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@mingchun_zhao(趙 明春)inＡＲアドバンストテクノロジ株式会社（ARI）

NGINXセキュリティ設定の脆弱性診断による検証

Last updated at Posted at 2022-10-16

はじめに

Webサーバをサイバー攻撃から守るため、強固なセキュリティ設定が求められています。
NGINXセキュリティ設定に必要な項目を、脆弱性診断ツールなどを利用し検証しました。

関連用語のおさらい

NGINX(エンジンエックス)とは

Wikipediaから抜粋

  • フリーかつオープンソースなWebサーバである
  • 処理性能・高い並行性・メモリ使用量の小ささに焦点を当てて開発されている
  • HTTP, HTTPS, SMTP, POP3, IMAPのリバースプロキシの機能を持つ
  • ロードバランサ、HTTPキャッシュなどの機能も持つ

脆弱性診断ツール(Vulnerability Scanner、略してVS)とは

Wikipediaから抜粋

  • コンピュータの安全性を試すためのプログラム群である
  • コンピュータセキュリティ上で、様々な侵入に用いられる攻撃手段をシミュレーションする
  • 大抵の場合はパッケージ化され、製品や試作ソフトウェアの評価に用いられる

まず、NGINXのデフォルト設定のまま、脆弱性診断を行ってみます

今回はWeb脆弱性診断ツールとして、OWASP ZAPを使用します。

  • OWASP ZAPをインストール

  • OWASP ZAPを起動します

  • 検証対象のWebサイトに向けて、スキャン実施します(攻撃ボタンをクリック)

    • すると、三つ脆弱性警告が報告されました(いずれも、セキュリティヘッダーが不足するとの警告)
      image.png

つぎに、NGINXのセキュリティ設定を行います(nginx.conf)

Red Hat Enterprise LinuxセキュリティガイドのNGINXのセキュリティ保護など参考にしながら、
nginx.confにセキュリティ項目を追加していきます(設定後は、nginx.confのリロードが必要)。

対策1. セキュリティ関連HTTPヘッダーを追加します

既知のWebアプリ脆弱性を緩和するためのヘッダーを追加します。

  • X-Frame-Options SAMEORIGIN

    • 目的
      • クリックジャッキング攻撃を効果的に軽減します
    • 設定
      • serverブロックにadd_header X-Frame-Options SAMEORIGIN;を追加します

  • X-Content-Type-Options nosniff

    • 目的
      • 特定の古いブラウザーで MIME タイプのスニッフィングを防ぎます
    • 設定
      • serverブロックにadd_header X-Content-Type-Options nosniff;を追加します

  • X-XSS-Protection

    • 目的
      • クロスサイトスクリプティング(XSS)フィルタリングを有効にします
    • 設定
      • serverブロックにadd_header X-XSS-Protection "1; mode=block";を追加します

  • Content-Security-Policy

    • 目的
      • クロスサイトスクリプティング(XSS)やデータインジェクションなどの攻撃を軽減します
    • 設定
      • serverブロックにadd_header Content-Security-Policy "default-src 'self'; frame-ancestors 'none'; form-action 'none'; " always;を追加します
設定が効いたか、再度脆弱性診断ツールOWASP ZAPでスキャンしてみます

今度は、アラートが発生せず、脆弱性診断結果OKになりました。

image.png

対策2. NGINXバージョンを隠蔽します

  • 目的
    • 攻撃者がNGINXバージョンを検知し、バージョン特有の脆弱性を悪用することを防ぎます
  • 設定
    • httpブロックにserver_tokens off;を追加します
  • 確認
    • バージョン情報が表示されなくなります(設定前: Server: nginx/1.23.1)
# curl -sI http://172.20.218.208 | grep Server
Server: nginx

対策3. Etagを隠蔽します

  • 目的
    • キャッシュの有効性確認をするために使われるEtag値が悪用されることを防ぎます
  • 設定
    • httpブロックにetag off;を追加します
  • 確認
    • レスポンスにEtagの値が含まれなくなります

対策4. 不要なHTTPメソッドを無効にします

  • 目的
    • HTTPメソッドが攻撃者に悪用されることを防ぐ
  • 設定(GET、POSTメソッドのみ許可する例)
if ( $request_method !~ ^(GET|POST)$ ) {
    return 403;
}
  • 確認

- 許可されていないPUTメソッドでリクエストを発行すると拒否されます

# curl -XPUT http://172.20.218.208
<html>
<head><title>403 Forbidden</title></head>
<body>
<center><h1>403 Forbidden</h1></center>
<hr><center>nginx/1.23.1</center>
</body>
</html>

対策5. 使用しないNGINXモジュールを削除します

  • 目的
    • 攻撃者による悪用を防ぐため、使用しないモジュールを削除します
  • 設定(例: 使用しないngx_http_xxx.soモジュールをコメントアウトするか削除)
# load_module modules/ngx_http_xxx.so;
  • 確認
    • 当該モジュールの機能が使用できないことを確認

対策6. 特定ヘッダーが含まれているリクエストのみ許可します

  • 目的
    • 特定のヘッダーが含まれていないリクエストを拒否し、セキュリティを向上します
  • 設定(例: カスタムヘッダー X-My-Header を含まないリクエストを拒否)
if ($http_x_my_header = "") {
    return 403;
}
  • 確認

- カスタムヘッダーX-My-Headerを含まないリクエストは拒否されます

# curl http://172.20.218.208
<html>
<head><title>403 Forbidden</title></head>
<body>
<center><h1>403 Forbidden</h1></center>
<hr><center>nginx/1.23.1</center>
</body>
</html>

- カスタムヘッダーX-My-Headerを含むリクエストは許可されます

# curl -H "X-My-Header: test" http://172.20.218.208
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
</head>
... ...
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

対策7. クライアントバッファサイズを制限します

  • 目的
    • バッファオーバーフロー攻撃を防ぐため、クライアントバッファサイズを制限します
  • 設定(例: ボディサイズが4KBを超えたら拒否)
client_body_buffer_size  1K;
client_header_buffer_size 1k;
client_max_body_size 4k;
large_client_header_buffers 2 1k;
  • 確認
    • 準備1: NGINXでは、スタティックページでPOSTが使用できません
      • serverブロックにerror_page 405 =200 $uri;を追加し、一時的にPOSTを許可します
    • 準備2: POSTボディに使用するJSONファイルを二つ用意します
      • small.json: 1KB
      • large.json: 8KB

- 4KB未満のJSONファイルをPOSTすると許可されます

# curl -XPOST -H "X-My-Header: test" -H "accept: application/json" -H "Content-
Type: application/json" -d @small.json http://172.20.218.208
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
</head>
... ...
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
</body>
</html>

- 4KBを超えるJSONファイルをPOSTすると拒否されます

# curl -XPOST -H "X-My-Header: test" -H "accept: application/json" -H "Content-
Type: application/json" -d @body.json http://172.20.218.208
<html>
<head><title>413 Request Entity Too Large</title></head>
<body>
<center><h1>413 Request Entity Too Large</h1></center>
<hr><center>nginx/1.23.1</center>
</body>
</html>

対策8. 特定のユーザエージェントのみ許可します

  • 目的
    • 特定のユーザエージェントからのリクエストのみ許可します
  • 設定(例: curlコマンド経由のリクエストのみ許可)
if ($http_user_agent !~ ^curl.*) {
    return 403;
}
  • 確認

- curlコマンドで発行したリクエストは許可されます

# curl -H "X-My-Header: test" http://172.20.218.208
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
</head>
... ...
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
</body>
</html>

- ブラウザからWebサイトにアクセスすると403 Forbiddenが発生します
image.png

対策9. HTTPSプロトコル(SSL通信)を使用します

  • 目的
    • NGINX Webサーバが提供するデータおよびその通信経路を保護します
  • 設定
    • SSL設定を行います
  • 確認
    • https接続が可能か確認します

おわりに

NGINXのセキュリティ設定を検証してみました。
セキュリティチェックに、脆弱性診断ツールなど使用しました。
ご参考になりましたら幸いです。

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