網頁防篡改技術介紹

網頁防篡改技術作為防范和應對網頁篡改攻擊的技術手段，對于保護網站安全和信息安全具有重要意義。本文主要介紹了四種典型的網頁防篡改技術的基本原理，并分析對比了各技術的優劣。

#安全

發布時間：2022-08-30
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1 網頁防篡改技術因何而生

在信息高速流通的互聯網時代下，網站在各行各業以及人們的日常生活中均發揮著重要作用，與此同時，其也成為了黑客攻擊的主要對象之一——黑客常常利用網站應用程序或操作系統的安全漏洞對網頁進行篡改，修改網頁展示內容或在網頁中植入色情、詐騙等非法信息的暗鏈，以傳播惡意信息或謀取非法經濟利益。

根據國家計算機網絡應急技術處理協調中心（CNCERT/CC）發布的《2020年中國互聯網網絡安全報告》顯示，2020年我國境內約10萬個網站受到了篡改，其中包括近500個政府網站，可見網頁篡改攻擊十分猖獗。網頁一旦被篡改，由于閱讀人群多、傳播速度快、內容易復制等特點，往往影響深遠且事后難以消除。面對網頁篡改攻擊可能帶來的不可估量的危害，如何有效防范和應對網頁篡改成為信息安全的重要課題之一，各類網頁防篡改技術應運而生。

2 網頁防篡改技術介紹

2.1 網頁防篡改技術有哪些

網頁防篡改技術對網頁篡改的應對思路主要集中于篡改的檢測和恢復。“在網頁發布前后及時、高效且準確地檢測出網頁篡改并快速恢復”是網頁防篡改技術不斷提升的目標。

隨著網絡技術的不斷發展，目前網頁防篡改技術已經經歷了三代革新，在篡改檢測和恢復性能上不斷提升，下面介紹一下四種典型的網頁防篡改技術。

圖2-1 網頁防篡改技術發展歷程

2.1.2 時間輪詢技術

時間輪詢技術又稱外掛輪詢技術或定時循環掃描技術，其原理是使用網頁監測程序，按照固定的周期將監控的目標網頁與事先備份好的正確網頁進行比較，判斷網頁的完整性，發現篡改后及時使用備份文件恢復網頁。

從時間輪詢技術開始，針對網頁防篡改的研究擺脫了以人力檢測恢復為主體的原始方式，開始了自動化方式的探索。時間輪詢技術的優勢是易于實現，但其劣勢也很明顯：

●隨著網站的規模化發展，網站頁面數量成倍提升，每次掃描需要耗費較長時間，并大量消耗服務器的CPU和硬盤I/O資源，影響服務器性能。

●由于輪詢掃描存在時間間隔，篡改檢測的實時性無法得到保障，黑客仍然有機會篡改網頁并使網頁訪問者瀏覽到被篡改的網頁。

時間輪詢技術由于效率低、資源消耗高，在實際應用中具有較大的局限性，目前已基本被淘汰。

2.1.3 事件觸發技術

事件觸發技術的基本原理是利用操作系統的文件系統或驅動程序接口監聽網站目錄下的文件修改，在網頁文件被修改時進行合法性檢查，對于非法操作進行告警和恢復。

相較于時間輪詢技術，事件觸發技術基于事件觸發的篡改檢測機制不僅能夠使被篡改的網頁在短時間內被發現和恢復，進而減小篡改網頁流出帶來的風險，而且幾乎不消耗系統資源，不會對服務器性能造成影響。

然而，單獨依靠事件觸發技術往往難以實現對網頁篡改的有效防護，主要原因如下：

●事件觸發技術的篡改檢測機制建立在“攻擊者不可能繞過操作系統的文件系統或驅動程序接口對網頁文件進行修改”的假設上，在對篡改行為的捕獲上完全依賴于已知的文件系統或驅動程序接口。然而“敵暗我明”，攻擊者往往不會從正面進攻，而是選擇通過其他不易被發現的方式（例如直接寫磁盤）進行篡改攻擊，因此目前的檢測機制存在被繞過的風險。此外，被篡改的網頁一旦成功繞過檢測，后續就再也沒有機會對其進行檢查和恢復。

●在對疑似受到篡改的網頁文件的合法性檢查上，事件觸發技術通常將文件大小、修改時間、格式等文件屬性作為判斷是否被篡改的標準，而不對文件內容的完整性進行校驗，因此無法確保網頁文件內容未被篡改，可能出現誤判、漏判的情況。

●由于事件觸發技術本質上仍是在非法網頁篡改發生之后才進行檢測恢復，當攻擊者發起連續的篡改攻擊，檢測恢復速度無法追趕上篡改發生的速度，會使用戶持續訪問到被篡改的網頁。

因此，在實際應用中，事件觸發技術通常作為篡改檢測的觸發機制，和其他網頁防篡改技術結合使用。

2.1.4 核心內嵌技術

核心內嵌技術是以數字水印技術為基礎，能夠有效阻斷篡改網頁流出的一種網頁防篡改技術，其基本原理為：對受保護網頁定期進行數字水印的計算和存儲，當服務器接收到訪問請求時，通過內嵌于Web服務器軟件的篡改檢測模塊，從訪問請求中提取被訪問的頁面并計算數字水印，并與之前存儲的數字水印進行比對，以判斷網頁文件是否受到篡改。若網頁文件受到篡改，則阻止其流出并對其進行恢復。

核心內嵌技術的優勢主要包括：

●對每一個流出的網頁做完整性校驗，被篡改網頁無法繞過檢測機制，基本可以避免被篡改網頁被用戶訪問到，確保了網頁防篡改的有效性。

●以密碼學為理論基礎，提高了網絡傳輸可靠性，并支持對動態網頁的防護。

●將篡改檢測模塊與Web服務進程融合，處理效率高，穩定性強。由于不存在獨立的模塊運行進程，黑客無法中止檢測模塊的運行。

核心內嵌技術的局限性則主要在于數字水印的計算和比對過程需要消耗服務器的CPU和內存資源，在網站訪問量大的情況下，可能會給服務器造成一定壓力，影響網頁響應時間。此外，該技術也無法實現在篡改發生時進行實時響應，若被篡改網頁持續未被訪問，則網站管理者無法察覺到篡改攻擊的發生。

2.1.5 文件過濾驅動技術

與上文介紹的幾種網頁防篡改技術不同，文件過濾驅動技術改變了“在篡改發生后再進行恢復”的被動防御方式，實現了在篡改寫入文件之前就進行阻斷。其原理是：通過操作系統提供的文件底層驅動技術，將篡改檢測系統應用到Web服務器，攔截并分析所有對文件實體進行修改的系統調用。若修改請求來自合法的進程或用戶，則向下層驅動傳遞，根據細粒度的文件防護策略和規則進行進一步的判斷；若請求非法，直接阻斷修改操作。

該技術的主要優勢包括：

●通過對IRP（I/O request packets，輸入輸出請求包）流的攔截與分析，可以實現對動態頁面的監控。

●基于底層文件驅動技術，對網頁文件的監測和恢復過程可以達到毫秒級。

●資源代價小，占用服務器系統資源極少，不會對服務器性能造成影響。

綜合來說，文件過濾驅動技術在準確性、檢測實時性、資源占用率等方面都明顯優于前幾種技術，是一種高效而安全的網頁防篡改技術。

然而該技術也并非毫無破綻。操作系統內核底層往往存在多種可以讀寫文件的方式，文件過濾驅動存在被繞過的可能。此外，由于該技術不具備已篡改網頁的檢測和恢復能力，作為單一的技術手段部署時依然具有風險。

2.2 網頁防篡改技術對比

表2-1從篡改檢測性能、安全性、應用范圍等維度，對比了時間輪詢技術、事件觸發技術、核心內嵌技術和文件過濾驅動技術這四種較為典型的網頁防篡改技術。

表2-1 典型網頁防篡改技術比較

對比特性	時間輪詢技術	事件觸發技術	核心內嵌技術	文件過濾驅動技術
訪問篡改頁面	可能	可能	不可能	不可能
保護動態內容	不能	不能	能	能
服務器負載	中	低	較低	極低
帶寬占用	中	無	無	無
檢測響應時間	分鐘級	秒級	實時	實時
繞過檢測機制	不可能	可能	不可能	可能
抵御連續篡改攻擊	不能	不能	能	能
保護所有網頁	不能	能	能	能
動態網頁腳本	不支持	支持	支持	支持
適用操作系統	所有	受限	所有	受限
斷線時保護	不能	不能	能	能

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說明

“斷線時保護”是指能否在中斷了Web服務器和備份網頁服務器連接的情況下實現網頁防篡改。

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3 網頁防篡改技術的應用

隨著網頁防篡改技術的不斷革新，各大廠商也在網頁防篡改領域刻苦鉆研，推出了各類集成了網頁防篡改功能的Web安全防護產品，如銳捷RG-WG-E WebGuard應用保護系統。

RG-WG-E WebGuard應用保護系統所集成的網頁防篡改功能模塊采用底層文件過濾驅動技術，結合事件觸發式的監測機制，為網站目錄中的網頁、電子文檔、圖片、數據庫等各種類型的文件提供了全方位的保護。其優勢主要包括：

●判斷準確，資源占用少：集合文件過濾驅動技術與事件觸發技術的優勢，能夠及時發現非法篡改事件，并在篡改寫入文件之前就進行阻斷，有效保護網頁文件，抵御網頁篡改攻擊。

●部署靈活：支持“單防篡改端”和“防篡改端+發布端”兩種部署場景，部署過程既不依賴于原有Web系統架構，也不影響網站整體結構。

●安全性高：支持網頁防篡改客戶端與WAF的實時聯動，即使在斷線狀態下也能實現篡改防護；同時，防篡改客戶端具備自我保護機制，有效防止黑客從根源上對防御模塊進行破壞。

●統一管理，運維高效：支持對所有安裝防篡改客戶端的服務器進行集中管理，能夠可視化地能監控服務器狀態和防篡改信息。

除了網頁防篡改外，RG-WG-E WebGuard應用保護系統通過對進出Web服務器的HTTP/HTTPS流量相關內容的實時分析檢測、過濾，精確判定并阻止其他Web應用入侵行為，阻斷各種對Web服務器的惡意訪問與非法操作。其內置的IDP入侵檢測防護引擎和威脅情報管理中心，不僅能夠在攻擊發生的時候做到準確地檢測和防護，還能為攻擊溯源和安全分析提供依據，確保了Web應用安全的最大化，提高了網絡安全的整體水平。

4 總結

為了應對層出不窮的網頁篡改攻擊，網頁防篡改技術經歷了三代革新，從時間輪詢技術發展到了基于事件觸發機制的文件過濾驅動技術，在防護性能上不斷提升。銳捷RG-WG-E WebGuard應用保護系統基于第三代網頁防篡改技術，實現了實時防范黑客對網頁的惡意篡改，降低了網頁篡改引發的風險，對保障網站平穩安全運行具有重要意義。

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