0X01 前言
大多數安全產品的大致框架

提高性能的目的是消費跟得上生產,不至于堆積,留有余力應對突增的流量,可以從以下幾個方面考慮
- 流量:減少無效流量
- 規則:減少規則冗余請求
- 生產者:減少無效掃描任務
- 引擎:靈活擴縮容的分布式引擎節點
0X02 減少無效流量
2.1 URL
2.1.1 去重——去除重復流量
第三篇2.1.2 、2.1.3 說到去重、流量清洗服務,這里簡單說一下去重:
同一個邏輯只有一條流量對于掃描器來說是有意義的,長得不同的流量掃描多了是浪費性能,
場景:有如第三篇 2.1.2 所說
去重步驟
(1) 預處理
過濾 CSS/JS/zip等靜態資源檔案,能過濾掉80%以上流量
(2) 歸一化去重

歸一化,即用正則或其他方式,比如串列匹配,判斷某一段路徑或者域名是否在串列中,這種在 {city}.meituan.com中運用;
把URL中相似的部分替換成相同的字串,最后根據歸一化后的值是否相同來判斷是否重復:
把 https://tieba.baidu.com/p/1000000001 替換為 https://tieba.baidu.com/p/1
把 https://bj.meituan.com/meishi/ 替換為 https://{city}.meituan.com/meishi/
再計算逐條規則替換后的url的hash,查詢之前是否有過,沒有該hash才輸出
經過這一步,基本上 日均流量 百億量級-> 百萬量級,具體的設計實作方式不多贅述,挑戰在于百億級別的流量+幾十上百的去重規則下的性能、上百萬key的快取互動,
還有其他細碎的優化,比如不同域名設定不同的規則,動態引數名怎么判斷保留多少個,同一個引數名下保留多少個引數值,單個快取key的有效時間等,
各類實作思路可以參考關鍵字“URL normalization”的論文,url去重其實已經學術界工業界已經研究了十幾年,比較成熟了,

(3) 相似度去重
在百萬量級的基礎上,進行二次去重,基于頁面相似度 simhash改進的演算法,再將流量量級降到十萬上下
SimHash演算法是Google在2007年發表的論文《Detecting Near-Duplicates for Web Crawling》中提到的一種指紋生成演算法,被應用在Google搜索引擎網頁去重的作業之中,
也有很多其他優秀且性能更好的頁面相似度演算法
其實去重說起來也有些類似于搜索引擎的去重,而目前搜索引擎的去重演算法都已經比較成熟了,可以搜索各種論文,找找這些去重演算法,
這里需要注意json格式的回應雖然可能相似,但介面可能各不相同,可以結合URL相似度來做,
2.1.2 去除無效流量
引擎上進行流量格式化前后判斷
(1 是不是40x/50x頁面等不可訪問頁面,或者是集團內回傳碼200的404頁面(自行收集)
往往有很多無效訪問,因為導向回傳碼200的40x/50x頁面,導致這一部分的流量漏去重,如果頁面相似度去重已經上了,這一步也可以略過,用作召回去重程式的case,
(2) 排除找不到業務的流量: 鏡像流量有時候會有奇怪的流量,比如對著nginx構造host等情況,需要排除掉找不到業務的流量,這部分流量即使有漏洞,漏洞找人也比較麻煩,后續無法實作全流程自動化,所以nginx無法決議的、domain沒有記錄的,過濾掉,再將這一部分流量定期匯總,做召回,看是否是nginx問題、或者是domain記錄缺失,
(3) 排除掉惡意流量:流量鏡像上收集到的流量,有很多是外部掃描器的,目錄爆破/注入檢測/CmsPoc/xss等等,這些沒有意義,且一有就是大量的出現,即浪費了掃描性能、又占用了大量QPS,可以結合IDS/WAF過濾掉這一部分流量
2.2 HOST
掃描前對IP和埠做一次連接,再探測一遍埠連通性,以避免資料時間過長、埠早已關閉,但又浪費了一些資源去掃描,
IP埠往往無法及時更新,一小時掃一次全內網IP和埠已經是比較迅速了,但仍會有失效的埠,像JDWP這種,業務除錯時開放、下班了關掉,
如果可以實時監控埠開放與關閉狀態,開放了再進行指紋掃描,不必定時全量掃描,埠存活檢測可只作為召回召回,但埠狀態監控比較麻煩,比如http連接時客戶端開放的埠,請求完就關閉,這種訊息是無效的,拿去作埠指紋識別,海量的資料會浪費很多不必要的性能,
0X03 減少規則冗余請求
記錄每個掃描規則的7*24平均請求量和運行時間,并設定閾值
請求量過大或者超過一定的運行時間,進行標記或給出告警,再對規則進行優化,
規則本身的性能優化:
比如通過側信道方式檢測注入,比單純的sqlmap純黑盒方式檢測更準、更快,這是甲方優勢(并不是說直接調sqlmap檢測不準確,只是為了檢測更全,risk和level得拉滿,但是請求太多、時長太久);通過側信道檢測命令執行,大大略過了判斷頁面回應的步驟等等,更準更快,
0X04 減少無效掃描任務
埠指紋匹配,精準化掃描,不生產一些明顯不會有結果的掃描任務,比如對著MySQL埠檢測redis未授權,
在實踐程序中,遇到的情況是埠指紋不明確,所以運營人員也不敢隨便選二級指紋,很多情況都是規則沒有選擇具體框架/服務指紋,也就不管埠有沒有指紋都掃描了,因為規則無具體指紋產出的漏洞占比較大,直接一刀切、產出驟降,所以只有遇到規則有指紋、埠也有指紋的時候,才進行匹配過濾,
規則指紋匹配,往往難點在于埠指紋打標的準確性,
埠打標流程有了之后,打標的召回、持續運營還是漫漫長路,
有很長一段時間,web的無效任務集中在qps超限后的操作,也就是第三篇 2.1.4的內容,qps控制不能單單的控制到任務、或者是域名層面,而是為了滿足大流量情況,盡可能控制到介面層面,盡可能用可以用的、業務用剩下的qps,這就需要控制的單位往掃描引擎流程后移,盡可能的控制力度更細,
qps的控制最小單位在請求上,而不在任務調度上,這就導致qps控制程式需要應對同一個介面,在同一時間 有多個掃描子任務、多個規則、多個請求的情況,超過了限制,要么這個掃描子任務丟回佇列等待下次重試,要么sleep等待可用,
sleep的方式會hang住節點,而重試浪費了大量的性能,甚至有的任務在某個介面超低的業務正常qps情況下是無法完成的,
出現過75%的掃描任務都是在重試和拋棄的路上,所以有了記錄請求hash、從上次重試位置開始再次掃描的斷點重掃功能,在減少無效掃描任務上效果極好,
0X05 分布式節點
分布式實作起來并沒有太多難點,無非是生產者的子任務打到佇列,用多個消費者先入先出式地讀取待掃描的子任務并消費,
引擎節點應只做消費,消費上游生產的掃描任務(規則+流量),把結果打給下游處置佇列,
節點分布式,可考慮redis/mq+celery的實作方式,也比較成熟,
但是用了那么久的celery,總覺得celery比較重,監控上雖然有flower,但是流量丟失、記憶體上漲、超時中斷等問題總是排查成本較大,
所以改成上游生產者佇列、下游處置佇列都是kafka的形式,
如此分布式節點只需考慮消費kafka時不導致傾斜的問題即可,擴展起來方便,監控上對另外服務記錄kafka日志,也跳過了celery本身記憶體的頭疼問題,超時中斷可自行實作,
celery的超時中斷有軟超時和硬超時兩種;軟超時即是超時的時候,在當前運行代碼報錯,但在規則運行時報錯可能會被catch;硬超時直接中斷任務,但沒有日志,就相當于流量丟了,溯源/召回起來很不方便
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