如何防止XSS攻击？

前端安全系列（一）：如何防止XSS攻击？[美团技术团队]

原文

笔记

前端安全

  • CSP：内容安全策略

  • Same-Site Cookies（用于防止 XSSI，注意不是 XSS 哦）

  • XSS 攻击的介绍
    > 通常页面中包含的用户输入内容都在固定的容器或者属性内，以文本的形式展示。
    >
    > 攻击者利用这些页面的用户输入片段，拼接特殊格式的字符串，突破原有位置的限制，形成了代码片段。
    >
    攻击者通过在目标网站上注入脚本，使之在用户的浏览器上运行，从而引发潜在风险。
    >
    > 通过 HTML 转义，可以防止 XSS 攻击（注意特殊的 HTML 属性、JavaScript API）
    >
    > 做了 HTML 转义，并不等于高枕无忧。
    > 对于链接跳转，如 <a href="xxx" 或 location.href="xxx"，要检验其内容，禁止以 javascript: 开头的链接，和其他非法的 scheme。
    >
    > 使用白名单。
    >
    > HTML 转义是非常复杂的，在不同的情况下要采用不同的转义规则。如果采用了错误的转义规则，很有可能会埋下 XSS 隐患。
    >
    > 应当尽量避免自己写转义库，而应当采用成熟的、业界通用的转义库。
    >

  • XSS 有哪些注入的方法：
    > 在 HTML 中内嵌的文本中，恶意内容以 script 标签形成注入。
    >
    > 在内联的 JavaScript 中，拼接的数据突破了原本的限制（字符串，变量，方法名等）。
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    > 在标签属性中，恶意内容包含引号，从而突破属性值的限制，注入其他属性或者标签。
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    > 在标签的 href、src 等属性中，包含 javascript: 等可执行代码。
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    > 在 onload、onerror、onclick 等事件中，注入不受控制代码。
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    > 在 style 属性和标签中，包含类似 background-image:url("javascript:…"); 的代码（新版本浏览器已经可以防范）。
    >
    > 在 style 属性和标签中，包含类似 expression(…) 的 CSS 表达式代码（新版本浏览器已经可以防范）。
    >

  • 在处理输入时，以下内容都不可信
    > 来自用户的 UGC 信息
    > 来自第三方的链接
    > URL 参数
    > POST 参数
    > Referer （可能来自不可信的来源）
    > Cookie （可能来自其他子域注入）

XSS 的分类

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 XSS：
    > - 攻击者将恶意代码提交到目标网站的数据库中。
    > - 用户打开目标网站时，网站服务端将恶意代码从数据库取出，拼接在 HTML 中返回给浏览器。
    > - 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。
    > - 恶意代码窃取用户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，如论坛发帖、商品评论、用户私信等。

  • 反射型 XSS
    > - 攻击者构造出特殊的 URL，其中包含恶意代码。
    > - 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。
    > - 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。
    > - 恶意代码窃取用户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，攻击者往往会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，只不过其触发条件比较苛刻（需要构造表单提交页面，并引导用户点击），所以非常少见。

  • DOM 型 XSS
    > - 攻击者构造出特殊的 URL，其中包含恶意代码。
    > - 用户打开带有恶意代码的 URL。
    > - 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。
    > - 恶意代码窃取用户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：

  • 攻击者提交恶意代码
  • 浏览器执行恶意代码

防止 攻击者提交恶意代码

在用户提交时，由前端过滤输入，然后提交到后端。这样做是否可行呢？

答案是不可行。一旦攻击者绕过前端过滤，直接构造请求，就可以提交恶意代码了。

后端在写入数据库前，对输入进行过滤，然后把“安全的”内容，返回给前端。这样是否可行呢？比如用户输入了 5 < 7 这个内容，在写入数据库前，被转义，变成了 5 < 7。

在提交阶段，我们并不确定内容要输出到哪里。这里的 并不确定内容要输出到哪里 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乱码（5 &lt; 7）。
  2. 在前端中，不同的位置所需的编码也不同。当 5 &lt; 7 作为 HTML 拼接页面时，可以正常显示：<div title = "comment" > 5 &lt; 7 </div>；当 5 &lt; 7 通过 Ajax 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 等模板的展示，也不能直接用于内容长度计算。不能用于标题、alert 等。
    输入侧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。
    但是，对于明确的输入类型，例如数字、URL、电话号码、邮件地址等等内容，进行输入过滤还是必要的。

防止 浏览器执行恶意代码

  1. 防止 HTML 中出现注入
  2. 防止 JavaScript 执行时，执行恶意代码

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。
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预防这两种漏洞，有两种常见做法：

  1. 改成纯前端渲染，把代码和数据分隔开。
    纯前端渲染的过程：

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    1. 浏览器先加载一个静态 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 Ajax 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（.innerText），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，请参考下文”预防 DOM 型 XSS 攻击“部分）。

    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。

  2. 对 HTML 做充分转义。
    如果拼接 HTML 是必要的，就需要采用合适的转义库，对 HTML 模板各处插入点进行充分的转义。

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 .innerHTML、.outerHTML、document.write() 时要特别小心，不要把不可信的数据作为 HTML 插到页面上，而应尽量使用 .textContent、.setAttribute() 等。

DOM 中的内联事件监听器，如 location、onclick、onerror、onload、onmouseover 等，<a> 标签的 href 属性，JavaScript 的 eval()、setTimeout()、setInterval() 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，请务必避免。

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<!-- 内联事件监听器中包含恶意代码 --> 
< img   onclick = "UNTRUSTED"   onerror = "UNTRUSTED"   src = "data:image/png," >

<!-- 链接内包含恶意代码 --> 
< a   href = "UNTRUSTED" > 1 </ a > 

< script >  
// setTimeout()/setInterval() 中调用恶意代码 
setTimeout( "UNTRUSTED" )
setInterval( "UNTRUSTED" )

// location 调用恶意代码 
location.href =  'UNTRUSTED' 

// eval() 中调用恶意代码 
eval ( "UNTRUSTED" )
</ script >

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：
> 禁止加载外域代码，防止复杂的攻击逻辑。
> 禁止外域提交，网站被攻击后，用户的数据不会泄露到外域。
> 禁止内联脚本执行（规则较严格，目前发现 GitHub 使用）。
> 禁止未授权的脚本执行（新特性，Google Map 移动版在使用）。
> 合理使用上报可以及时发现 XSS，利于尽快修复问题。

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

  • HTTP-only Cookie: 禁止 JavaScript 读取某些敏感 Cookie，攻击者完成 XSS 注入后也无法窃取此 Cookie。
  • 验证码：防止脚本冒充用户提交危险操作。

总结

  • 防范存储型和反射型 XSS 是后端 RD 的责任。而 DOM 型 XSS 攻击不发生在后端，是前端 RD 的责任。防范 XSS 是需要后端 RD 和前端 RD 共同参与的系统工程。转义应该在输出 HTML 时进行，而不是在提交用户输入时。
  • 不同的上下文，如 HTML 属性、HTML 文字内容、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 RD 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。

补缺补漏

CSP

  • CSP 是什么：
    > CSP：内容安全策略（区别于 同源策略）。简单来说，就是我们能够规定，我们的网站只接受我们指定的请求资源。CSP 的实质就是白名单制度，开发者明确告诉客户端，哪些外部资源可以加载和执行，等同于提供白名单。它的实现和执行全部由浏览器完成，开发者只需提供配置。

  • CSP 的分类

    • Content-Security-Policy：配置好并启用后，不符合 CSP 的外部资源就会被阻止加载。
    • Content-Security-Policy-Report-Only：不执行限制选项，只是记录违反限制的行为。它必须与 report-uri 选项配合使用。

  • CSP 的使用

    • 在 HTTP Header 上使用（首选）：
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      Content-Security-Policy: 策略
      Content-Security-Policy-Report-Only: 策略
    • 在 HTML 上使用：
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      <meta http-equiv="content-security-policy" content="策略">
      <meta http-equiv="content-security-policy-report-only" content="策略">

      Meta 标签与 HTTP 头只是行式不同而作用是一致的，如果 HTTP 头与 Meta 定义同时存在，则优先采用 HTTP 中的定义。
      如果用户浏览器已经为当前文档执行了一个 CSP 的策略，则会跳过 Meta 的定义。如果 META 标签缺少 content 属性也同样会跳过。

SameSite-cookies

SameSite-cookies 是一种机制，用于定义 cookie 如何跨域发送。这是谷歌开发的一种安全机制，并且现在在最新版本（Chrome Dev 51.0.2704.4）中已经开始实行了。SameSite-cookies 的目的是尝试阻止 CSRF（Cross-site request forgery 跨站请求伪造）以及 XSSI（Cross Site Script Inclusion (XSSI) 跨站脚本包含）攻击。

来呀快活呀

阅读笔记
#Web #XSS
如何防止XSS攻击？
https://www.tr0y.wang/2018/11/03/XSSMeiTuan/
作者
Tr0y
发布于
2018年11月3日
更新于
2024年6月3日
许可协议