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HTTP 冷知识 | X-Forwarded-For 拿到的就是真实 IP 吗?

1.故事/事故

文章开始前,我先讲一个开发中的小故事,可以加深一下大家对这个字段的理解。

前段时间要做一个和风控相关的需求,需要拿到用户的 IP,开发后灰度了一小部分用户,测试发现后台日志里灰度的用户 IP 全是异常的,哪有这么巧的事情。随后测试发过来几个异常 IP:

10.148.2.122
10.135.2.38
10.149.12.33
...
复制代码

一看 IP 特征我就明白了,这几个 IP 都是 10 开头的,属于 A 类 IP 的私有 IP 范围(10.0.0.0-10.255.255.255),后端拿到的肯定是代理服务器的 IP,而不是用户的真实 IP。

2.原理

现在有些规模的网站基本都不是单点 Server 了,为了应对更高的流量和更灵活的架构,应用服务一般都是隐藏在代理服务器之后的,比如说 Nginx。

加入接入层后,我们就能比较容易的实现多台服务器的负载均衡和服务升级,当然还有其他的好处,比如说更好的内容缓存和安全防护,不过这些不是本文的重点就不展开了。

网站加入代理服务器后,除了上面的几个优点,同时引入了一些新的问题。比如说之前的单点 Server,服务器是可以直接拿到用户的 IP 的,加入代理层后,如上图所示,(应用)原始服务器拿到的是代理服务器的 IP,我前面讲的故事的问题就出在这里。

Web 开发这么成熟的领域,肯定是有现成的解决办法的,那就是 X-Forwarded-For 请求头。

X-Forwarded-For 是一个事实标准,虽然没有写入 HTTP RFC 规范里,从普及程度上看其实可以算 HTTP 规范了。

这个标准是这样定义的,每次代理服务器转发请求到下一个服务器时,要把代理服务器的 IP 写入 X-Forwarded-For 中,这样在最末端的应用服务收到请求时,就会得到一个 IP 列表:

X-Forwarded-For: client, proxy1, proxy2
复制代码

因为 IP 是一个一个依次 push 进去的,那么第一个 IP 就是用户的真实 IP,取来用就好了。

但是,事实有这么简单吗?

3.攻击

从安全的角度上考虑,整个系统最不安全的就是人,用户端都是最好攻破最好伪造的。有些用户就开始钻协议的漏洞:X-Forwarded-For 是代理服务器添加的,如果我一开始请求的 Header 头里就加了 X-Forwarded-For ,不就骗过服务器了吗?

1. 首先从客户端发出请求,带有 X-Forwarded-For 请求头,里面写一个伪造的 IP:

X-Forwarded-For: fakeIP
复制代码

2. 服务端第一层代理服务收到请求,发现已经有 X-Forwarded-For,误把这个请求当成代理服务器,于是向这个字段追加了客户端的真实 IP:

X-Forwarded-For: fakeIP, client
复制代码

3. 经过几层代理后,最终的服务器拿到的 Header 是这样的:

X-Forwarded-For: fakeIP, client, proxy1, proxy2
复制代码

要是按照取 X-Forwarded-For 第一个 IP 的思路,你就着了攻击者的道了,你拿到的是 fakeIP,而不是 client IP。

4.破招

服务端如何破招?上面三个步骤:

  • 第一步是客户端造假,服务器无法介入
  • 第二步是代理服务器,可控,可防范
  • 第三步是应用服务器,可控,可防范

第二步的破招我拿 Nginx 服务器举例。

我们在最外层的 Nginx 上,对 X-Forwarded-For 的配置如下:

proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
复制代码

什么意思呢?就是最外层代理服务器不信任客户端的 X-Forwarded-For 输入,直接覆盖,而不是追加

非最外层的 Nginx 服务器,我们配置:

proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
复制代码

$proxy_add_x_forwarded_for 就是追加 IP 的意思。通过这招,就可以破招用户端的伪造办法。

第三步的破招思路也很容易,正常思路我们是取X-Forwarded-For 最左侧的 IP,这次我们反其道而行之,从右边数,减去代理服务器的数目,那么剩下的 IP 里,最右边的就是真实 IP。

X-Forwarded-For: fakeIP, client, proxy1, proxy2
复制代码

比如说我们已知代理服务有两层,从右向左数,把 proxy1proxy2 去掉,剩下的 IP 列表最右边的就是真实 IP。

相关思路和代码实现可参考 Egg.js 前置代理模式

5.一句话总结总结

通过 X-Forwarded-For 获取用户真实 IP 时,最好不要取第一个 IP,以防止用户伪造 IP。


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本文选自我的长文HTTP 规范中的那些暗坑,想要了解更多可点击原文查看。

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