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面试官:web常见的攻击方式有哪些?如何防御? #7

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1、XSS

1.1 什么是 XSS

Cross-Site-Scripting(跨站脚本攻击)简称XSS,是一种代码注入攻击。攻击者通过在目标网站上注入恶意脚本,使之在用户的浏览器上运行。利用这些恶意脚本,攻击者可获取用户的敏感信息如Cookie、SeesionID等,进而危害数据安全。

为了和CSS区分,就把攻击的第一个字母改成了X,于是叫做了XSS。

XSS的本质是:恶意代码未经过滤,与网站正常代码混在一起;浏览器无法分辨哪些脚本是可信的,导致恶意脚本被执行。

而由于直接在用户的终端执行,恶意代码能够直接获取用户的信息,从而利用这些信息冒充用户向网站发起攻击者定义的请求。

在部分情况下,由于输入的限制,注入的恶意脚本比较短。但可以通过引入外部的脚本,并由浏览器执行,来完成比较复杂的攻击策略。

用户是通过哪种方法注入恶意脚本的呢?

不仅仅是业务上的用户的UGC内容可以进行注入,包括URL上的参数等都可以是攻击的来源。在处理输入时,以下内容都不可信:

1.2 XSS分类

根据攻击的来源,XSS攻击可分为存储型、反射型和DOM型三种。

存储型: 存储型XSS的攻击步骤:

  1. 攻击者将恶意代码提交到目标网站的数据库中。
  2. 用户打开目标网站时,网站服务端将恶意代码从数据库中取出,拼接在HTML中返回给浏览器。
  3. 用户浏览器接收到响应后解析执行,混在其中的恶意代码也被执行。
  4. 恶意代码窃取用户信息数据并发送到攻击者的网站,或者冒充用户的行为,调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。

这种攻击常见于带有用户保存数据的网站功能,比如论坛发帖商品评论用户私信等。

反射型: 反射型XSS的攻击步骤:

  1. 攻击者构造出特殊的URL,其中包含恶意代码。
  2. 用户打开带有恶意代码的URL时,网站服务端将恶意代码从URL中取出,拼接在HTML中返回给浏览器。
  3. 用户浏览器接收到响应后解析执行,混在其中的恶意代码也被执行。
  4. 恶意代码窃取用户信息数据并发送到攻击者的网站,或者冒充用户的行为,调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。

反射型XSS跟存储型XSS的区别是:存储型XSS的恶意代码存在数据库里,反射型XSS的恶意代码存在URL里。

反射型XSS漏洞常见于通过URL传递参数的功能,如网站的搜索、跳转等。

由于需要用户主动打开恶意的URL才能生效,攻击者往往在结合多种手段诱导用户点击。

POST的内容也可以触发反射型XSS,只不过其出发条件比较苛刻(需要构造表单提交页面,并诱导用户点击),所以非常少见。

DOM型XSS: DOM型XSS的攻击步骤:

  1. 攻击者构造出特殊的URL,其中包含恶意代码。
  2. 用户打开带有恶意代码的URL。
  3. 用户浏览器接收到响应后解析执行,前端JavaScript取出URL中的恶意代码并执行。
  4. 恶意代码窃取用户信息数据并发送到攻击者的网站,或者冒充用户的行为,调用目标网站接口执行攻击者指定的操作。

DOM型XSS跟前两种XSS的区别:DOM型XSS攻击中,取出和执行恶意代码由浏览器端完成,属于前端JavaScript自身的安全漏洞,而其他两种XSS都属于服务端的安全漏洞。

XSS攻击的预防

XSS攻击有两大要素 :

  1. 攻击者提交恶意代码。
  2. 浏览器执行恶意代码。

针对第一个要素:我们是否能够在用户输入的过程,过滤掉用户输入的恶意代码呢?

输入过滤

在用户提交时,由前端过滤输入,然后提交到后端。这样做是否可行?

答案:不可行。因为一旦攻击者绕开了前端过滤,直接构造请求,就可以提交恶意代码了。

那么,换一个过滤时机:后端在写入数据库前,对输入进行过滤,然后把安全的/消毒后的内容,返回给前端。这样做是否可行?

举个例子,一个正常用户输入了5 < 7这个内容,在写入数据库前,被转译了,变成了5 &lt; 7

问题是:在提交阶段,我们并不确定内容要输出到哪里。 这里的 "并不确定要输出到哪里"有两层含义:

  1. 用户的输入内容可能同时提供给前端和客户端,而一旦经过了escapeHTML(),客户端显示的内容就变成了转译后的代码(5 &lt; 7)。
  2. 在前端中,不同的位置所需的编码也不同。
    • 5 &lt; 7作为HTML拼接页面时,可以正常显示。
    • 5 &lt; 7作为Ajax/fetch等请求返回,然后赋值给JavaScript的变量时,前端得到的字符串就是转义后的字符。这个内容不能直接用于Vue/React等模版的展示,也不能用于内容长度计算。不能用于标题等。

所以,输入测过滤能够在某些情况下解决特定的XSS问题,但会引入很大的不确定性和乱码问题。在防范XSS攻击时应避免此类方法。 当然,对于明确的输入类型,例如数字、URL、电话号码、邮箱地址等等内容,进行输入过滤还是必要的。 既然输入过滤并非完全可靠,我们就要通过防止浏览器执行恶意代码来防范XSS。这部分分为两类:

预防存储型和反射型XSS攻击

存储型和反射型XSS都是在服务端取出恶意代码后,插入到响应HTML里的,攻击者刻意编写的"数据"被内嵌到"代码"中,被浏览器所执行。 预防这两种漏洞,有两种常见做法:

纯前端渲染

纯前端渲染的问题:

  1. 浏览器先加载一个静态的HTML,此HTML中不包含任何跟业务相关的数据。
  2. 然后浏览器执行HTML中的JavaScript。
  3. JavaScript通过请求接口加载业务数据,调用DOM API更新到页面上。

在纯前端渲染中,我们会明确的告诉浏览器:下面要设置的内容是文本(innterText),还是属性(setAttribute),还是样式(style)等等。浏览器不会被轻易的被欺骗,执行预期外的代码了。

但纯前端渲染还需注意避免DOM型XSS漏洞(例如onLoad事件和href中的javascript:xxx)等。

在很多内部、管理系统中,采用纯前端渲染是非常合适的,但对于性能要求高 ,或有SEO需求的页面,我们仍然要面对拼接HTML的问题。

转义HTML

如果拼接HTML是必要的,就需要采用合适的转义库,对HTML模版各处插入点进行充分的转义。 常用的模版引擎,如:doT.js、ejs、FreeMarker等,对于HTML转义通常只有一个规则,就是把& < > " ' /这几个字符转义掉,确实能起到一定的XSS防护作用,但并不完善。

预防DOM型XSS攻击

DOM型XSS攻击,实际上就是网站前端JavaScript代码本身不够严谨,把不可信的数据当作代码执行了。 在使用innterHTMLouterHTMLdocument.write()时要特别小心,不要把不可信的数据作为HTML插入到页面上,而应尽量使用textContentsetAttribute()等。

如果使用的Vue/React技术栈,并且不使用v-html/dangerouslySetInnerHTML功能,就在前端render阶段避免innterHTMLouterHTML的XSS隐患。

DOM中的内联事件监听器,如locationonclickonerroronloadonmouseover等,<a>标签的href属性、JavaScript的eval()setTimeout()setInterval()new Function()等,都能把字符串作为代码运行。如果不可信的数据拼接到字符串中传递给这些API,很容易产生安全隐患。

其他XSS防范措施

虽然在渲染页面和执行JavaScript时,通过谨慎的转义/消毒可以防止XSS的发生,但完全依靠开发的谨慎仍然是不够的。以下介绍一些通用的方案,可以降低XSS带来的风险和后果。

Content Security Policy

严格的CSP在XSS的防范中可以起到以下的作用:

输入内容长度控制

对于不受信任的输入,都应该限定一个合理的长度。虽然无法完全防止XSS发生,但可以增加XSS攻击的难度。

其他安全措施

XSS攻击的总结

  1. XSS防范是后端的责任,后端应该在所有用户提交数据的接口,对敏感字符进行转义,才能进行下一步操作。

    不正确。因为防范存储型和反射型XSS是后端的责任,而DOM型XSS攻击不发生在后端,是前端的责任。防范XSS是需要后端和前端共同参与的系统工程。转义应该在输出HTML时进行,而不是在提交用户信息输入时。

  2. 所有要插入到页面上的数据,都要通过一个敏感字符过滤函数的转义,过滤掉通用的敏感字符后,就可以插入到页面中。

    不正确。不同的上下文,如HTML属性、HTML注释、跳转链接、内联JavaScript字符串、内联CSS样式表等,所需要的转义规则不一致。业务需要选取合适的转义库,并针对不同的上下文调用不同的转义规则。

整体的XSS防范是非常复杂和繁琐的,我们不仅需要在全部需要转义/消毒的位置,对数据进行对应的转义。而且要防止多余和错误的转义,避免正常的用户输入出现乱码。 虽然很难通过技术手段完全避免XSS,但我们可以总结以下原则减少漏洞的产生: