如何实时监测分析X-Forwarded-For伪造
关键词：全流量分析、网络安全、X-Forwarded-For、HTTP协议分析
什么是X-Forwarded-For
如果要问当下最走红的应用层协议，当HTTP莫属，一个无状态维护协议，其连接基于TCP，在HTTP协议头部没有IP地址字段。所以，如果要在应用层保存IP地址信息（应用服务器统计访问者信息的主要来源之一），只能通过X-Forwarded-For头部字段来实现。
X-Forwarded-For位于HTTP协议的请求头部，属于HTTP的头部扩展。在HTTP/1.1（RFC 2616）协议规范中并没有对X-Forwarded-For有明确的定义。最开始由著名的代理软件Squid（见www.squid-cache.org）引入，用来传递HTTP请求端的真实IP地址。如今，X-Forwarded-For已成为事实上的标准，各大HTTP代理、负载均衡等转发服务都在广泛使用它，并在RFC 7239（Forwarded HTTP Extension）标准中收录。
下图是X-Forwarded-For格式，越靠近左边的地址距离服务器越远，每经过一层代理就在后面加上该代理地址。X-Forwarded-For信息除了在真实代理环境中被正常使用外，其信息也可以通过伪造形成。
如何获取真实的客户端IP地址
X-Forwarded-For地址可以伪造，那该如何获取客户端真实IP地址呢？
开发层面，在开发语言中能够获取Remote Address，该地址就是真实的客户端IP地址，用来与应用服务器建立TCP连接，该地址无法伪造，如果伪造则连接无法成功建立，继而不会后面的HTTP访问存在。
运维层面，全流量分析系统实时采集和分析TCP五元组，对所有访问服务器的客户端地址统计和记录，并按需显示访问行为特征。
真实的客户端IP地址就是我们常说的TCP三步握手中发起连接请求的IP地址。
X-Forwarded-For伪造访问有什么危害
前面已说过，X-Forwarded-For中IP可以伪造。那么，这种伪造会带来什么危害呢，下面列举几种：
- 通过伪造IP地址，绕过后台访问地址限制；
- 当前端服务器通过X-Forwarded-For信息判断来访地址时，通过修改X-Forwarded-For信息可实现撞库和爆破；
- 恶意爬虫X-Forwarded-For伪造，造成服务器负荷过重，甚至无法正常提供服务；
- X-Forwarded-For伪造也可用于某些CTF题目作弊；
- 某些点赞投票系统，如果是基于访问者IP地址统计投票数量，那么通过修改X-Forwarded-For地址，可进行刷票行为；
- 还有更多…
如何实时分析X-Forwarded-For伪造访问
既然X-Forwarded-For伪造危害如此之大，在系统运维和安全防御中该如何实时分析和发现呢就显得尤为重要。
对于X-Forwarded-For伪造行为的监测分析主要从2个层面进行。
首先，获知IP与应用系统之间的连接信息，这里的IP地址为上文中提及的Remote Address，即真实IP地址，伪造地址的客户端连接服务器的数量会明显高于其它地址的对象。
下图显示服务器在一段时间内的运行状况，其中连接的IP地址信息部分，显示连接服务器最多的IP地址信息。
其次，查看该地址访问系统的应用信息，网深科技全流量分析系统可自动发现该地址伪造的IP地址及这些伪造地址访问的应用内容信息。
随机打开上图中任意一个应用访问数据包，即可查看真实的访问信息。
或者使用一键导出内容功能，在文本编辑工具打开查看。
下图为另一个X-Forwarded-For伪造访问例子。
如何防御
鉴于X-Forwarded-For伪造存在诸多危害，其防御工作绝对不可轻视。以下是X-Forwarded-For伪造行为的主流防御方法，供参考。
- 直接对外提供服务的 Web 应用，为了安全起见，只能通过 Remote Address 获取 IP，不能相信任何HTTP请求头部信息；
- 使用了 Nginx 等 Web服务器反向代理的 Web 应用，在配置正确的前提下，要用 X-Forwarded-For 最后一节 或 X-Real-IP 来获取 IP（因为 Remote Address 得到的是 Nginx 所在服务器的内网 IP）；同时还应该禁止 Web 应用直接对外提供服务；
- 在某些特定应用场景，例如通过IP地址显示所在区域天气等，可从 X-Forwarded-For 靠前的位置获取 IP，但必须需要校验 IP 格式合法性。
目前很多Web 应用（例如获取用户所在地区，基于 IP 做访问频率控制，禁止某些IP访问等等），为了获取用户真正的 IP，如果从 HTTP 请求头中获取 IP地址。这些情况下，必须确保获取到的IP地址是真实可靠的。
文中使用的工具除Wireshark外，还有网深科技全流量分析系统，该系统通过旁路采集网络流量，实时解码2-7层协议信息，智能分析所有应用系统访问情况，精确发现异常X-Forwarded-For伪造行为。
欲获取更多信息咨询，请关注公众号“数字化性能管理”。