電力二次系統(tǒng)的Web安全研究

程夢(mèng)成，葉 丹

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司河源供電局，廣東 河源 517000）

0 引 言

南方電網(wǎng)公司每年都會(huì)委派網(wǎng)絡(luò)安全專家對(duì)各地市局的電力二次系統(tǒng)進(jìn)行滲透測(cè)試，各地市局根據(jù)等保測(cè)評(píng)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)整改。Web應(yīng)用屬于電力二次系統(tǒng)的管理信息大區(qū)，相比生產(chǎn)控制大區(qū)的SCADA/EMS等系統(tǒng)，Web應(yīng)用的安全往往容易被忽略。網(wǎng)絡(luò)安全管理人員應(yīng)該提高對(duì)Web應(yīng)用漏洞的重視程度，防患于未然。

1 Web應(yīng)用漏洞技術(shù)

Web漏洞主要分為客戶端和服務(wù)端兩大類[1]。

1.1 客戶端漏洞

客戶端的漏洞主要有跨站腳本攻擊（Cross Site Scripting，XSS）和跨站請(qǐng)求偽造（Cross-Site Request Forgery，CSRF）。

1.1.1 XSS漏洞

為了與層疊樣式表（Cascading Style Sheets）的縮寫區(qū)分，將跨站腳本攻擊記為XSS。XSS是指攻擊者向Web頁(yè)面插入惡意代碼，而服務(wù)器或?yàn)g覽器對(duì)提交的數(shù)據(jù)過(guò)濾不足，當(dāng)用戶瀏覽該頁(yè)面時(shí)，嵌入其中的惡意腳本會(huì)被執(zhí)行[2]。

反射型XSS是最常見(jiàn)的。攻擊者通常需要誘騙用戶點(diǎn)擊一個(gè)特定鏈接，這樣惡意代碼才會(huì)在用戶的瀏覽器上執(zhí)行，所以又稱為非持久型XSS。DOM型XSS可以看作反射型XSS的一種特例。

相比反射型XSS而言，存儲(chǔ)型XSS的危害要大得多。存儲(chǔ)型XSS通過(guò)論壇或貼吧將用戶發(fā)表的內(nèi)容存儲(chǔ)到服務(wù)器，其他用戶只要瀏覽該內(nèi)容，就會(huì)在他們的瀏覽器上執(zhí)行惡意代碼。

1.1.2 CSRF漏洞

CSRF可以通俗理解為利用被攻擊者的身份發(fā)送請(qǐng)求。CSRF攻擊的原理很簡(jiǎn)單：某用戶登陸受信任網(wǎng)站A，驗(yàn)證通過(guò)，網(wǎng)站A產(chǎn)生Cookie并返回給瀏覽器；該用戶在退出網(wǎng)站A之前，在當(dāng)前瀏覽器中訪問(wèn)惡意網(wǎng)站B；此時(shí)網(wǎng)站B請(qǐng)求訪問(wèn)第三方網(wǎng)站A，瀏覽器會(huì)帶上網(wǎng)站A產(chǎn)生的Cookie，所以網(wǎng)站B對(duì)網(wǎng)站A的請(qǐng)求等同于用戶使用瀏覽器再次訪問(wèn)網(wǎng)站A，而實(shí)際上該操作用戶是不知情的。

需要說(shuō)明的是，XSS是利用用戶輸入的不嚴(yán)謹(jǐn)執(zhí)行JS語(yǔ)句，而CSRF則是通過(guò)偽造受信任用戶發(fā)送請(qǐng)求。CSRF可以通過(guò)XSS來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.2 服務(wù)端漏洞

服務(wù)端漏洞主要分為SQL注入漏洞和文件上傳漏洞。

1.2.1 SQL注入漏洞

SQL注入是指網(wǎng)站未對(duì)攻擊者提交的數(shù)據(jù)嚴(yán)格過(guò)濾，這些SQL語(yǔ)句的執(zhí)行導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)敏感信息泄露[3]。

SQL注入按照頁(yè)面返回結(jié)果分為兩大類。

第一類，有回顯。攻擊者可以根據(jù)回顯內(nèi)容判斷是否注入成功。步驟如下：（1）判斷是否存在注入（字符型還是數(shù)字型）；（2）猜解SQL查詢語(yǔ)句中的字段數(shù)（order by 或union select）；（3）確定顯示的字段順序；（4）獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)；（5）獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中的表；（6）獲取表中的字段名；（7）下載數(shù)據(jù)。

第二類，沒(méi)有回顯，也就是盲注，通常分為bool型和延遲型。數(shù)據(jù)庫(kù)名、表名以及字段名需要比較ASCII字符進(jìn)行猜解，其他步驟同上。需要注意，攻擊者通常會(huì)使用SQLMAP等自動(dòng)化工具提高注入效率。

1.2.2 文件上傳漏洞

一般網(wǎng)站都有上傳頭像或者附件的功能，如果文件上傳驗(yàn)證不嚴(yán)格，網(wǎng)站會(huì)被攻擊者上傳木馬，危害極大。攻擊者一般需要繞過(guò)以下幾種檢測(cè)方式：（1）javascript，用抓包工具改文件后綴；（2）MIME類型，用抓包工具修改Content-type關(guān)鍵字；（3）目錄路徑，用%00進(jìn)行截?cái)啵唬?）文件擴(kuò)展名，對(duì)黑名單使用大小寫或者特殊文件名繞過(guò)，對(duì)白名單使用%00和解析漏洞繞過(guò)；（5）文件內(nèi)容，在文件幻數(shù)后加一句話木馬等。

2 Web安全防御技術(shù)

2.1 XSS防御

可以過(guò)濾用戶輸入的字符串，驗(yàn)證輸入的長(zhǎng)度和類型是否符合要求，對(duì)特殊字符進(jìn)行轉(zhuǎn)義處理；對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行URL、HTML編碼；服務(wù)端使用CSP（Content Security Policy）策略，用來(lái)確定瀏覽器可以加載哪些資源，從而減少XSS的發(fā)生；如果瀏覽器支持HttpOnly字段，那么瀏覽器無(wú)法通過(guò)JS腳本讀取Cookie。

2.2 CSRF防御

可以檢查HTTP請(qǐng)求頭Refer字段，如果來(lái)源是非站內(nèi)地址，表示有可能受到了CSRF攻擊。此外，通過(guò)減少客戶端Cookie和服務(wù)端Session的有效時(shí)間，也可以降低CSRF攻擊的可能性。最有效的方法是Anti-CSRF Token。客戶每次訪問(wèn)時(shí)服務(wù)端會(huì)隨機(jī)生成一次性Token，當(dāng)惡意網(wǎng)站B訪問(wèn)第三方站點(diǎn)A時(shí)，產(chǎn)生的Token和用戶直接訪問(wèn)網(wǎng)站A的Token是不一樣的。如果客戶端的Token和服務(wù)端的Token不匹配，服務(wù)端會(huì)拒絕提供服務(wù)。

2.3 SQL注入防御

在開(kāi)發(fā)階段，輸入需要嚴(yán)格驗(yàn)證，要遵循安全編碼規(guī)范。例如，在JSP中用PreparedStatement代替Statement，將PHP的magic_quotes_gpc設(shè)置為打開(kāi)，以防范大多數(shù)SQL注入。此外，應(yīng)該加固數(shù)據(jù)庫(kù)，如單獨(dú)為應(yīng)用創(chuàng)建有限訪問(wèn)賬戶，限制用戶能夠訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)表。

2.4 文件上傳防御

文件上傳漏洞的防御基本上對(duì)應(yīng)1.2.2中提到的5種檢測(cè)方式。其中：對(duì)圖片進(jìn)行二次渲染，基本上避免了文件上傳漏洞；文件擴(kuò)展名檢測(cè)盡量使用白名單過(guò)濾。值得一提的是，攻擊者即使成功上傳了webshell，也需要得到webshell的路徑。所以，避免在任何地方暴露上傳文件的地址，或者用時(shí)間戳、隨機(jī)字符串等方式對(duì)文件重命名。

3 結(jié) 論

我國(guó)絕大部分的電力二次系統(tǒng)都有一定的Web漏洞隱患，需要及時(shí)加以防范。Web應(yīng)用安全漏洞的本質(zhì)是對(duì)用戶輸入的信任，開(kāi)發(fā)者考慮的是可以做什么，而攻擊者往往考慮還可以做什么。開(kāi)發(fā)者在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該規(guī)范用戶行為，加強(qiáng)表單驗(yàn)證，采用白名單安全策略，使數(shù)據(jù)與代碼分離，最大程度減少Web漏洞。