，最好把register_globals设置为Off,这样可以避免很多安全问题的
举个例子吧，我们有一个这样的PHP文件片段叫做test.php

// 前面的代码
if ($authorised) {
// 执行一些受保护的动作
}
// 其余的代码
}
?>
如果register_globle是打开的话，入侵者可以通过提交这样一个请求来绕过验证

当然，如果你非得使用register_globle的话，我们在后面同样可以使用mod-security来限制一下的

open_basedir =/var/www/
上面的设置就限制了fopen(), file()等函数可以操作的目录范围,避免了入侵者非法读取文件,一定要在/var/www后面加"/",否则/var/wwww下的文件也能被访问

禁止使用phpinfo和get_cfg_var函数，这样可以避免泄露服务信息
disable_functions = phpinfo,get_cfg_var
如果我们使用了被禁止使用的phpinfo函数的话，我们可以看到这样的错误

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


设置php程序错误日志，这样我们可以很清楚的知道程序问题所在
error_reporting  =  E_ALL
log_errors = On
error_log = /var/log/php_err.log


默认display_error是打开的，我们在jail没弄好之前还是打开他，或许出错信息可以给我们一点提示的，但是在完工之后记得关闭这个选项啊，因为他显示出的一些出错信息有可能会暴露你的物理路径的。
在这个过程中，最需要注意的就是不能使用root做为php程序的属主，否则php程序就可以随意访问他的属主，也就是root所有的文件了，这样就完全失去了safe_mode的意义了

禁止打开远程地址,记得最近出的php include的那个漏洞吗？就是在一个php程序中include了变量，那么入侵者就可以利用这个控制服务器在本地执行远程的一个php程序，例如phpshell,所以我们关闭这个
allow_url_fopen = Off


OK，保存退出
到此为止，针对php的安全优化基本上完毕,下面我们开始给mysql"做手脚"吧

Debian下用apt装的mysql默认已经禁止从网络连接mysql了的,我们可以从他的配置文件my.cnf里看出来，但是得注意一下，RedHat的RPM,FreeBSD的ports安装，skip-networking是注释掉了的，也就是监听3306端口了，要是mysql出了什么问题，别人就可以有机会利用了
[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
在这个方面Debian做的不错，但是Debian和Freebsd下系统装的mysqld是动态链接的，而RedHat的RPM安装的就是静态的，我们可以通过下面的命令来查看
[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
我们可以看到"dynamically linked"字样,这样在chroot mysql的时候就比较麻烦了，因为要复制很多的共享库,不过在debian下我们有makejail:)等会我们就可以看到他的威力了

接着我们修改mysql数据库里的东西，不过不管怎么样，我们首先得给mysql设置一个密码并修改管理员用户名(默认是root),但一定得记得，无论怎么样修改密码,都会有记录的,如果通过mysqladmin修改，shell的历史记录会有的，如果登陆了mysql之后再修改，在~/.mysql_history会记录的，所以我们一定得处理这两个历史记录文件，我们把他们删了，再从/dev/null做个软连接过来就可以解决问题了
[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
我们可以看到这两个文件里面都记录了东西的，下面我们处理他们
[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
我们再看看
[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
现在可以放心的设置密码了
[root@debian ~]mysqladmin -u root password mypasswd
这样我们以后root就得通过"mypasswd"这个密码来访问mysql数据库了

然后我们删除多余的数据库并去掉匿名帐号
[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;

然后修改默认的管理员帐号root为你喜欢的,我这里改成fatb

mysql> update user set user="fatb" where user="root";
mysql> flush privileges;
以后我们就得通过fatb帐号访问mysql数据库了
[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
到这里,mysql的安全设置基本上完毕了

现在我们安装mod-security，debian下同样很简单，并且自动把模块加到httpd.conf里
[root@debian /]apt-get install libapache-mod-security
默认这个模块是没激活的，编辑一下httpd.conf文件并去掉下面这行的注释
LoadModule security_module /usr/lib/apache/1.3/mod_security.so
接着在httpd.conf的末尾加上

    # 打开或者关闭过滤引擎
    SecFilterEngine On
    # 设置缺省的动作    
    SecFilterDefaultAction "deny,log,status:404"
    # 把设置传递给字目录
    SecFilterInheritance Off
    # 检测URL编码是否正确
    SecFilterCheckURLEncoding On
    # 检测内容长度以避免堆溢出攻击
    SecFilterForceByteRange 32 126
    # 日志文件的位置和名字
    SecAuditLog logs/audit_log
    # debug设置
    SecFilterDebugLog logs/modsec_debug_log
    SecFilterDebugLevel 0
    # 检测POST数据
    SecFilterScanPOST On
    # 当匹配sh的时候,重新定向到一个特殊的页面,让攻击者知难而退
    SecFilter sh redirect:http://secu.zzu.edu.cn/hack/fu.htm
    # Only check the body of the POST request
    #过滤一些敏感的东西，我们使用*是为了攻击者使用/etc/./passwd来绕开检测
    SecFilter /etc/*passwd
    SecFilter /bin/*sh
    # 防止double dot攻击,也就是类似,虽然这个漏洞看似弱智，但是很多网站都有的，比如CERNET某大学某图片站:)
    SecFilter "../"
    # 防止跨站脚本(CSS)攻击
    SecFilter "<( | )*script"
    SecFilter "<(.| )+>"
    # 防止SQL插入(SQL Injection)攻击
    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文件只能用来上传jpeg.bmp和gif的图片
    
        SecFilterInheritance Off
        SecFilterSelective POST_PAYLOAD "!image/(jpeg|bmp|gif)"
    

用好了mod-security,可以使你的网站的安全性大大的提高的，在他带的manual里你可以找到更多的设置的,在光盘中附带了更加详细的规则
(mod-security.rule.txt)



然后我们装Zend Performance Suit，在安装的时候，他问你使用的用户的时候，记得写chrapax而不是www-data

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



下面重头戏到了,chroot，非常重要的一步，但可能还是比较简单的一步，先把几个python写的配置文件复制到/etc/makejail下
[root@debian /etc/makejail]cp /usr/share/doc/makejail/examples/apache.py ./
然后编辑apache.py文件添加修改相应的信息
users=["chrapax"]
groups=["chrapax"]
packages=["apache","apache-common","php4","php4-gd","mysql-common","libapache-mod-security"]
然后执行makejail命令
[root@debian /etc/makejail]makejail apache.py
完成之后，我们得先做个软连接并把chrapax从passwd和group文件分离出来
[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/
然后在/etc/init.d里建一个叫chrapax的文件并让他可执行，内容详见光盘中的chrapax
[root@debian /etc/makejail]cat > /etc/init.d/chrapax
[root@debian /etc/makejail]chmod +x /etc/init.d/chrapax
接着使用rcconf命令让他在系统启动的时候启动(如图rcconf.bmp)
[root@debian /etc/makejail]rcconf
启动chroot的apache
[root@debian /etc/makejail]/etc/init.d/chrapax start
先测试一下php和mysql连接是否有问题
[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();
?>
结果浏览器返回
Warning: Can't connect to local MySQL server through socket '/var/run/mysqld/mysqld.sock' (2) in /var/www/mysql.php on line 2

但是我们可以看到在/var/run/mysqld/下的确有mysqld.sock文件,其实就是因为我们已经chroot apache了，他只能访问apache root jail里的东西，也就是/var/chroot/apache下面的东西,而mysqld.sock明显在jail外面,所以连接不上当然是很正常的了，解决这个问题的方法也很简单，做个硬连接就是了
[root@debian /apache/var/run/mysqld]ln /var/run/mysqld/mysqld.sock mysqld.sock
再访问一下mysql.php看看，果然OK了吧(如图ok.bmp)

做硬连接很麻烦，而且在访问mysqld的时候导致apache用资源好厉害，解决的办法就是在mysqld的配置文件里加上bind-address 127.0.0.1这样就通过tcp连接而不是通过socket连接了

经过我们这样一弄，整个LAMP服务器就安全的多了，就算万一php程序编写的不安全或者apache,php出了什么漏洞，想入侵进来并且跳出root jail还是非常困难的


参考:
security apache step by step
security php step by step
security mysql step by step
(不知道为什么在家里上网搜索不到这三个文章了，在www.securityfosuc.com的，有兴趣的可以去看看)
mod-security manual

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

版本信息
v1@2003.11 初始版
v2@2004.1  解决chroot后php程序连接mysql的时候apache耗用大量资源的问题
           修正ustc.edu.cn为电子科大而不是中科大:)
v3@2004.9  增加allow_url_fopen = Off
           增加mod-security对sql injection的过滤