如何实现无刷新安全图片上传功能

大龄菜鸟 2017-01-17 23:28

有时候我们想通过表单的方式收集用户的数据，例如，想收集用户在使用系统的过程中遇到的故障，我们可能需要提供一个表单让用户填写故障模块并附上截图。这时候，我们可能面对的是匿名的用户，即用户无需任何权限就能够提交表单，这就不得不考虑安全性的问题。例如，要检查用户提交的内容中是否包含恶意代码，防范SQL注入、XSS攻击等行为，另外，还要对用户的访问行为进行控制，例如是否频繁提交和刷新。（当然，授权用户也要考虑安全问题，只是我们可以有更多手段来降低这种风险）

而对于要使用到文件上传功能的表单，我们要考虑的问题就更为复杂了，例如要进行文件类型校验、文件的大小及上传频率进行限制等，而且要在服务器中进行合理的数据隔离，再甚者，需要调用杀毒模块进行病毒查杀。

下面，我以自己项目中的例子来谈一下实现方式，如果有不完善的地方欢迎留言指正。

为了给用户更好的体验，这个项目采取了ajax异步上传的方式，避免大量的数据一次性提交到服务器而造成较大的处理压力。

一、前端功能展示

1、正常的上传过程及前端代码实现

这里只展示了表单当中的故障截图、问题描述两个域。

前端界面

当用户点击上述带加号图片的时候，直接弹出图片文件选择框：

直接弹出文件选择框

上图右下角我们看到弹出框默认只是显示图片文件（不过，用户可以下拉选择显示“所有文件”）。

这个实现比较简单，就是用到accept属性：

accept="image/*" type="file">

注意这里我们对这个file元素进行了隐藏，因为它默认呈现是下面这个样子的，并不好看。

bindUpload:function(){

var me = $(this);

me.click(function(e){

$("#upload-file").click();

$("#upload-file").unbind("change");

$("#upload-file").bind("change",function(){

uploadFile(me);

});

});

}

上面我们定义了一个绑定图片click()事件的方法，当点击图片的时候触发file元素的click()事件，从而可以灵活根据需要给用户更加人性化的上传提示。接着还为file元素绑定了change事件，当其内容发生改变时（也就是用户已经在弹出框中选择了文件并确定之后），触发uploadFile方法来执行ajax的提交。

uploadFile()方法：

function uploadFile(me){

var file = document.getElementById("upload-file").files[0];

var data = new FormData();

data.append("file",file);

$.ajax({

data : data,

type : "POST",

url : "upload",

cache : false,

contentType : false,

processData : false,

dataType:"json",

success : function(response) {

if (response.success) {

for (var i = 0; i < response.data.length; i++) {

var obj = response.data[i];

var imageUrl = obj.serverPath;

me.attr("src",imageUrl);

}

}else{

toastr.error(response.message, '提示', {positionClass: 'toast-top-center'});

}

}

});

}

这里用到FormData()来封装要提交的数据（当然你也可以单独建立一个enctype="multipart/form-data"的form表单来实现）。如果提交成功，则将原来默认的那个图片文件替换为服务器返回的文件。当然，这里你还可以增加对文件扩展名的校验逻辑，例如文件结尾只能是.jpg、.png、.bmp。

上传成功后的界面是这样子的：

正常上传返回结果

上图中我们看到图片右上角还有一个删除按钮，即用户传错了可以删除后重新上传。而用户直接单击已经上传的图片，则可以重新选择其他图片。

2、异常的上传

除了正常的上传外，我们还要对非法的上传进行限制，这里进行了三种限制：文件类型、文件大小、上传次数。

文件类型校验

文件大小校验

文件次数我这里就不展示了，看后面的讲述。

二、服务器端实现

结合上述的功能，在服务器端我们要完成以下几件事情：

首先是要保存上传的数据。我使用的是springmvc，所以实现起来比较简单，下面只列出主要的代码：

MultipartHttpServletRequest multipartRequest = (MultipartHttpServletRequest) request; //转换request类型

Map fileMap = multipartRequest.getFileMap();

Iterator fileIterator = multipartRequest.getFileNames();

while (fileIterator.hasNext()) {

String fileKey = fileIterator.next();

MultipartFile multipartFile = fileMap.get(fileKey); //得到临时文件

if (multipartFile.getSize() != 0L) {

File destFile = new File(uploadRootDir, fileName); //目标文件

multipartFile.transferTo(destFile);// 将临时文件拷贝到目标文件

}

}

我们来思考一下，如果只是使用上述代码直接保存文件，会有哪些问题？？我们带着这些问题来谈一下如何优化。

1、如何判断文件是否为图片？

我们期望用户上传的文件是图片文件，但由于在客户端我们只能通过扩展名来进行校验，这显然是不可靠的，用户改个扩展名就照样可以上传了。

而我们知道MultipartFile中有一个getContentType()的方法，但这个方法也不靠谱，因为它也是根据客户端给出的数据类型来判定的。我们将一个js文件的扩展名改成.png，然后用Firebug来看一下上传的数据：

一个js文件更改扩展名为.png

可以看到Post中有一个Content-Type，这就是MultipartFile获取到的值。

那么，怎样才能知道文件本来的真正类型呢？方法只有去读一下文件的内容。由于所有的文件都是二进制数据（下面显示的是十六进制），所以我们试一下用此方式来打开两张正常的图片文件，看有什么共同点。从下图可以看到，前面的几个字节是完全一样的。

我们再打开被改成png的那个js文件，可以看到它的二进制代码是这样的，显然跟真正的图片文件不一样，因此，通过读取这几个字节，我们基本可以判断文件的所属类型。

网上提供了以下的方法，我们借用以下：

private static String getFileHeader(File file) {

FileInputStream is = null;

String value = null;

try {

is = new FileInputStream(file);

byte[] b = new byte[4];

is.read(b, 0, b.length);

value = bytesToHexString(b);

System.out.println("value"+value);

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

if (null != is) {

try {

is.close();

} catch (IOException e) {

}

}

}

return value;

}

上面的代码读取文件的前4个字节，将其转换为十六进制的字符串。我们只需要对上述结果与图片文件的头部信息进行对比，就知道是否为图片文件了。

常见图片的头部值：

"FFD8FF", "jpg"

"FFD8FFE0", "jpeg"

"89504E47", "png"

"47494638", "gif"

"49492A00", "tif"

"424D", "bmp"

可是，这完全放心了吗？NO！！！既然图片的头部代码是相同的，有心人只需要对文件的前几个字节篡改一下，就可以绕过我们的检查了，有些木马就是这样传播的，例如伪造成一张美女图片，你一打开就中招。所以，上述方法依旧有漏洞。网上已经有人给出了一个思路，利用ImageIO类来读取文件的宽度和高度，并为图片添加水印，如果成功，表明是图片，否则不是。具体代码这里就不展示，大家可以百度一下。当然，我们还可以有其他类似的方法，例如对图片进行缩放、剪切、生成缩略图等。

2、检验上传图片的大小

这个实现起来比较简单，因为MultipartFile本身就具有getSize()这个方法来获得文件的大小。不过，这个是事后的，因为用户已经上传了文件，所以更为保险的方法是直接对用户提交的数据进行拦截，在springmvc是直接配置在xml文件里就可以了。

3、其他问题

由于我们采用的是异步上传的方式，因此用户可能会上传了很多无用的文件。例如拍摄不清晰，删除了又重新上传。由于文件删除的操作会比较敏感，所以一般我们不会让用户直接执行，而是在服务器后台通过定期清理无效文件的方式来处理。例如，我们可以建立一个UploadFile的实体类，用来记录用户已经上传的所有文件（文件名、大小、IP地址、上传时间），然后用户提交整个表单的时候再进行对比，删除无关的文件即可。如果不想用实体类，也可以用SessionID+随机数的方式来命名文件，由此确定文件的归属（但这个还要考虑会话过期的问题）。而对于半途而废的用户（只上传了图片但没有提交表单），我们还需要定期清理已上传的无主文件。在这个项目中，我的实现方式还多了一步，我用一个单独的目录来保存用户上传的文件，例如/tmp目录，然后用户提交表单的时候再将这些文件移动到最终的目录，这样做的好处是，可以对/tmp目录进行更加严格的权限控制。而且，我们可以设置会话的过期时间（如30分钟），要清理垃圾文件的时候只需要将这个目录中30分钟之前的文件删除掉即可，而不需要过多的判断。

还有一个问题，如果用户频繁上传、频繁提交怎么办？我们可以设置一个实体类，如Client，用来记录这些行为，并放到会话当中，用户每次上传都会刷新并进行比对。这个实体类需要包括：上一次上传时间（用来判断用户是否频繁上传）、上传文件总数（限制上传文件总数量）、提交问题总数（限制表单提交总数）、上次提交表单时间（避免频繁提交）、IP地址及SESSIONID（确定用户身份）等。这个Client类可以放到传统的Session，也可以放到Redis等数据库，但实现过程基本相同。

此外，你还可以对上传的数据（主要是非图片的内容）进行加密（如RSA），或者采用https的方式来进一步提升数据传输过程中的安全性。

温馨提示：如果使用springmvc整合Redis，一定要找到相匹配的版本（不一定要找最新的），否则很容易产生异常。