openresty+lua在反向代理服务中的玩法

0x01 起因

几天前学弟给我介绍他用nginx搭建的反代,代理了谷歌和维基百科。

由此我想到了一些邪恶的东西:反代既然是所有流量走我的服务器,那我是不是能够在中途做些手脚,达到一些有趣的目的。 openresty是一款结合了nginx和lua的全功能web服务器,我感觉其角色和tornado类似,既是一个中间件,也结合了一个后端解释器。所以,我们可以在nginx上用lua开发很多“有趣”的东西。

所以,这篇文章也是由此而来。

0x02 openresty的搭建

openresty是国人的一个开源项目,主页在http://openresty.org/ ,其核心nginx版本相对比较高(1.7.10),搭配的一些第三方模块也很丰富。

首先在官网下载openresty源码,然后我还需要一个openresty中没有的第三方库:https://github.com/yaoweibin/ngx_http_substitutions_filter_module ,同样下载下来。

编译:

编译选项中: —with-http_sub_module 附带http_sub_module模块,这是nginx自带的一个模块,用来替换返回的http数据包中内容。 –with-pcre-jit —with-ipv6 提供ipv6支持 —add-module=/root/requirements/ngx_http_substitutions_filter_module(此处为你下载的ngx_http_substitutions_filter_module目录) 将刚才下载的http_substitutions_filter_module模块编译进去。http_substitutions_filter_module模块是http_sub_module的加强版,它可以用正则替换,并可以多处替换。

编译安装的过程没有什么难点,很快就安装好了,openresty和luajit都默认在/usr/local/openresty目录下。nginx的二进制文件为 /usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx。

然后像正常启动nginx一样启动之。

0x03 反代目标网站

根据目标网站的不同,反代也是有难度之分的。

比如乌云,我们可以很轻松地将其反代下来。因为乌云主站有一个特点:所有链接都是相对地址。所以我甚至不需要修改页面中任何内容即可完整反代。

一个简单demo:http://wooyun.jjfly.party ,其配置文件如下:

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其中,location / 块即为反代乌云的配置块。

proxy_pass 是将请求交给上游处理,而这里的上游就是http://wooyun.com

proxy_cookie_domain是将所有cookie中的domain替换掉成自己的domain,达到能够登陆的效果。

proxy_buffering off用来关闭内存缓冲区。

proxy_set_header是一个重要的配置项,利用这个项可以修改转发时的HTTP头。比如,乌云在登录以后,修改资料的时候会验证referer,如果referer来自wooyun.jjfly.party是会提示错误的。所以我在这里用proxy_set_header将referer设置为wooyun.org域下的地址,从而绕过检查。

这样,做好了一个完美的“钓鱼网站”:

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我甚至可以正常登录、修改信息:

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但是并不是所有网站做反代都这样简单,比如google。谷歌是一个https的站点,所以通常也需要一个https的配置:

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我申请了一个SSL证书,反代方法和乌云类似。但不同的是,谷歌会检查host,如果host不是谷歌自己的域名就会强制302跳转到www.google.com。

于是我在这里用proxy_set_header 将Host设置为www.google.com。

另外,谷歌与乌云最大的不同是,其源码中链接均为绝对路径,所以一旦用户点击其中链接后又会跳转回谷歌去。所以,我这里使用了subs_filter模块将其中的字符窜“www.google.com”替换成“xdsec.mhz.pw”。

这是反代中经常会遇到的情况。

那么,如果我并没有条件购买SSL证书怎么办?其实我们在nginx配置中也是可以将https降成http的。比如http://qq.jjfly.party就是代理的https://mail.qq.com:

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另外,在xui.qq.jjfly.party(登陆框的frame)中,我利用

在html的标签前插入了一段javascript,通过这个方式,我可以简单制作一个前端的数据截取。(XSS) 打开即会弹窗:

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在反代过程中,我们会常常和gzip打交道。熟悉http协议的同学应该知道,如果浏览器发送的数据包头含有Accept-Encoding: gzip,即告诉服务器:“我可以接受gzip压缩过的数据包”。这时后端就会将返回包压缩后发送,并包含返回头Content-Encoding: gzip,浏览器根据是否含有这个头对返回数据包进行解压显示。

但gzip在反代中,会造成很大问题:subs_filter替换内容时,如果内容是压缩过的,明显就不能正常替换了。同时在日志里可以看到这样的记录:

http subs filter header ignored, this may be a compressed response. while reading response header from upstream

所以网上一般处理方式是,在向上层服务器转发数据包的时候,设置proxy_set_header Accept-Encoding ””,这样后端服务器就不会压缩数据包了。

但有时候,做反代的时候会发现subs_filter的替换失效或部分失效了,我在做126.com反代的时候就遇到了这个问题。经过一段时间的研究发现,可能和缓存有关系,缓存中的数据包是gzip压缩过的,所以就算发送Accept-Encoding=””也不管用。 如下是http://126.jjfly.party 配置:

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我设置了很多阻止其缓存的方法,但实际上好像并没有效果。

于是这里我想到借助lua,我想通过lua脚本在数据包返回的时候解压缩gzip数据,并代替subs_filter进行字符串的替换。

0x04 借助lua进行gzip解压与返回包修改

openresty在编译安装的时候就加入了lua支持,所以无需再对nginx进行改造。但lua下对gzip进行解压,需要借助一个库:lua-zlib(https://github.com/brimworks/lua-zlib) lua是一个和C语言结合紧密的脚本语言,实际上lua-zlib就是一个C语言编写的库,我们现在需要做的就是将其编译成一个动态链接库zlib.so,让lua来引用。

以上代码解释一下。首先执行cmake来生成编译配置文件。LUA_INCLUDE_DIR指定luajit的include文件夹,LUA_LIBRARIES指定luajit的lib文件夹。USE_LUAJIT=ON和USE_LUA=OFF指定我们使用的是luajit而不是lua:

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再执行make && make install即可:

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这时候已经编译好了zlib.so,拷贝到openresty的lib目录下即可:

cp zlib.so /usr/local/openresty/lualib/zlib.so

然后回到nginx的配置文件中,“body_filter_by_lua_file /usr/local/openresty/luasrc/repl.lua; ”这句话告诉nginx我需要把返回包的body交给repl.lua处理。 repl.lua脚本:

思路是个简单粗暴的方式:ngx.arg1是原始的body,我将之交给pcall(lua下的异常处理方式),利用zlib.inflate进行解压。如果不出异常说明解压成功了,就将结果覆盖ngx.arg1,抛出异常了说明body可能是没压缩的,就保持不变。 但实际操作中遇到几个困难:

数据包并不是一次全部交给repl.lua,而是被分成许多chunks。所以我判断了一下,当数据包没有接收完整的时候就先保存在一个临时文件中,直到eof,我才将之解压缩发送给客户端。

多用户情况下,我需要区分临时文件属于哪个用户。所以我将临时文件名保存在ngx.shared中,根据IP+uri判断(实际上也并不完美)。

lua生成的随机数并不会自动播种,所以我需要根据系统时间来设置随机数种子。

最后,解压完成后我直接调用callback()函数在其中对数据包进行替换,实际上就是完成之前subs_filter做的那些操作。 这样配置完成后,重启nginx,用浏览器访问将会发现一个问题:

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提示是:ERR_CONTENT_DECODING_FAILED,但我用burpsuite发包会发现似乎一切正常:

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其实这个问题我之前都说了,还是和gzip有关。我们看到上图,返回包中含有Content-Encoding: gzip,当我们的浏览器查看到此头后,会认为数据包是gzip压缩过的。

但实际上我们已经在lua中将其解压缩了,所以返回的数据其实是没压缩过的。最终导致浏览器解压出错,造成ERR_CONTENT_DECODING_FAILED。

怎么解决?

在nginx配置中将返回包头中的Content-Encoding设置为空就好了:

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header_filter_by_lua就是在修改返回头的配置。后面可以直接编写lua脚本,将ngx.header[“Content-Encoding”]=””。 这时就可以正常访问了:

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0x05 利用lua截取数据

那么,lua除了能够解决上述的解压缩问题以外,还有没有什么新玩法?

这时候,理应就想到就是数据包的截获。钓鱼网站的最终目的就是获取用户的信息,我在前面说到了可以通过在前端插入javascript脚本来截取用户的输入。

但实际上这并不是最好的方案,最好的方法就是在后端截取数据包。

于是我来使用lua完成这个任务。首先在nginx的server块外面(主配置文件中)加入配置项:

这两项在ngx_lua_waf中也介绍过。init_by_lua_file是在nginx启动的时候加载并执行的lua脚本,access_by_lua_file是在一次HTTP请求开始前执行的lua脚本。

init_by_lua_file一般是初始化一些全局使用的函数,不多说了。说一下我写的access_by_lua_file时调用的fish.lua:

当host在valid_host(钓鱼站的host)中时,判断如果请求是POST请求,就将数据包的body写入/home/wwwroot/fish/ $ngx.var.host .txt 中。

这时,我访问http://126.jjfly.party/admin/126.jjfly.party.txt 就可以看到实时钓鱼的结果:24 (1)

乌云也一样:http://wooyun.jjfly.party/admin/wooyun.jjfly.party.txt

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QQ邮箱那个因为环境太复杂(有至少三个host需要反代),所以我宁愿选择在前端插入脚本进行劫持。

除了记录用户输入的账号密码,根据反代网站的类型不同还能截取很多有趣的东西。

比如谷歌,我可以记录访客在谷歌中查询的内容:

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脚本也很简单:

可见,虽然你看到的流量是经过一个拥有正规的证书的https站点的。但实际上我在写lua脚本的时候根本不用在乎流量是否加密,因为openresty总会将一个明文的数据包交给我处理。

那么:Youtube,我们可以记录访客看过哪些视频;wikipedia,我们可以记录用户搜索过哪些姿势;1024,我们可以记录哪些片子的点击率最高……(笑)

自从各大国外站点陆续从互联网上消失以后,现在镜像网站越来越多。但上面的案例也说明了,镜像网站也并不一定都是正直的。

0x06 结合缓存与redis提升反代效率

当然openresty绝不仅仅是拥有这样一些简单的功能。openresty出现的定义就是一个“全功能的 Web 应用服务器”,所以php可以有的功能它都可以办到。 简单来说我们可以直接在openresty上用lua编写一个完整的动态网站。 之前我们的反代配置,有一些无法避免的缺点:

  1. 对gzip的支持不好,要不就是不使用压缩,要不就是需要解压,效率较低
  2. 没有使用缓存,请求频繁、并发量大的情况下nginx可能被上游服务器封掉。
  3. 后端没有进行负债均衡。

如果仅仅是钓鱼的话,效率低是问题不大的,因为访问量不会太大。但如果你想做一个使用量大的谷歌镜像之类的网站,就必须要考虑这个问题了。

如何缓解这个问题?

比如,我们可以利用谷歌全球的IP进行负载均衡:

另外,利用proxy_cache进行缓存,可以减少很多反代服务器向上游服务器请求的次数,防止被封。

当然,除了使用文件缓存以外,openresty还可以使用一些效率更高的服务,比如redis。

openresty自带了一个redis客户端lua-resty-redis:https://github.com/openresty/lua-resty-redis (openresty还有个RedisNginxModule模块,这个是反代redis请求的,并不是redis客户端) 不过,现今的openresty对于redis模块(包括所有依赖于socket的模块)的支持仅限于在rewrite_by_lua, access_by_lua, content_by_lua这三个context中,也就是说我们没法将返回的数据包储存于redis中,但我们可以将截取到的数据储存于redis中。

还是以谷歌为例,我将查询结果按照IP来存入redis:

再将location /result 解析到如下lua脚本中,读取redis显示结果:

最后效果如图所示:

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0x07 总结与引用

通过这篇文章,我简单地讲了openresty一些有意思的玩法。

说白了,就是借助其能够截取数据包的能力,来做很多只有hacker才想做的事情。除了文中说到的玩法(钓鱼、用户隐私探测),我还想到一些openresty可以做的大事:

蜜罐:利用lua自动截取数据包中的0day并进行分析。

流量分析与漏洞自动化挖掘:将目标网站反代下来,正常浏览使用。lua在后端截取数据包并交给各种自动化分析工具分析。

高级服务的负载均衡:nginx 1.9后代理模块被加入内核,那时候我们甚至可以用openresty作为shadowsocks的前端服务器,作负载均衡。利用lua配置多用户shadowsocks环境,让shadowsocks多用户不再局限于端口与密码,而变成一个host+username+password认证的形式。

当然openresty的能力绝不仅仅是如此,还是最开始说的,openresty是一个全功能web服务器。

但作为一个hacker,我往往去先挖掘这里面最有意思的一些内容,也就是我上面说的。

如果诸君有兴趣深入研究,都可以和我一起探索。

[via@phith0n] 注:本文转载系经过乌云官方授权,未被乌云授权的网站请勿转载本文!