Web安全-检测-CSRF

背景知识

跨站域请求伪造（CSRF，Cross Site Request Forgery）是一种网络攻击方式，它在2007年曾被列为互联网20大安全隐患之一。
网站是通过cookie来识别用户的，当用户成功进行身份验证之后，浏览器就会得到一个标识其身份的cookie，只要不关闭浏览器或者退出登录，以后访问这个网站就会带上这个cookie。如果这期间浏览器被人控制着请求了这个网站的url，可能就会执行一些用户不想做的行为（简单的行为如修改个人资料，严重的行为****）。这些请求也可以是从第三方网站提交的，即跨站。
CSRF攻击是攻击者借助受害者的cookie骗取服务器的信任，但是攻击者并不能拿到cookie，也看不到cookie的内容。另外，对于服务器返回的结果，由于浏览器同源策略的限制，攻击者也无法进行解析。因此，攻击者无法从返回结果中得到任何信息，他只能够给服务器发送请求，执行请求中所包含的命令，在服务器端直接改变数据的值，而非窃取服务器数据。所以需要保护的对象是可以直接产生数据改变的服务。

CSRF的防御策略（From IBM DeveloperWorks）

防御CSRF攻击主要有三种策略：

1. 验证HTTP Referer字段
   根据 HTTP 协议，在 HTTP 头中有一个字段叫 Referer，它记录了该 HTTP 请求的来源地址。在通常情况下，访问一个安全受限页面的请求来自于同一个网站，比如需要访问 http://bank.example/withdraw?account=bob&amount=1000000&for=Mallory，用户必须先登陆 bank.example，然后通过点击页面上的按钮来触发转账事件。这时，该转帐请求的 Referer 值就会是转账按钮所在的页面的 URL，通常是以 bank.example 域名开头的地址。而如果黑客要对银行网站实施 CSRF 攻击，他只能在他自己的网站构造请求，当用户通过黑客的网站发送请求到银行时，该请求的 Referer 是指向黑客自己的网站。因此，要防御 CSRF 攻击，银行网站只需要对于每一个转账请求验证其 Referer 值，如果是以 bank.example 开头的域名，则说明该请求是来自银行网站自己的请求，是合法的。如果 Referer 是其他网站的话，则有可能是黑客的 CSRF 攻击，拒绝该请求。
   这种方法的显而易见的好处就是简单易行，网站的普通开发人员不需要操心 CSRF 的漏洞，只需要在最后给所有安全敏感的请求统一增加一个拦截器来检查 Referer 的值就可以。特别是对于当前现有的系统，不需要改变当前系统的任何已有代码和逻辑，没有风险，非常便捷。
   然而，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，这样并不安全。事实上，对于某些浏览器，比如 IE6 或 FF2，目前已经有一些方法可以篡改 Referer 值。如果 bank.example 网站支持 IE6 浏览器，黑客完全可以把用户浏览器的 Referer 值设为以 bank.example 域名开头的地址，这样就可以通过验证，从而进行 CSRF 攻击。
   即便是使用最新的浏览器，黑客无法篡改 Referer 值，这种方法仍然有问题。因为 Referer 值会记录下用户的访问来源，有些用户认为这样会侵犯到他们自己的隐私权，特别是有些组织担心 Referer 值会把组织内网中的某些信息泄露到外网中。因此，用户自己可以设置浏览器使其在发送请求时不再提供 Referer。当他们正常访问银行网站时，网站会因为请求没有 Referer 值而认为是 CSRF 攻击，拒绝合法用户的访问。
   (简单说就是，麻瓜但是误报率高甚至可能影响到一些特别用户的使用）

2. 在请求地址中添加token并验证
   CSRF 攻击之所以能够成功，是因为黑客可以完全伪造用户的请求，该请求中所有的用户验证信息都是存在于 cookie 中，因此黑客可以在不知道这些验证信息的情况下直接利用用户自己的 cookie 来通过安全验证。要抵御 CSRF，关键在于在请求中放入黑客所不能伪造的信息，并且该信息不存在于 cookie 之中。可以在 HTTP 请求中以参数的形式加入一个随机产生的 token，并在服务器端建立一个拦截器来验证这个 token，如果请求中没有 token 或者 token 内容不正确，则认为可能是 CSRF 攻击而拒绝该请求。
   这种方法要比检查 Referer 要安全一些，token 可以在用户登陆后产生并放于 session 之中，然后在每次请求时把 token 从 session 中拿出，与请求中的 token 进行比对，但这种方法的难点在于如何把 token 以参数的形式加入请求。对于 GET 请求，token 将附在请求地址之后，这样 URL 就变成 http://url?csrftoken=tokenvalue。 而对于 POST 请求来说，要在 form 的最后加上 ，这样就把 token 以参数的形式加入请求了。但是，在一个网站中，可以接受请求的地方非常多，要对于每一个请求都加上 token 是很麻烦的，并且很容易漏掉，**通常使用的方法就是在每次页面加载时，使用 javascript 遍历整个 dom 树，对于 dom 中所有的 a 和 form 标签后加入 token。**这样可以解决大部分的请求，但是对于在页面加载之后动态生成的 html 代码，这种方法就没有作用，还需要程序员在编码时手动添加 token。
   该方法还有一个缺点是难以保证 token 本身的安全。特别是在一些论坛之类支持用户自己发表内容的网站，黑客可以在上面发布自己个人网站的地址。由于系统也会在这个地址后面加上 token，黑客可以在自己的网站上得到这个 token，并马上就可以发动 CSRF 攻击。为了避免这一点，系统可以在添加 token 的时候增加一个判断，如果这个链接是链到自己本站的，就在后面添加 token，如果是通向外网则不加。不过，即使这个 csrftoken 不以参数的形式附加在请求之中，黑客的网站也同样可以通过 Referer 来得到这个 token 值以发动 CSRF 攻击。这也是一些用户喜欢手动关闭浏览器 Referer 功能的原因。
   （更安全，也相对复杂一些）

3. 在HTTP头中添加自定义属性并验证
   这种方法也是使用 token 并进行验证，和上一种方法不同的是，这里并不是把 token 以参数的形式置于 HTTP 请求之中，而是把它放到 HTTP 头中自定义的属性里。通过 XMLHttpRequest 这个类，可以一次性给所有该类请求加上 csrftoken 这个 HTTP 头属性，并把 token 值放入其中。这样解决了上种方法在请求中加入 token 的不便，同时，通过 XMLHttpRequest 请求的地址不会被记录到浏览器的地址栏，也不用担心 token 会透过 Referer 泄露到其他网站中去。
   然而这种方法的局限性非常大。XMLHttpRequest 请求通常用于 Ajax 方法中对于页面局部的异步刷新，并非所有的请求都适合用这个类来发起，而且通过该类请求得到的页面不能被浏览器所记录下，从而进行前进，后退，刷新，收藏等操作，给用户带来不便。另外，对于没有进行 CSRF 防护的遗留系统来说，要采用这种方法来进行防护，要把所有请求都改为 XMLHttpRequest 请求，这样几乎是要重写整个网站，这代价无疑是不能接受的。
   （没有方法2那么复杂，但是用户体验下降，对于现成网站的加护工作量大）

全自动CSRF检测工具：CSRF Scanner（From 腾讯安全应急响应中心）

CSRF产生危险的核心就是利用他人的cookie。区别对待带cookie和不带cookie两种情况是扫描器的检测逻辑的关键点。CSRF Scanner的检测步骤如下：

1. 不带cookie访问页面得到form1
2. 带cookie访问页面得到form2
3. 判断form1与form2是否为同一个表单，是，则继续检测；否，则进入下一检测对象。
4. 判断form2是否存在token、g_tk等字样，如果不存在，则继续检测；存在，则说明对象有做一定的CSRF防御（上述方法2），为了提高检测效率，进入下一检测对象。
5. 判断form2是否存在search、login等字样，如果不存在，则继续检测；存在，则说明提交的表单不存在敏感性（仅做查询操作而非修改）
6. 判断form2是否存在保存、修改、提交等白名单字样，如果存在，则说明对象具有一定的敏感性（存在数据修改行为），具有敏感性而又没有检测到相应的防护措施，提交CSRF漏洞报告。

Y

N

Y

N

Y

N

Y

N

不带cookie访问页面得到form1

带cookie访问得到form2

判断form1与form2是否相同

结束

form2是否存在token和g_tk等字样

form2是否存在search和login等字样

form2是否存在修改和保存等敏感 字样

对象存在CSRF漏洞

参考资料

• IBM DeveloperWorks
  https://www.ibm.com/developerworks/cn/web/1102_niugang_csrf/index.html
• 腾讯安全应急响应中心
  https://security.tencent.com/index.php/blog/msg/24