计算机网络知识----网络安全----CSRF（跨站请求伪造 ）

以和为贵_大杀四方
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一、简介

跨站请求伪造攻击，英文全称是Cross-site request forgery，简称为CSRF。

攻击者诱导用户进入一个第三方网站，然后该网站向被攻击网站发送跨站请求。如果用户在被攻击网站中保存了登录状态，那么攻击者就可以利用这个登录状态，绕过后台的用户验证，冒充用户向服务器执行一些操作。

CSRF 攻击的本质：本质是利用 cookie 会在同源请求中携带发送给服务器的特点，以此来实现用户的冒充。

如何攻击

从简介中我们得知，攻击者需要诱导用户进入一个第三方网站。

image-20221221223906765.png
  • 受害者登录a.com，并保留了登录凭证（Cookie）。
  • 攻击者引诱受害者访问了b.com。
  • b.com 向 a.com 发送了一个请求：a.com/act=xx。浏览器会默认携带a.com的Cookie。
  • a.com接收到请求后，对请求进行验证，并确认是受害者的凭证，误以为是受害者自己发送的请求。
  • a.com以受害者的名义执行了act=xx。
  • 攻击完成，攻击者在受害者不知情的情况下，冒充受害者，让a.com执行了自己定义的操作。

从总结中可以看出，若想完成CSRF攻击，要同时满足2各条件

  1. 登录成功网站A,并本地产生了Cookie
  2. 未退出A网站的同时，访问危险的B.com

总结来说天时地利人和。

二、CSRF攻击分类

2.1 GET 类型的 CSRF

GET 类型的 CSRF 利用非常简单，只需要一个 HTTP 请求，一般这样使用

假设：网站A,银行账户转行，通过GET请求来完成

危险网站B,其中有一段代码

<img src="http://mybank.example/transfer?account=ying&for=hacker&money=10000">

若这时候访问了网站B,黑客将转账的请求接口隐藏在 img 标签内，欺骗浏览器这是一张图片资源。当该页面被加载时，浏览器会自动发起 img 的资源请求，如果服务器没有对该请求做判断的话，那么服务器就会认为该请求是一个转账请求，于是用户账户上的 10000 就被转移到黑客的账户上去了。

2.2 POST类型的 CSRF

还以上面的转账为例子进行说明

<form action="http://mybank.example/transfer" method=POST>
  <input type="hidden" name="account" value="ying" />
  <input type="hidden" name="amount" value="10000" />
  <input type="hidden" name="for" value="hacker" />
</form>

<script>
  document.forms[0].submit();
</script>

若访问了该页面，表单会自定提交。相当于进行了一次POST请求。

POST类型的攻击通常比GET要求更加严格一点，但仍并不复杂。任何个人网站、博客，被黑客上传页面的网站都有可能是发起攻击的来源，后端接口不能将安全寄托在仅允许POST上面。

2.3 链接类型的CSRF

这点通俗来说，就是点击了危险网站的链接。通常是在论坛中发布的图片中嵌入恶意链接，或者以广告的形式诱导用户中招。

 <a href="http://mybank.example/transfer?account=ying&for=hacker&money=10000" taget="_blank">
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  <a/>

三、防御

3.1 同源检测

CSRF大多来自第三方网站，那么我们就直接禁止外域（或者不受信任的域名）对我们发起请求。

在HTTP协议中，每一个异步请求都会携带两个Header，用于标记来源域名：

  • Origin Header
  • Referer Header

这两个Header在浏览器发起请求时，大多数情况会自动带上，并且不能由前端自定义内容。 服务器可以通过解析这两个Header中的域名，确定请求的来源域。

使用Origin Header确定来源域名

在部分与CSRF有关的请求中，请求的Header中会携带Origin字段。字段内包含请求的域名（不包含path及query），如果Origin存在，那么直接使用Origin中的字段确认来源域名就可以。

但是会有2种特殊情况，Origin是不存在的：

  • IE11同源策略： IE 11 不会在跨站CORS请求上添加Origin标头，Referer头将仍然是唯一的标识。最根本原因是因为IE 11对同源的定义和其他浏览器有不同。
  • 302重定向： 在302重定向之后Origin不包含在重定向的请求中，因为Origin可能会被认为是其他来源的敏感信息。对于302重定向的情况来说都是定向到新的服务器上的URL，因此浏览器不想将Origin泄漏到新的服务器上。

使用Referer Header确定来源域名

根据HTTP协议，在HTTP头中有一个字段叫Referer，记录了该HTTP请求的来源地址。

这种方法并非万无一失，Referer的值是由浏览器提供的，虽然HTTP协议上有明确的要求，但是每个浏览器对于Referer的具体实现可能有差别，并不能保证浏览器自身没有安全漏洞。使用验证 Referer 值的方法，就是把安全性都依赖于第三方（即浏览器）来保障，从理论上来讲，这样并不是很安全。在部分情况下，攻击者可以隐藏，甚至修改自己请求的Referer。

在以下情况下Referer没有或者不可信：

  1. IE6、7下使用window.location.href=url进行界面的跳转，会丢失Referer。
  2. IE6、7下使用window.open，也会缺失Referer。
  3. HTTPS页面跳转到HTTP页面，所有浏览器Referer都丢失。
  4. 点击Flash上到达另外一个网站的时候，Referer的情况就比较杂乱，不太可信

因此，服务器的策略是优先判断 Origin，如果请求头中没有包含 Origin 属性，再根据实际情况判断是否使用 Referer 值，从而增加攻击难度。

无法确认来源域名情况

如果 Origin 和 Referer 都不存在，建议直接进行阻止，特别是如果您没有使用随机 CSRF Token（参考下方）作为第二次检查。

如何阻止外域请求

通过Header的验证，我们可以知道发起请求的来源域名，这些来源域名可能是网站本域，或者子域名，或者有授权的第三方域名，又或者来自不可信的未知域名。

我们已经知道了请求域名是否是来自不可信的域名，我们直接阻止掉这些的请求，就能防御CSRF攻击了吗？

且慢！当一个请求是页面请求（比如网站的主页），而来源是搜索引擎的链接（例如百度的搜索结果），也会被当成疑似CSRF攻击。所以在判断的时候需要过滤掉页面请求情况，通常Header符合以下情况：

Accept: text/html
Method: GET

但相应的，页面请求就暴露在了CSRF的攻击范围之中。如果你的网站中，在页面的GET请求中对当前用户做了什么操作的话，防范就失效了。

例如，下面的页面请求：

GET https://example.com/addComment?comment=XXX&dest=orderId

注：这种严格来说并不一定存在CSRF攻击的风险，但仍然有很多网站经常把主文档GET请求挂上参数来实现产品功能，但是这样做对于自身来说是存在安全风险的。

另外，前面说过，CSRF大多数情况下来自第三方域名，但并不能排除本域发起。如果攻击者有权限在本域发布评论（含链接、图片等，统称UGC），那么它可以直接在本域发起攻击，这种情况下同源策略无法达到防护的作用。

综上所述：同源验证是一个相对简单的防范方法，能够防范绝大多数的CSRF攻击。但这并不是万无一失的，对于安全性要求较高，或者有较多用户输入内容的网站，我们就要对关键的接口做额外的防护措施。

3.2 CSRF Token

CSRF攻击之所以能够成功，是因为服务器误把攻击者发送的请求当成了用户自己的请求。那么我们可以要求所有的用户请求都携带一个CSRF攻击者无法获取到的Token。服务器通过校验请求是否携带正确的Token，来把正常的请求和攻击的请求区分开，也可以防范CSRF的攻击。

CSRF Token 原理

  1. 将CSRF Token输出到页面中
  2. 页面提交的请求携带这个Token
  3. 服务器验证Token是否正确

我们需要知道的是：

  1. Token的值必须是随机生成的
  2. 开发人员只需为当前会话生成一次Token。在初始生成此 Token 之后，该值将存储在会话中，并用于每个后续请求，直到会话过期。
  3. 当最终用户发出请求时，服务器端必须验证请求中 Token 的存在性和有效性，与会话中找到的 Token 相比较。如果在请求中找不到Token，或者提供的值与会话中的值不匹配，则应中止请求，应重置 Token 并将事件记录为正在进行的潜在 CSRF 攻击。

3.3 双重 Cookie 认证

  • 流程：
    • 步骤1：在用户访问网站页面时，向请求域名注入一个Cookie，内容为随机字符串（例如csrfcookie=v8g9e4ksfhw1213）
    • 步骤2：在前端向后端发起请求时，取出Cookie，并添加到URL的参数中（ www.a.com/comment?csr…
    • 步骤3：后端接口验证Cookie中的字段与URL参数中的字段是否一致，不一致则拒绝。
  • 优点：
    • 无需使用Session，适用面更广，易于实施。
    • Token储存于客户端中，不会给服务器带来压力。
    • 相对于Token，实施成本更低，可以在前后端统一拦截校验，而不需要一个个接口和页面添加。
  • 缺点：
    • Cookie中增加了额外的字段。
    • 如果有其他漏洞（例如XSS），攻击者可以注入Cookie，那么该防御方式失效。
    • 难以做到子域名的隔离。
    • 为了确保Cookie传输安全，采用这种防御方式的最好确保用整站HTTPS的方式，如果还没切HTTPS的使用这种方式也会有风险。

3.4 Samesite Cookie 属性

Google起草了一份草案来改进HTTP协议，那就是为Set-Cookie响应头新增Samesite属性，它用来标明这个 Cookie是个“同站 Cookie”，同站Cookie只能作为第一方Cookie，不能作为第三方Cookie，Samesite 有两个属性值，Strict 为任何情况下都不可以作为第三方 Cookie ，Lax 为可以作为第三方 Cookie , 但必须是Get请求

参考：

3.5 其他方法

验证码和密码被认为是对抗CSRF攻击最简洁而有效的防御方法。

四、总结

4.1 CSRF攻击特点

  • 攻击一般发起在第三方网站，而不是被攻击的网站。被攻击的网站无法防止攻击发生。
  • 攻击利用受害者在被攻击网站的登录凭证，冒充受害者提交操作；而不是直接窃取数据。
  • 整个过程攻击者并不能获取到受害者的登录凭证，仅仅是“冒用”。
  • 跨站请求可以用各种方式：图片URL、超链接、CORS、Form提交等等。部分请求方式可以直接嵌入在第三方论坛、文章中，难以进行追踪

CSRF通常是跨域的，因为外域通常更容易被攻击者掌控。但是如果本域下有容易被利用的功能，比如可以发图和链接的论坛和评论区，攻击可以直接在本域下进行，而且这种攻击更加危险。

  • 点击链接查看xxx

  • 指定的是本站某个用户关注的请求

4.2 与XSS的区别

本质来说:

  • xss是代码注入的问题
  • csrf是HTTP问题
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