前端安全 — 浅谈JavaScript拦截XSS攻击

XSS／跨站脚本攻击，是一种代码注入网页攻击，攻击者可以将代码植入到其他用户都能访问到的页面（如论坛、留言板、贴吧等）中。

如今，XSS 攻击所涉及的场景愈发广泛。越来越多的客户端软件支持 html 解析和 JavaScript 解析，比如：HTML 文档、XML 文档、Flash、PDF、QQ、一些音乐播放器以及浏览器的功能界面等。这些用户经常使用的场景往往都是 XSS 攻击的高发地带。

一、XSS攻击类型

1. 存储型XSS（持久型）

攻击者在表单内提交恶意 js 代码 ( 如 )，网站后端对提交数据不做任何安全处理，直接存储在数据库中。当其他用户访问这个已被攻击的网站，js 代码攻击就会被触发。这个类型的 XSS 攻击会存储在数据库中，持续时间长，影响范围大。

2. 反射型XSS（非持久型）

反射型 XSS 攻击，是正常用户请求一个非法资源时触发的攻击。此类型攻击通常需要用户主动去访问带攻击的链接，一旦点开了链接，大概率被成功攻击（比如：我有一部电影资源，请点击 http://xxxxx 下载）。

3. DOM XSS

基于 DOM 的 XSS 攻击是反射型攻击的变种。服务器正常返回数据，其攻击在于正常用户进行某种操作 ( js 操作) 时，触发攻击者的 URL 攻击代码，服务器难以检测出这是否为非法请求。

二、XSS攻击的危害

• 挂马；
• 盗取用户cookie；
• DoS（拒绝服务）客户端浏览器；
• 钓鱼攻击，高级钓鱼技巧；
• 编写针对性的 XSS 病毒，删除目标文章、恶意篡改数据、嫁祸；
• 劫持用户 Web 行为, 进一步渗透内网；
• 爆发 Web2.0 蠕虫；
• 蠕虫式的 DDoS 攻击；
• 蠕虫式挂马攻击、刷广告、刷流量、破坏网上数据
• ……

三、JavaScript拦截

随着互联网发展，XSS 攻击涉及场景越大，其造成的危害随之扩大。拦截与防护的关键，重中之重当然是从后端入手。然而，这并不意味着网页前端无需进行相应的拦截。前后端共同拦截，网站应对 XSS 攻击的防护才会更加周全。接下来，本文将浅析前端的 XSS 攻击拦截。

XSS 攻击简单来说就是代码的注入，特指恶意用户输入恶意程序代码。为了防范这类代码的注入，网站需要确保其用户输入的安全性。对于攻击验证，可以采用以下措施：

1. 编码，即转义用户的输入，把用户的输入解读为数据而不是代码；
2. 校验，对用户的输入及请求一律进行黑名单过滤检查，如对特殊字符进行过滤，设置输入域的匹配规则等，主要针对三类注入：内联事件及内联脚本、静态脚本、动态脚本；
3. 建立上报攻击信息，对攻击者攻击信息进行分析，增强黑名单。

1. 编码

在客户端使用 JavaScript 对用户输入进行编码时，有一些内置的方法和属性可以在自动感知上下文的情况下，对所有的输入数据进行编码。

一些自动编码的方法可参考下表：

上下文	方法
html元素	例： userinput → node.textContent = userInput
html属性	例： → node.setAttribute(attr,userInput)
URL查询值	例：http://example.com/?parameter=userInput → encodeURIComponent(userInput)
CSS值	例：color: userInput → Node.style.property=userInput

2. 内联事件及内联脚本

一些比较常见的注入方式，大部分都是 javascript:... 及内联事件 on* 。如：

 <a href="javascript:alert('hello')" ></a>
 <iframe src="javascript:alert('hello')" />
 <img src='x' onerror="alert('hello')" />
 <video src='x' onerror="alert('hello')" ></video>
 <div onclick="alert('hello')" onmouseover="alert('hello2')" ><div>

类似这种注入，我们需要在浏览器触发点击事件前，对 javascript:... 内容进行黑名单判断，以实现防护效果。对于 on* 也是一样，可以使用 addEventListener 防护内联事件注入：

 // 定义 黑名单 策略
 var
 blackList = [
   'xss',
   'flow..'
 ];
 // 黑名单匹配
 function blackMatch(blackList, value) {
   if (!blackList) return false;
   for (var i=0; i <  blackList.length; i++) {
     var reg = new RegExp(blackList[i], 'i');
     if (reg.test(value)) {
       return true;
     } else {
         return false;
     }
 }

 document.addEventListener('click', function(e) {
     var el = e.target;
     //查找 a标签 
     if (el.tagName === 'A' && el.protocol === 'javascript:') {
         var code = el.href.substr(11);
         if (blackMatch(blackList, code)) {
             //非法输入
             elem.href = 'javascript:void(0)';
         }
     }
 }, true)

3. 静态脚本

通常，攻击者会向页面中注入一个静态脚本链接，比如，注入 。对于这类注入，我们需要在脚本执行前找出可疑脚本，并销毁掉。此处可使用 MutationObserver 高级 api，在页面加载变化时，对静态脚本文件进行监控：

 // Mutation 监听DOM树变化
 var observer = new MutationObserver(function(mutations) {
     mutations.forEach(function(mutation) {
          // 添加节点数
         var nodes = mutation.addedNodes;

         for (var i = 0; i <= nodes.length - 1; i++) {
             var node = nodes[i];

             //blacklist 黑名单策略列表
             if (blackMatch(blackList, code)) {
                 node.parentNode.removeChild(node);
                 console.log('发现可疑模块:', node);
             }
         }
     });
 });

 // 当页面元素节点添加和删除操作会被观察到
 observer.observe(document, {
     subtree: true,
     childList: true
 });

4. 动态脚本

除上述静态脚本外，攻击者还经常使用动态脚本注入，而且 MutationObserver api 无法监听 DOM 的变化，攻击脚本依旧会执行。比如：

 var script = document.createElement('script');
 script.setAttribute('type', 'text/javascript');
 script.setAttribute('src', 'http://xxxxx/xss.js');

 document.getElementsByTagName('body')[0].appendChild(script)

这种注入方式，可能需要使用原生的 setAttribute 方法，来监听 src 属性的值，再通过黑名单判断它是否具有合法性，重写 setAttribute 接口来实现防护：

 var old_setAttribute = Element.prototype.setAttribute;
 
 // 重写 setAttribute 接口
 Element.prototype.setAttribute = function(name, value) {

   if (this.tagName == 'SCRIPT' && /^src$/i.test(name)) {
     // 黑名单判断
     if (blackMatch(blackList, value)) {
       console.log('发现可疑模块:', value);
       return;
     }
   }

   old_setAttribute.apply(this, arguments);
 };

5. 上报攻击信息

上述几种前端防护均需要黑名单库进行判断，然而如何才能增强黑名单呢？

我们需要将攻击者每次的攻击信息收集起来，并发送到服务器进行分析、处理。这样一来，不仅可以增强黑名单，还能根据收集到的信息设计针对性措施。

可定义一个上报函数，使用 node 接收攻击信息。其结果如下：

 function hijackReport(name, value) {
   var img = document.createElement('img'),
     hijackName = name,
     hijackValue = value.toString(),
     curDate = new Date().getTime();
     
     // 上报
       img.src = 'http://192.168.1.3:3002/report/?msg=' + hijackName + 
       '&value=' + hijackValue + '&time=' + curDate;
 }

在此，有一个防 XSS 攻击的库可供学习了解。




Tips - Content Security Policy (CSP)

使用验证来防止 XSS 攻击的缺陷在于，只要存在一丝漏洞，就会使网站遭到攻击，而 Content Security Policy (CSP) 的标准则能够降低这一风险。




Ref

1. 《Web前端黑客技术揭秘》 - 钟晨鸣
2. ‘JavaScript防http劫持与XSS’ - shanyezi
3. https://github.com/leizongmin/js-xss