前端安全系列(一):如何防止XSS攻击

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有哪些可能引起前端安全的的问题?

  • 跨站脚本 (Cross-Site Scripting, XSS): 一种代码注入方式, 为了与 CSS 区分所以被称作 XSS. 早期常见于网络论坛, 起因是网站没有对用户的输入进行严格的限制, 使得攻击者可以将脚本上传到帖子让其他人浏览到有恶意脚本的页面, 其注入方式很简单包括但不限于 JavaScript / VBScript / CSS / Flash 等

  • iframe的滥用: iframe中的内容是由第三方来提供的,默认情况下他们不受我们的控制,他们可以在iframe中运行JavaScirpt脚本、Flash插件、弹出对话框等等,这可能会破坏前端用户体验

  • 跨站点请求伪造(Cross-Site Request Forgeries,CSRF): 指攻击者通过设置好的陷阱,强制对已完成认证的用户进行非预期的个人信息或设定信息等某些状态更新,属于被动攻击

  • 恶意第三方库: 无论是后端服务器应用还是前端应用开发,绝大多数时候我们都是在借助开发框架和各种类库进行快速开发,一旦第三方库被植入恶意代码很容易引起安全问题,比如event-stream的恶意代码事件,2018年11月21日,名为 FallingSnow的用户在知名JavaScript应用库event-stream在github Issuse中发布了针对植入的恶意代码的疑问,表示event-stream中存在用于窃取用户数字钱包的恶意代码

下面终点说一下XSS

XSS分为哪几类?

根据攻击的来源,XSS 攻击可分为存储型、反射型和 DOM 型三种。

  • 存储区:恶意代码存放的位置。
  • 插入点:由谁取得恶意代码,并插入到网页上。

存储型 XSS

存储型 XSS 的攻击步骤:

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

反射型 XSS 的攻击步骤:

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

DOM 型 XSS 的攻击步骤:

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。

如何预防XSS?

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。 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。

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”内容,返回给前端。这样是否可行呢?

我们举一个例子,一个正常的用户输入了 5 < 7 这个内容,在写入数据库前,被转义,变成了 5 < 7。

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“并不确定内容要输出到哪里”有两层含义:

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 )。 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>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 所以,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

当然,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

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:

防止 HTML 中出现注入 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。

预防这两种漏洞,有两种常见做法:

改成纯前端渲染,把代码和数据分隔开。 对 HTML 做充分转义。

纯前端渲染

纯前端渲染的过程:

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。 然后浏览器执行 HTML 中的 JavaScript。 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。

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 模板各处插入点进行充分的转义。 常用的模板引擎,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: |XSS 安全漏洞|简单转义是否有防护作用| |-|-| |HTML 标签文字内容|有| |HTML 属性值|有| |CSS 内联样式|无| |内联 JavaScript|无| |内联 JSON|无| |跳转链接|无| 所以要完善 XSS 防护措施,我们要使用更完善更细致的转义策略。