CSRF 攻击的应对之道

安全系列文章首发

Java 代码示例

下文将以 Java 为例，对上述三种方法分别用代码进行示例。无论使用何种方法，在服务器端的拦截器必不可少，它将负责检查到来的请求是否符合要求，然后视结果而决定是否继续请求或者丢弃。在 Java 中，拦截器是由 Filter 来实现的。我们可以编写一个 Filter，并在 web.xml 中对其进行配置，使其对于访问所有需要 CSRF 保护的资源的请求进行拦截。

在 filter 中对请求的 Referer 验证代码如下

清单 1. 在 Filter 中验证 Referer

// 从 HTTP 头中取得 Referer 值
String referer=request.getHeader("Referer"); 
// 判断 Referer 是否以 bank.example 开头
if((referer!=null) &&(referer.trim().startsWith(“bank.example”))){ 
   chain.doFilter(request, response); 
}else{ 
   request.getRequestDispatcher(“error.jsp”).forward(request,response); 
}

以上代码先取得 Referer 值，然后进行判断，当其非空并以 bank.example 开头时，则继续请求，否则的话可能是 CSRF 攻击，转到 error.jsp 页面。

如果要进一步验证请求中的 token 值，代码如下

清单 2. 在 filter 中验证请求中的 token

HttpServletRequest req = (HttpServletRequest)request; 
HttpSession s = req.getSession(); 
 
// 从 session 中得到 csrftoken 属性
String sToken = (String)s.getAttribute(“csrftoken”); 
if(sToken == null){ 
 
   // 产生新的 token 放入 session 中
   sToken = generateToken(); 
   s.setAttribute(“csrftoken”,sToken); 
   chain.doFilter(request, response); 
} else{ 
 
   // 从 HTTP 头中取得 csrftoken 
   String xhrToken = req.getHeader(“csrftoken”); 
 
   // 从请求参数中取得 csrftoken 
   String pToken = req.getParameter(“csrftoken”); 
   if(sToken != null && xhrToken != null && sToken.equals(xhrToken)){ 
       chain.doFilter(request, response); 
   }else if(sToken != null && pToken != null && sToken.equals(pToken)){ 
       chain.doFilter(request, response); 
   }else{ 
       request.getRequestDispatcher(“error.jsp”).forward(request,response); 
   } 
}

首先判断 session 中有没有 csrftoken，如果没有，则认为是第一次访问，session 是新建立的，这时生成一个新的 token，放于 session 之中，并继续执行请求。如果 session 中已经有 csrftoken，则说明用户已经与服务器之间建立了一个活跃的 session，这时要看这个请求中有没有同时附带这个 token，由于请求可能来自于常规的访问或是 XMLHttpRequest 异步访问，我们分别尝试从请求中获取 csrftoken 参数以及从 HTTP 头中获取 csrftoken 自定义属性并与 session 中的值进行比较，只要有一个地方带有有效 token，就判定请求合法，可以继续执行，否则就转到错误页面。生成 token 有很多种方法，任何的随机算法都可以使用，Java 的 UUID 类也是一个不错的选择。

除了在服务器端利用 filter 来验证 token 的值以外，我们还需要在客户端给每个请求附加上这个 token，这是利用 js 来给 html 中的链接和表单请求地址附加 csrftoken 代码，其中已定义 token 为全局变量，其值可以从 session 中得到。

清单 3. 在客户端对于请求附加 token

function appendToken(){ 
   updateForms(); 
   updateTags(); 
} 
 
function updateForms() { 
   // 得到页面中所有的 form 元素
   var forms = document.getElementsByTagName('form'); 
   for(i=0; i<forms.length; i++) { 
       var url = forms[i].action; 
 
       // 如果这个 form 的 action 值为空，则不附加 csrftoken 
       if(url == null || url == "" ) continue; 
 
       // 动态生成 input 元素，加入到 form 之后
       var e = document.createElement("input"); 
       e.name = "csrftoken"; 
       e.value = token; 
       e.type="hidden"; 
       forms[i].appendChild(e); 
   } 
} 
 
function updateTags() { 
   var all = document.getElementsByTagName('a'); 
   var len = all.length; 
 
   // 遍历所有 a 元素
   for(var i=0; i<len; i++) { 
       var e = all[i]; 
       updateTag(e, 'href', token); 
   } 
} 
 
function updateTag(element, attr, token) { 
   var location = element.getAttribute(attr); 
   if(location != null && location != '' '' ) { 
       var fragmentIndex = location.indexOf('#'); 
       var fragment = null; 
       if(fragmentIndex != -1){ 
 
           //url 中含有只相当页的锚标记
           fragment = location.substring(fragmentIndex); 
           location = location.substring(0,fragmentIndex); 
       } 
        
       var index = location.indexOf('?'); 
 
       if(index != -1) { 
           //url 中已含有其他参数
           location = location + '&csrftoken=' + token; 
       } else { 
           //url 中没有其他参数
           location = location + '?csrftoken=' + token; 
       } 
       if(fragment != null){ 
           location += fragment; 
       } 
        
       element.setAttribute(attr, location); 
   } 
}

在客户端 html 中，主要是有两个地方需要加上 token，一个是表单 form，另一个就是链接 a。这段代码首先遍历所有的 form，在 form 最后添加一隐藏字段，把 csrftoken 放入其中。然后，代码遍历所有的链接标记 a，在其 href 属性中加入 csrftoken 参数。注意对于 a.href 来说，可能该属性已经有参数，或者有锚标记。因此需要分情况讨论，以不同的格式把 csrftoken 加入其中。

如果你的网站使用 XMLHttpRequest，那么还需要在 HTTP 头中自定义 csrftoken 属性，利用 dojo.xhr 给 XMLHttpRequest 加上自定义属性代码如下：

清单 4. 在 HTTP 头中自定义属性

var plainXhr = dojo.xhr; 
 
// 重写 dojo.xhr 方法
dojo.xhr = function(method,args,hasBody) { 
   // 确保 header 对象存在
   args.headers = args.header || {}; 
        
   tokenValue = '<%=request.getSession(false).getAttribute("csrftoken")%>'; 
   var token = dojo.getObject("tokenValue"); 
    
   // 把 csrftoken 属性放到头中
   args.headers["csrftoken"] = (token) ? token : "  "; 
   return plainXhr(method,args,hasBody); 
};

这里改写了 dojo.xhr 的方法，首先确保 dojo.xhr 中存在 HTTP 头，然后在 args.headers 中添加 csrftoken 字段，并把 token 值从 session 里拿出放入字段中。